大唐國際北京高井熱電廠3號機組為1968年投產(chǎn)的100MW機組，鍋爐為哈爾濱鍋爐廠的高壓燃煤鍋爐，最大連續(xù)蒸發(fā)量為410t.h。汽輪機為單軸、雙缸、單抽凝汽式機組，汽機主汽閥前額定壓力為8.83MPa汽機主汽閥前額定溫度為535℃。發(fā)電機為氫冷式發(fā)電機。

改造前的機組運行情況

高井熱電廠3號機組為20世紀60年代投產(chǎn)的機爐集中控制的燃煤機組，熱控設(shè)備較陳舊落后，控制室設(shè)計立屏和控制臺，控制設(shè)備多，并且大多為手動控制，勞動強度大。系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集記錄的功能有限，不利于機組的集中監(jiān)控和對運行工況的分析，并且隨著電網(wǎng)對熱工控制儀表技術(shù)和電廠自動化水平要求的提高，特別是一次調(diào)頻和AGC的要求，原有的常規(guī)儀表已經(jīng)遠遠不能滿足機組安全可靠經(jīng)濟運行和在線狀態(tài)分析的要求。

改造后的控制系統(tǒng)組成

鑒于上述原因，大唐公司及該廠領(lǐng)導(dǎo)決定對3號機組進行DCS及DEH改造，經(jīng)過認真選型，確定DCS控制部分采用和利時公司新一代的MACS2.控制系統(tǒng)，DEH采用哈爾濱汽輪機廠的高壓抗燃油控制系統(tǒng)。改造后機組將實現(xiàn)如下功能。機組具有一定的調(diào)峰能力。機組非采暖期主要承擔(dān)基本負荷， 并具有一定的調(diào)峰能力（100%～ 40%范圍）。采暖期滿足供熱負荷要求。機組能在冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)等不同工況下啟動。機組應(yīng)能滿足鍋爐不投油最低穩(wěn)燃負荷不大于40%B2MCR 條件下， 長期安全穩(wěn)定運行的要求。

在集中控制室內(nèi)，以彩色CRT和鍵盤。鼠標為機組主要監(jiān)視和控制手段，同時配以少量必要的常規(guī)儀表和后備手操，當DCS局部故障時能維持機組穩(wěn)定負荷下短時安全運行或安全停機，以待排除故障。除啟停階段的部分準備工作需由輔助運行人員在就地手動進行外，機組的啟動、停止、正常運行和異常工況處理均在單元控制室內(nèi)根據(jù)CRT操作指導(dǎo)，由運行人員完成，其中機組的調(diào)節(jié)、保護及順序控制應(yīng)由DCS自動完成。

3號機組控制室與4號機設(shè)一個單元控制室。在單元控制室布置了機組的爐、機、電控制盤;控制盤上設(shè)置有熱工信號光字牌、爐膛火焰監(jiān)視電視、汽包水位電視和電接點水位計等設(shè)備。在控制盤前面布置機組的DCS操作員站的彩色屏幕顯示器（CRT）鍵盤。鼠標及鍋爐、汽機、發(fā)電機緊急停機、油泵啟動、真空破壞門、緊急放水門和鍋爐安全門等按鈕。

DCS改造范圍覆蓋機爐控制及電氣輔機控制、電氣模擬量和電氣開關(guān)量狀態(tài)采集，系統(tǒng)分為DAS、SCS、MCS、FSSS;DEH系統(tǒng)包括汽輪機調(diào)門控制、超速保護和汽輪機保護系統(tǒng)（ETS），共5個操作員站、一個工程師站、一個通信站、個控制站，AI共805點，AO共99點，DO共793點，DI共1300點。并且通過通信站實現(xiàn)了DSC與廠化學(xué)、MIS系統(tǒng)、熱網(wǎng)加熱站的通信。

改造方案的具體實施

包括所有主、輔機如壓力、溫度、電流等信號的采集處理（輔機電流信號考慮到系統(tǒng)的完整性，部分加入SCS系統(tǒng)）。DAS系統(tǒng)具有如下功能：顯示機組所有參數(shù)的當前值和狀態(tài)，有參數(shù)的報警、記錄、提示和打印，主要參數(shù)的事實曲線顯示和打印，SOE點的記錄、提示與打印，事故追憶和打印，報表的生成和打印，二次計算和性能計算等功能。

改造后的機組實現(xiàn)了事故追憶的全程管理和查詢， 為在事故發(fā)生以后還能夠提供多種有效的手段， 展開事故調(diào)查分析， 為及時準確地查明事故原因起到了極大的作用。

拆除原滅火保護主機，12個煤火檢及6個油火檢信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集分別進入相應(yīng)的放大器板件進行信號放大處理作為火焰監(jiān)測及爐膛無火判斷用，將危險進行分散。引、送風(fēng)機停運和爐膛壓力高信號也都做了分散處理，將信號分布在不同的板件上。FSSS系統(tǒng)設(shè)計了爐膛滅火保護、主燃料失去、爐膛負壓保護、吸送風(fēng)機跳閘和水位高等保護、首出記憶、爐膛吹掃管理和燃油控制以及高能點火控制等功能，實現(xiàn)了爐膛燃燒及保護的控制管理。

SCS 系統(tǒng)覆蓋了機爐輔機的啟?？刂?、電動門和遠操門的控制及聯(lián)鎖保護， 以及電氣設(shè)備的控制， 并對所有設(shè)備的狀態(tài)檢測及對設(shè)備的操作進行記錄。

根據(jù)該廠的實際情況，MCS 系統(tǒng)共設(shè)計10多套自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 所用過程量均采用三取二或二取平均， 且經(jīng)過不同卡件采集， 大大增加了自動控制系統(tǒng)的可靠性。所有自動系統(tǒng)均可以實現(xiàn)手自動無擾切換。

此次改造的汽輪機為哈爾濱汽輪機有限責(zé)任公司生產(chǎn)的C100213.24.535.535型、二缸二排汽抽凝式汽輪機。與該機組配套的數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）液壓部分采用了高壓抗燃油裝置，工作壓力為12～14MPa;電子部分采用北京和利時公司開發(fā)的MACS2II分布式控制系統(tǒng)，控制站采用冗余配置;對重要的模件冗余配置。每個調(diào)節(jié)閥配備一個獨立的伺服執(zhí)行機構(gòu);高。中壓自動關(guān)閉器采用了開關(guān)式高壓抗燃油機構(gòu);保護采用OPC超速保護和AST跳閘裝置，保留傳統(tǒng)的透平油危急遮斷裝置，并通過薄膜閥與高壓抗燃油系統(tǒng)相連。實現(xiàn)高壓抗燃油型DEH的全部功能。并且對于重要的信號采取硬接線的方式，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。

改造后的效果

此次改造，取得了一次上電成功、一次點火成功、一次開機成功、一次并網(wǎng)成功的好成績。機組自2003年11月7日正式啟動運行至今，DCS、DEH系統(tǒng)運行穩(wěn)定良好，一次調(diào)頻、MCS系統(tǒng)和各保護、聯(lián)鎖回路均投入且運行良好，為機組的安全提供了很好的保障，同時大大提高了機組的自動化水平，大大減輕了運行人員的勞動強度。將為該廠的熱電聯(lián)產(chǎn)創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益。同時也對熱工的維護人員提出了更高的要求。

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