京能五间房电厂中压开关DCS远程可视停送电及诊断系统

• 关键词：艾默生,DCS
• 摘要：京能锡林发电创新应用中压开关DCS远程可视停送电及诊断系统，集成开关远动和DCS控制、电子加密防误技术，实现了10kV中压开关远动操作、可视监控和智能诊断。该技术已取得中国实用新型专利授权和发明专利受理（证书号：ZL201720321677.4）。该技术结束了传统电厂人工停送电的历史，停送电操作效率提高70%，实现开关状态实时测控，是智慧电厂关键技术的典型实例。通过集成应用中压开关DCS远程可视停送电系统，提高了10kV开关停送电的本质安全水平，降低了人工操作风险和人工成本。

中国内陆地区特别是锡盟地区水资源匮乏，而火力发电厂耗水量巨大，当地的自然水资源难以满足发电需求，新建电厂面临“无水发电”的困境。

褐煤的清洁高效发电是世界公认的难题。褐煤热值偏低，特别是锡盟当地褐煤，低位发热量接近3000大卡/千克水平，相当于循环流化床的矸煤；同时煤的全水份达35%-40%，导致褐煤高效利用的难度远高于烟煤机组。

该机组按照超低能耗、超低排放和高可靠性、高盈利能力目标（供电煤耗＜290g/kw·h、水耗＜0.0255m3/s·Gw）、超低排放（NOx＜30mg/Nm3、SO2＜15mg/Nm3、烟尘＜5mg/Nm3、Hg＜0.015mg/Nm3）设计，且系统创新率高于80%，设计和实施难度高。

京能锡林发电创新应用中压开关DCS远程可视停送电及诊断系统，集成开关远动和DCS控制、电子加密防误技术，实现了10kV中压开关远动操作、可视监控和智能诊断。该技术已取得中国实用新型专利授权和发明专利受理（证书号：ZL201720321677.4）。该技术结束了传统电厂人工停送电的历史，停送电操作效率提高70%，实现开关状态实时测控，是智慧电厂关键技术的典型实例。通过集成应用中压开关DCS远程可视停送电系统，提高了10kV开关停送电的本质安全水平，降低了人工操作风险和人工成本。

艾默生公司提供了一套完整的Ovation专家控制系统，以实现全厂主机及辅控（脱硫、化水、输煤、除灰等）DCS一体化设计方案。该项目建设初期按照主机辅控集中控制，就地无人值守的方案，艾默生公司根据用户运行需求，优化DCS系统网络结构，将脱硫，电除尘纳入单元DCS网络，将锅炉补给水、精处理、除灰、输煤纳入公用DCS辅控网络，满足用户就地无人值守要求。

该项目是高参数超超临界褐煤锅炉（7台给煤机、磨煤机），九级回热高效汽轮机，故测点数量比常规600MW机组多出很多（单元机组总点数达到20万多点、总线设备670多台，公用辅控系统19万8百多点，总线设备700多台），Ovation系统大容量的数据库及高效网络满足了现场控制需求。

根据用户需求提供APS（全厂自动启停技术）技术解决方案，结合该电厂运行参数高，设备繁多，工艺系统关联性紧密，运行工况要求快速转变的需求，召集国内顶尖专家进行APS方案研讨会，确定了初步的APS技术方案。在调试过程中根据电厂的热力流程和设备运行实际工况，优化子系统控制流程及调整工况参数，从而使得整个机组能够在极少的人工干预下自动、安全地完成启动或停运，收到了电厂用户的好评。

中压开关DCS远程可视停送电操作是国内首次采用视频与DCS系统相结合远程操作与监控的方案，全厂160多个中压开关柜通过视频与DCS系统的结合（DCS系统画面中需要停送电逐级审批流程，类似设备停送电操作票流程）。运行人员可以在DCS画面中结合现场设备的视频进行停送电操作，这样可以避免人员误操作或设备老化带来的人员伤亡风险，且减轻了维护人员工作量，这种中高压开关远程停送电操作的一种创新，非常有价值进行推广。（下图为结合视频窗口的中压开关操作画面）

为了满足中压开关柜远程停送电，需要在每个中压开关柜内集成2个微型带灯摄像头，2个摄像头分别监视开关柜内小车桩头位置状态及接地闸刀的开关状态。

现场将150个中压开关柜的317个摄像头（含部分PT,CT柜）组成3个视频网络（1号机、2号机、辅控系统），通过专门技术在DCS系统中嵌入各摄像头视频画面。为了保证停送电操作符合操作票规范，在DCS系统中专门设计了相应的画面及交权操作将设备管理与DCS控制相结合来满足操作规范，DCS系统为每个操作员，值长设置专用账号和密码（密码仅限使用人知道和修改，管理员没有密码获取权限）。开关柜停送电操作时，操作员在DCS画面中选中需要停送电设备的申请按钮，输入操作票号，设备KKS编码，设备需要的检修状态（热备转冷备、冷备转检修、热备转检修），操作员用户名，操作员密码后点击申请，值长从DCS画面中可以知道处于申请状态的设备，点击批准申请画面，同样输入操作票号，设备KKS编码，设备需要的检修状态，值长用户名，值长密码批准申请，开关柜获得批准后操作员就可以在DCS画面中点击该开关操作面板，进行相关操作，操作的过程中将自动弹出该开关柜的摄像头进行操作监控，切换操作步序时，摄像头画面将自动切换到相应监控设备满足操作需求。现场运行人员对于这种技术的应用非常满意。即降低了工作负荷且操作更加安全可靠。避免了人身伤亡事故，这是一项值得推广的技术。