(中山嘉明电力有限公司广东中山528437)
摘要:在GE9FA燃机电厂中,DCS控制系统的运行有着重要价值,其中最为主要的就是电源模块,其对于整个系统的运行有着直接的影响。在这一前提下,本文将从不同的角度入手,探究GE9FA燃机电厂DCS控制系统电源改造及优化的策略。基于本文的分析,其目的就是提高DCS控制系统的稳定性,充分发挥电源模块的价值,并为相关人员提供参考。
关键词:GE9FA燃机电厂;DCS控制系统;电源改造优化
前言
在GE9FA燃机电厂中,其汽轮机控制系统、燃气轮机控制系统,基本采用GEMARKVI系统,而余热锅炉、公用系统,则主要使用艾默生OVATIONDCS系统,同时这一系统也被广泛应用在大型火力电厂中。在整个系统中,电源能够提供可靠、稳定的动力,如果电源模块发生故障、失电等问题,就会严重的事故问题,影响供电质量。所以,迫切的需要对电源模块进行升级与改造。
1.DCS控制系统电源模块改造
以某GE9FA燃机电厂为例,其采用艾默生OVATIONDCS系统对电源进行控制,经过长期运行以后,又对其进行了改造,在很大程度上提高了电源的可靠性。具体来说,在电厂投产以后,其发生了5次电源模块故障问题,其表现为:电源输入正常、输出指示灯不亮,电源模块风扇停止运行,同时DC24V未输出。经过具体的分析,发现GE9FA燃机电厂中DCS系统的设备已经使用了较长的年限,为了保证电源运行的稳定性,就需要对其进行改造。
1.1改造过程
针对当前DCS控制系统存在的问题,在对电源模块改造的过程中,具体的流程步骤为:在对电源改造时,将其时间定为机组C修、机组临修以上的时间,改造的工期预设为3d至5d,具体需要依据所需改造的电源数量而定。在对电源进行改造的过程中,其需要将控制柜进行停电处理,并将电缆、电源分配板、DC电源等原部件进行拆除。然后,将准备好的电源改造组件进行安装,并按照图纸的设计,将接地电缆、监视电缆、电源电缆等进行连接。完成安装工作以后,恢复GE9FA燃机电厂供电,同时对电源冗余进行切换试验。
另外,在对DCS控制系统进行改造的过程中,其注意事项为:旧系统如果能够利用的AC220V电源出入外接回路时,就应该在完成改造工作以后,尽可能增加并联端子;在改造之前,应该对I/O机柜进行精准的统计,并对DC20V电源的使用进行辅助[1]。
1.2改造效果
经过对DCS控制系统的改造,将导轨安装式的电源模块,并集成为4个无风扇、模块化的电源。同时,对冗余的电源进行了配置,可以同时支持交流输入、直流输入。对于DCS控制系统中独立的主电源输入、辅电源输入,均对其安装了主备输入装置。在GE9FA燃机电厂的运行中,交、直流电源的输入范围相对较大,所以其属于宽带电源。其中,直流输入电源的范围在DC110V至DC150V之间,而交流输入电源的范围则在AC100V之AC240V之间。在对DCS控制系统的电源模块进行改造的过程中,还对其进行了密封设计,避免由于灰尘等因素而影响电源运行的稳定性。在DCS系统中,在再改之前,其运行期间的温度为5℃至605℃,而经过改造以后,其温度扩展至-25℃至70℃。基于对电源系统的改造,使DCS电源模块具备3s至5s的保护功能,从而能够支持其在短时间内输出超载,保护电源不会受到损坏,也能够避免电源无法输出的现象,同时在7s之后能够重新进行启动。
2.DCS画面增加电源状态监视
在对DCS控制系统的电源进行优化改造的过程中,可以在DCS系统状态界面中,将电源状态监视画面加入其中。通过这样的方式,能够保证工作人员对主用电源、备用电源的线路的状态进行动态监视,主要包括电源模块WORD工作状态、AUX状态、MAIN状态等。同时,在改造DCS控制系统的电源模块时,在DCS画面中增加电源状态监视的画面,能够实现系统的声光报警。换言之,将控制系统进线UPS段、电源模块异常报警、保安段失电报警等,在实现改造以后,优化系统的报警效果,从而充分发挥电源模块改造的目标。
3.DCS控制系统网络柜电源优化
在对DCS控制系统的改造中,发现原系统中没有电源冗余配置,只有一条UPS电源。正是受这一因素的影响,在电气倒闸或者电源终端时,就会导致网络柜面大面积失电,最终导致控制器、上位机等通讯均中断。
3.1存在的问题
在DCS控制系统中,网络柜中对电源配置了双路的APC电源切换装置,其中有两台对控制系统中电源切换装置进行负责,并对电源切换装置提供可靠的电源。同时,其中的单个电源切换装置中,主要有两路电源进线。经过工作人员对DCS系统的检查以后,发现其中的4组电源进线插头,都是受2个空开所控制,也就是说1个电路电源的空开,在出线后会分成2个不同的接线组,并与电源相连。对于单个APC电源而言,其在切换装置时如果发生短路问题,就会使得2个空开均跳闸,同时交换机失电,最终导致机组无法正常运行。
3.2优化措施
在改造DCS控制系统的过程中,对网络柜中的进线电源,进行合理的冗余配置,并将保安段电源加入其中。在完成安装保安段电源后,对其进行电源切换装置,导致电源切换是由两路电源完成的,能够避免发生单路运行的问题。同时,将网络柜中的2个APC电源,更换成为4组电源进线插头,并有4个独立的空开对其进行控制。另外,在改造的工作中,将网络柜中具有保险性质的接线端子去除,使用螺丝紧固性质的接线端子进行替换,进而优化DCS控制系统,强化了电源模块的性能[2]。
4.DCS控制柜冷却风扇优化
在DCS控制系统中,控制柜的冷却,需要通过其中的冷却风扇实现。也就是说,在风扇运行的状态下,能够将电子元器件所产生的热量及时带走,实现降温、冷却的目的。在系统中,风扇电源的电压为DC24V,取自电源模块分配板上。如果在DCS控制系统中,将普通轴承冷却风扇作为风扇,那么在年久失修以后,就会影响电源模块的运行。对此,在优化时,使用AC220V冷却风扇,而电源取自热工电源盘。同时,使用空开系统对了冷却扇电源进行控制,如果发生跳闸,系统就会自动报警。
结语
综上所述,GE9FA燃机电厂中,DCS控制系统的电源发挥着重要的作用,在投运一段时间以后,就应该对其进行改造、优化。在这一基础上,提高了DCS控制系统中电源运行的稳定性,实现了对系统的保护,进而提高了DCS控制系统运行的稳定性,保证GE9FA燃机电厂供电的质量。所以,通过本文的研究,发现文中所提及的改造与优化对策,具有较强的可行性,可以将其应用在实际中。
参考文献:
[1]陈腊梅,傅洪军,张章军,徐金雷,俞洪峰,叶笃毅.某燃机电厂汽轮机汽缸-螺柱系统的多场耦合有限元应力分析[J].汽轮机技术,2018,60
(02):89-91+146.
[2]胡传鹏,阳艳.基于某燃机电厂的岩溶土洞不同处理方案对比研究[J].南方能源建设,2017,4(S1):125-128.