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贝加莱过程控制系统在单县生物发电工程的应用

提供:b&r—贝加莱工业自动化(上海)有限公司
工程背景:
中国能源结构以煤为主,煤炭所占的比重近70%,煤炭、石油和天然气等为能源。庄稼秸秆是每年形成的光合产物,含有与煤、天然气、石油一样的可以燃烧的碳,是以生物能形式储存的太阳能,是一种可再生能源。只要阳光照耀大地,*不在生产。可惜以前这些能源被白白地烧掉了,还严重污染了环境。去年6月15日这天,卫星监测的全国秸秆焚烧点多达3000多个。秸秆焚烧影响高速公路、航空、污染空气、引发火灾。
何不将秸秆集中起来燃烧,以此获得能源并有效控制污染呢?于是中国国家电网公司2004年投资成立了国能生物发电有限公司,重点开发以秸秆、林业废弃物等为原料的生物质能发电项目。该公司投资兴建的国能单县生物发电厂是我国*个生物发电示范项目,该电厂的成功投运将会大大带动全国生物发电事业的发展。国能公司计划在“十一五”期间,将生物发电规模扩大到300万千瓦,意味着全国将有100多家生物发电厂面世。这对减少秸秆焚烧对环境造成的危害、减少温室气体和有害气体排放、带动新农村建设,无疑将起到重要的促进作用。
项目简介:
国能单县生物质电厂所消耗的秸秆以棉花秸为主,伴以树皮、玉米秸、小麦秸等。投运后年消耗农林废弃物15~20万吨;每年可发出1.6亿度宝贵的绿色电,在绿色发电的同时,每年还可以减排二氧化碳10万吨,每年可为农民创收4000多万元,创造1000多个就业机会。具有良好的经济、社会和生态效益。
国能单县生物质电厂于2004年11月奠基,2005年10月份主体工程开工建设,2006年11月18日实现机组满负荷运转。2006年12月1日正式投产运行。
主机部分包括1台30mw单级抽凝式汽轮发电机组和一台130t/h生物质炉排高温高压锅炉,辅助部分包括化水处理、燃料(秸秆)输送、燃油输送、电气以及暖通等。贝加莱提供aprol过程控制系统,为此设计了一个主控和辅控一体化方案,以利于负荷调节和子系统间数据交换。整个系统共7个操作站,1个工程师站,5对dpu,i/o规模>3000。
控制系统配置:
*7台控制计算机
2台runtime服务器(同时兼操作员站,用于查看锅炉和汽机)放置在中央控制室,1台engining服务器放置在隔壁的电子间,这三台服务器为hp370高性能服务器,配置双scsi硬盘,支持radi1数据冗余和带电热插拔,存储所有的实时和历史数据。中央控制室另放置了4台操作站(燃油泵房,燃料输送,电气和暖通),这4台操作员站采用hp7600计算机,远方的化学水车间放置了1台操作员站,也是采用hp7600计算机,7台控制计算机独立完成监控电厂各个部分的任务。
*5对冗余现场控制器(也称dpu:digitalprocessingunit)
其中锅炉配一对冗余dpu,下面挂接4个i/o站,fsss部分配一对冗余dpu,挂接4个i/o站,汽机部分配一队冗余dpu,挂接7个i/o站,电气+燃油+暖通配一对冗余dpu,挂接8个i/o站,化水配一对冗余dpu,挂接4个i/o站。所有的dpu为cp382,配置3块3if781.9扩展成4个以太网口,采集所有的过程信息。智能i/o站cpu为cp360,配置1块3if781.9扩展成2个以太网口,以1ms高速扫描速度处理soe变量。
dpu的配置为bp155+ps465+cp382(3*if781)+bm150
i/o站的配置为bp152+ps465+cp360(if781)+n*di/ai/do/ao模块.
*总线系统
操作总线(操作员站和runtime服务器以及工程服务器之间)用双100m以太网;过程总线(dpu和runtime服务器以及工程服务器之间)也用双100m以太网;i/o总线(dpu和i/o站之间)也是采用双100m以太网;dpu冗余对之间的同步总线和i/o总线共用,控制总线,过程总线,i/o总线都设计成冗余系列总线。
*第三方子系统
ge新华的deh通过硬接线接入到aprol系统,加药系统采用s7-300cpu,通过驱动接入到runtime服务器。
系统i/o分布(见下表)
贝加莱过程控制系统aprol解决方案充分满足项目的需求,具有以下特点:
*操作记录(何人,何地,何时,何事)
*审计追踪,准确地保存4w信息,供事后分析使用
*aprol*符合“fda21cfrpart11和gamp4”标准
*冗余功能(服务器冗余,dpu冗余,过程总线冗余,i/o总线冗余)
*soe任务具有“0.8ms”高速扫描周期
*提供gps对时,保持时间同步,该gps提供rs485和rs232通讯
*与deh互联的两种连接方式:硬接线和modbusrtu
aprol解决方案给客户带来的价值体验:
*基于稳定的linux操作系统
*aprol提供数据服务器冗余,dpu冗余,过程总线冗余
**的通信功能:从现场层到操作层有多种标准网络可选择:can、profibus、powerlink,ethernet,
*多种集操作与控制为一体的终端可选:powerpanel,apc620,automationpanel,panel
*支持c、python语言,有助于实现复杂算法
*i/o模块可带电热插拔、模块状态检测,以利于系统维护
*在项目的执行过程中,贝加莱专家提供专业的现场支持,项目投入运行后,项目工程师实时跟踪。
项目意义:
单县生物电厂的运作得到良好的社会反响,作为中国*个生物发电项目的成功实施,中央电视台新闻联播对该项目作了系列报导。
随着生物发电在中国的普及,贝加莱会积极投身于节能环保的事业中,为保护中国的环境做出一份贡献。
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