发电有限公司600MW超超临界机组仿真系统详细升级说明 UDS.doc
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1、广东深能合河发电有限公司600MW超超临界机组仿真系统详细升级说明 UDS北京泰瑞克斯能源行业仿真机系统有限公司2010年2月目录1.0前言32.0过程模型模拟范围42.1简化的系统和设备82.2不模拟的系统和设备92.3需要确定的几点:93.0控制系统103.1ABB 控制系统103.2ABB 以外的控制10继电保护逻辑,发电机保护和联锁,备用电压自投装置11励磁控制11220KV升压站11压缩空气11凝汽器胶球清洗及电动滤网11硬盘台控制11就地调节114.0操作界面134.1ABB操作界面134.2紧急操作面板界面144.3就地操作站画面154.4升压站操作界面375.0变送器模型376
2、.0热平衡计算和模型参数化397.0故障478.0测试验收488.1工厂预验收测试(PREFAT)488.2工厂验收测试(FAT)488.3现场验收测试(SAT)489.0培训509.1仿真机教练员培训509.2仿真机维护培训5110.0供货清单和文档5310.1供货清单5310.2文档5611.0项目计划581.0 前言广东河源电厂600MW超超临界机组仿真机项目开始于2007年12月,第一期结束于2008年11月。第一期时热平衡采用的参考数据是设计数据,与实际电厂运行存在一定差异,控制系统也未经过调试。在电厂一段时间的运行后,根据电厂的实际数据和成熟的控制系统,在一期的基础上TRAX对仿真
3、机进行了升级。仿真机二期开始的时间为2009年12月底。广东河源电厂600MW超超临界机组仿真机系统二期模拟的依据是1号机组性能考核实验报告中的性能测试数据(2009年9月中旬)、2009年7月底的DCS拷屏、2010年1月中旬提供的现场控制系统以及电厂的建议。本说明详细列出变更之处,对于其它未说明部分将保持第一期设定。 模型更新内容包括下列各项:l 过程模型l ABB Composor控制系统和PGP操作界面l 热平衡计算和模型参数化l 变送器模型l 就地操作画面l 故障l 硬盘台模型(火焰,同期开关?) 提供火焰相片,同期无2.0 过程模型模拟范围过程模型使用ProTRAX动态仿真建模工具
4、GCParm进行开发。ProTRAX系统是基于电厂设备的模块化建模系统,具备成熟的电厂的各种标准设备模块。从模块库中调出相应的标准设备模块,依据电厂设备编号给模块确定一个ID号(必须是唯一的),然后按实际流程将它们连接起来, 再输入设备的设计数据,例如物理数据和运行数据(称为实例化或参数化过程),就形成了整个系统的过程模型。根据广东河源电厂提供的P&ID图和新的控制系统,在DDS的模拟范围内,对过程模型进行了修改。基本与第一期相同。采用的PROTRAX版本为7.1/2009_08。在ProTRAX系统中,一个模型就是一个独立的运行程序(EXE)。根据子系统之间的水力耦合关系, 将电厂子系统整合
5、成如下三个过程模型:(1) 主过程模型(HYPROC)(2) 辅助系统模型(HYAUX)(3) 电气系统模型(HYELEC)各模型中的具体内容见表2.1 (a), (b),(c)子系统/部件模型模型名页号电子文件名主过程模型 (BLR)HYPROCHYPROC!BLR.GSD 一次风系统 磨煤机A/B 磨煤机C/D 磨煤机E/F 给煤机 燃油供油系统 燃油系统 火焰扫描风系统 二次风系统 燃烧器A/B/C 燃烧器D/E/F 锅炉本体 高温受热面 包墙和低温受热面 空气预热器 尾部烟风系统 蒸汽吹灰系统 雾化蒸汽系统 雾化蒸汽系统2 磨煤机清吹系统/等离子点火 汽水分离器 锅炉排污 喷水减温 过
6、热蒸汽出口 再热蒸汽入口/出口 锅炉疏水放气系统2-13-14-15-16-17-18-19-11-22-23-24-25-26-27-28-29-21-32-33-34-35-36-37-38-39-3主过程模型 (BOP)HYPROCHYPROC!BOP.GSD高压汽机高压旁路/冷再热蒸汽中压汽机低压汽机轴封蒸汽系统辅助蒸气系统高压给水加热器1/2高压给水加热器3除氧器/给水泵低压给水加热器5/6低压给水加热器7/8轴封冷却器凝汽器/凝结水泵/真空泵凝结水输送系统给水泵小汽机疏水放气系统1疏水放气系统2疏水放气系统32-13-14-15-16-17-11-22-23-24-25-26-27
7、-2、8-21-33-35-36-37-3表2-1 (a) 主过程模型子系统/部件模型模型名页号电子文件名辅助系统模型HYAUXHYAUX.GSD 循环水系统(1) 循环水系统(2) 循环水系统(3) 压缩空气 等离子点火 闭式冷却水(1) 闭式冷却水(2) 定子冷却水 工业水系统 循泵电机冷却水 汽机润滑油 发电机空侧密封油 发电机氢侧密封油 汽机EH油系统(1) 汽机EH油系统(2) 给水泵汽机A油系统 给水泵汽机B油系统 电动给水泵润滑油系统 送风机液压油 引风机润滑油 一次风机A润滑/液压油 一次风机B润滑/液压油 磨煤机A/B润滑油 磨煤机C/D润滑油 磨煤机E/F润滑油 发电机组振
8、动 汽动给水泵振动2-13-14-15-16-11-22-23-24-25-21-32-33-34-35-36-37-38-31-42-43-44-45-46-47-41-52-5表2-1 (b) 辅助系统过程模型子系统/部件模型模型名页号电子文件名电气模型HYELECHYELEC.GSD 发电机及220KV母线 6KV工作母线1A段 6KV工作母线1B段 6KV公用母线 汽机PC段 汽机房MCC段 锅炉PCA段 循环水PC段 380V公用段 直流段 保安PC段 汽机保安MCC段 锅炉保安MCCA段 锅炉保安MCCB段2-11-22-23-21-32-33-34-35-31-42-43-44-
9、45-4表2-1 (c) 电气过程模型2.1 简化的系统和设备下列系统将使用简化的模型进行模拟,并以满足培训目的为目标。这些系统模型通常不采用基本物理方程进行模型,而是使用经验模型或逻辑模型。有些内容已经在前面进行了说明。这里进行进一步说明: 烟气 NOx 计算 循环冷却水管道空气抽出系统,胶球清洗系统 仪表控制空气系统 马达轴承和线圈温度 柴油发电机的运行 直流电系统简化模拟 阀门和挡板的驱动电机将简化模拟2.2 不模拟的系统和设备下列系统不包括在仿真范围之内: 废水系统 化学水处理系统 发电机充氢过程不模拟 消防水系统 循环水加氯系统 脱硫部分不模拟,只考虑了脱硫部分的烟气阻力 脉动吹灰部
10、分要模拟。 点火油系统过滤装置内部工作机理将不作模拟,只考虑流动阻力;以满足故障培训要求为原则。 用于锅炉排除空气的手动放气阀不作模拟 ,电动门会有体现 除氧器、给水系统中防止系统超压的阀门、到锅炉的反冲洗阀门,现确认汽侧模拟,水侧不模拟 压缩空气系统空气干燥过程不模拟 直流充电器和UPS系统模拟就地站2.3 需要确定的几点(现已确认): 确定点火油泵有3台,均模拟 脱硫岛部分不模拟,只考虑了脱硫部分的烟气阻力。 锅炉蒸汽吹灰系统,脉冲吹灰部分确定模拟 空预器油站的操作做DCS界面上的简化模拟(不做就地站)。 点火油泵A/B/C在输煤PC段有静态画面模拟3.0 控制系统3.1 ABB 控制系统
11、由于在仿真机第一期结束后,电厂的ABB控制系统逻辑做了较大更改,将对ABB控制系统重新进行翻译。电厂提供转换所需文件已提供,控制逻辑使用TRAX ABB控制逻辑转换器(Translator)进行重新翻译。ABB控制系统源文件拷贝自电厂,电厂提供的控制系统的时间为2010年1月中旬。这部分的仿真只包括内嵌在ABB 的DCS系统内的控制及联锁保护,如汽水系统、旁路、BOP、BLR、DEH、MEH、FSSS(BMS)、ECS等的监控。其它不包含在ABB DCS组态内的控制逻辑,比如励磁、五防保护等,由TRAX 根据用户提供的逻辑控制框图在GCPARM中搭接实现。(现提供励磁控制逻辑图)3.2 ABB
12、 以外的控制以下控制不包括在ABB中,不采用转换技术,将采用ProTRAX系统进行模拟。内容如下:(a) 继电保护逻辑(b) 励磁控制(确定提供励磁控制系统逻辑图)(c) 220KV升压站(d) 发电机保护和联锁(e) 压缩空气。(f) 硬盘台控制 (g) 就地控制(根据商议确定具体范围)励磁控制将包括在HWC硬接线模型中 继电保护逻辑,发电机保护和联锁,备用电压自投装置继电保护逻辑,发电机保护和联锁和备用电压自投装置的模型,将按用户提供的功能说明使用ProTRAX控制逻辑进行模拟。 励磁控制励磁控制模型将模拟发电机的励磁电压调节功能。包括手动控制,无功功率控制和功率因子控制等。励磁控制将包括
13、在电气模型(HYHWC)中。 220KV升压站220KV升压站控制模型只模拟220KV线路上待定支路的隔离刀闸,断路器,接地刀闸的操作联锁控制逻辑。相关的设备流程图参见电气模型图HYELEC。 压缩空气这部分控制模型将只简单模拟与运行有关的操作和控制逻辑。 凝汽器胶球清洗及电动滤网这部分控制模型将只简单模拟与操作有关的逻辑。 硬盘台控制硬盘台上将模拟的仪表,操作器等设备在后续节上会加以叙述。在HYHWC模型中只模拟这些设备与其它过程控制模型相关的控制逻辑。 就地调节将模拟就地启/停泵和截断阀开/闭操作的逻辑,用ProTRAX控制模块构造。下列单回路控制系统包括在过程模型内 就地控制就地控制内容
14、文件名页号凝补水箱水位控制(CSISV516)HYPROC!BOP1-3表 4-1 就地控制以上是所要模拟的就地控制系统,其它不在过程模型模拟范围内的就地控制不将模拟。4.0 操作界面将精确复制仿真机的操作员界面,让操作员感觉不出仿真机与真实电厂有明显差别。操作员界面/人机界面(HMI),将由输入、输出设备组成,操作员通过这些设备同控制系统和电厂过程进行交互。仿真机操作员界面可分为以下几部分:l ABB DCS 操作员界面l 紧急操作面板界面l 就地操作员界面l 升压站操作界面l 仿真盘台画面4.1 ABB操作界面与第一期相同,仿真机配置5个ABB操作员站。仿真机DCS操作站直接使用ABB的P
15、GP界面操作界面软件,即用“混合”方式实现, PGP操作站与仿真PCU的通信,采用ICI通信方式。ABB提供的PGP 操作员站软件,包含1个Server和4个Client。能使ABB控制系统的模拟非常简单而又精确。和电厂中一样,ABB仿真操作员站与控制逻辑之间采用异步运行方式,并通过ICI相连接。操作员站上的操作动作,将基于事例原则根据请求发送给控制逻辑模型。控制逻辑模型的信息反馈到操仿真操作站;仿真PCU和其他模型的通讯,比如过程模型的通讯采用ProTRAX 的I/O GEN 模型并通过TCP/IP的方式来通讯。二期升级时采用的界面文件来自电厂,界面文件的提供时间为2010年1月中旬。4.2
16、 紧急操作面板界面控制室ABB操作员站旁设有紧急操作面板。该面板采用硬仿真的方式进行模拟。操作面板外观、操作方式和功能参照现场设备,第一期时已经提供,与现场一致。有三个操作台,操作器和按钮的布置分别是:第一个操作台上有六个按钮: 锅炉跳闸(2个) 汽机跳闸(2个) 发电机跳闸(2个)第二个操作台上有十个按钮加两个操作器: 小机A跳闸 小机B跳闸 启汽机直流润滑油泵 启汽机交流润滑油泵 启小机A直流润滑油泵 启小机B直流润滑油泵 启密封油空侧直流油泵 启密封油氢侧直流油泵 开凝汽器真空破坏门 启动柴油发电机 NO.1 PCV阀操作器 NO.2 PCV阀操作器第三个操作台上有一个按钮: 开#1脱硫
17、开关旁路挡板由于是采用硬仿真的方式,无法对一期已完成的面板进行再加工,为此如有变化,只可以改变名称,不能更新硬件加工。4.3 就地操作站画面就地操作画面采用GSEDIT制作。就地操作站画面将由用户提供的现场PID图作为底图,可以实现设备的开/关、起/停。画面将按机、炉、电进行分类,设置一个总的菜单。下表是经用户初步确定的一些外部参数和就地操作点; 外部参数外部参数、就地操作就地号ID序号控制类型外部参数(8)1. 环境风温度132C2. 环境压力2101.35kpa3. 空气相对湿度370%4. 燃煤低位热值45268kcal/kg5. 燃煤成分5C61.58 %H3.70 %O0.80 %N
18、8.74 %S0.31 %H2O14.80 %6. 循环冷却水温度630C7. 锅炉受热面积灰程度701008. 电网频率850Hzl 锅炉系统就地点就地操作序号PID图号1. 空气压缩机A出口阀0240空压站(没给PID)2. 空气压缩机B出口阀0241空压站(没给PID)3. 空气压缩机C出口阀0242空压站(没给PID)4. 空气压缩机D出口阀0243空压站(没给PID)5. 空气压缩机E出口阀0244空压站(没给PID)6. 空气压缩机F出口阀0245空压站(没给PID)7. 储气罐F出口阀0246空压站(没给PID)8. 储气罐E出口阀0247空压站(没给PID)9. 储气罐D出口阀
19、0248空压站(没给PID)10. 储气罐C出口阀0249空压站(没给PID)11. 储气罐B出口阀0250空压站(没给PID)12. 储气罐A出口阀0251空压站(没给PID)13. 引风机A润滑油冷却器冷却水进出口阀0287引风机电机润滑油系统B1214. 引风机B润滑油冷却器冷却水进出口阀0288引风机电机润滑油系统B1215. 一次风机A电动机稀油站冷却器冷却水进出口阀0289一次风机润滑油系统B1316. 空预器A导向轴承冷却器冷却水进出口阀0290空预器油循环系统B1417. 空预器油站冷却器进出口阀0291空预器油循环系统B14需增加空预器B的内容18. 送风机A调节油站冷却器冷
20、却水进出口阀0292送风机液压油系统B1119. 送风机B调节油站冷却器冷却水进出口阀0293送风机液压油系统B1120. 一次风机B电动机稀油站冷却器冷却水进出口阀0294一次风机润滑油系统B1321. 磨煤机A稀油站冷却器冷却水进出口阀0295磨煤机润滑油系统B1022. 磨煤机B稀油站冷却器冷却水进出口阀0296磨煤机润滑油系统B1023. 磨煤机C稀油站冷却器冷却水进出口阀0297磨煤机润滑油系统B1024. 磨煤机D稀油站冷却器冷却水进出口阀0298磨煤机润滑油系统B1025. 磨煤机E稀油站冷却器冷却水进出口阀0299磨煤机润滑油系统B1026. 磨煤机F稀油站冷却器冷却水进出口阀
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