项目概况
威钢bfg发电工程是由上海威钢能源有限公司在上海*钢铁（集团）有限公司内建造的一家电厂。主要设备有一台220t/h高炉煤气锅炉、一台50mw汽轮机和一台50mw汽轮发电机。
锅炉：杭州锅炉厂
型号：hg－220/9.8－q型燃用高炉煤气，自然循环锅炉
额定蒸发量：220t/h
主汽压力：9.81mpa
主汽温度：540℃
汽机：上海汽轮机厂
型号：n50－8.83/535－3型
型式：凝汽式，单缸单排汽
额定容量：50mw
主汽额定压力：8.83mpa
主汽额定温度：535℃
发电机：济南发电设备厂
型号：18l－047llt
额定功率：50mw
额定容量：58824kva
额定电压：10500v
额定频率：50hz
额定转速；3000rpm
机组使用的燃料主要来自上海一钢的高炉煤气，在煤气量不足以维持机组zui低负荷时，配有重油助燃。其使用原则是综合利用能源，尽可能多的利用高炉煤气，以达到废气利用、保护环境的目的。
机组工艺流程图如文前所示：
此项目是国内在高炉煤气发电工程中大规模使用dcs系统，其配置和对自动化程度的要求远远高于国内其他同容量机组。
控制对象除了锅炉、汽机、发电机外，还包括大量电气设备和辅助车间。特别是电气方面，*打破原先必须使用或后备操作盘台的思想，绝大多数操作和监视，以及许多重要联锁均由dcs来完成。
dcs系统配置
从dcs系统的配置来看，其规模几乎可以与以往的200mw燃煤机组相媲美。控制机柜17个，mfp12（控制主模块）40块，配置总i/o点数达3105点。infi－90open系统总貌图如下：
人机接口采用conductornt，两台冗余的server和两台client，其中一台client用作管理机，系统软件版本均为conductornt2.2除了管理机为单屏外，其他三台均为双屏显示。两台冗余server通过两个ict03接口模件与环路pcu进行通讯，考虑pcu与server之间距离可能较远，通讯线路中采用adam进行数据转发。
三台彩色针式打印机用于打印各种记录和信息，一台彩色喷墨打印机用于人机接口画面的实时硬拷贝，一台激光打印机用于高质量的文字图形拷贝。
所有的打印机分别与两个打印机服务器连接，然后和所有的人机接口都汇集于网络集成器hub。这样，所有的server和client均能通过hub共享数据，并且每台人机接口能够对任意一台打印机发出指令。
工程师工作站（ews）系统软件为wintools2.0.3，就地带一台激光打印机用于组态图及其他文件打印。
每个pcu采用2n冗余的新型modularpowersystemⅱ电源系统。
dcs系统分为mcs、bms、scs、das和ecs几个子系统，其中ecs被分别组态于scs和das系统中。mfp及i/o点分配如下表：
控制方案与控制特点
ⅰmcs
1高炉煤气、重油、轻油三种燃料混合燃烧，按发热值相加，其中高炉煤气和重油的负荷分配可由运行人员调整。五组高炉煤气燃烧器负荷分配也可由运行人员调整，调整方法是设定各燃烧器阀后煤气压力定值的偏置。
2汽机、锅炉由mcs协调控制，负荷指令可随高炉煤气的产出量自动调整，也可由运行人员设定。负荷变化速度可由运行人员设定，同时也具有机跟炉和炉跟机功能。
3主汽压设定值及主汽压变化速率可由运行人员设定，并预设了若干档常用速率，在滑参数启动过程中，便于运行人员快捷切换。
4辅机故障快速减负荷（rb）、负荷迫降（rd）、负荷迫升（ru）及负荷有条件的闭锁加、闭锁减等功能包括在组态设计中，将有助于机组稳定运行和平稳启停。
5风、燃料双交叉限幅调节控制烟气达*含氧量。
6除氧器水位和凝汽器水位实行解耦调节，解决过去经常出现的反应迟钝和相互干扰的问题。
两级过热器减温采用串级调节，按热力平衡估算前馈值。两级减温喷水调节均为运行人员提供了调两侧平衡的手段。
8全程自动给水，启动给水阀、低负荷给水阀和主给水调节阀在不同负荷条件下分别手动、自动或保持。
9机组启动过程中，采用炉跟随滑压运行方式
10mcs与deh（woodward505）接口及分工
mcs与deh的通讯及控制信号的交换方式为硬接线，这些信号包括：
·从mcs到deh的模拟量（4－20ma），汽机负荷指令（0－100％）
·从deh到mcs的模拟量（4－20ma），汽机负荷指令（0－100％）
·从mcs到deh的数字量（干接点），ccs请求控制汽机
·从deh到mcs的数字量（干接点），deh置于遥控
deh能独立控制汽机正常启停及带负荷运行，也能接受mcs指令进行协调运行。当接受mcs指令控制，一旦机前压力某一定值时，汽机退出mcs遥控，改为deh就地控制，维持机前压力。
ⅱbms
1系统基本配置
·锅炉：采用杭州锅炉厂生产的燃用高炉煤气自然循环锅炉。其型号：hg－220/9.8－q。
·燃烧器：燃烧器布置于炉膛的前后墙，前后墙分别布置有三层九个、共18个燃烧器。其中前墙中层3个燃烧器燃料为重油，其余燃烧器燃料为高炉煤气（用轻油点火）。
·油系统：辅助点火燃料为轻油，采用高能点火器（可伸缩）打火，机械雾化。重油蒸汽雾化。采用开/关/吹扫/雾化（重油）分立阀。油系统承担负荷8％。
·煤气系统：一个煤气支路阀对应3个燃烧器，共有5个煤气支路阀。
·火焰检测器：由于每个燃烧器只配有一支火焰检测器，共18支，所以一支火检同时检测本燃烧器的油和煤气火焰，当油和煤气都在燃烧时，无法分辨煤气火焰和油火焰。目前判火原则为：
当见火（di）信号存在时，认为油见火：
当见火（di）信号存在同时，火焰强度（ai）达到某定值时，认为煤气见火。
2锅炉点火顺序
·对每一个轻油燃烧器，当油阀开后，若10秒种后没见火，要立即关闭该油阀。
·当煤气分支阀开后，若10秒钟后，3个燃烧器中有任意一个没有检测到煤气火焰，则应立即关闭煤气分支阀及相应的油阀（若此时油在工作）。
·*支燃烧器点火失败，要重新进行炉膛吹扫。
3重油投入原则
前墙中层三支重油燃烧器在高炉煤气不足时投入使用，以满足锅炉带负荷之要求。应当注意的是，当高炉煤气量等于或低于40％额定负荷时，原则上不允许投入重油燃烧器，但允许投轻油以稳定高炉煤气的燃烧。
4高炉煤气燃烧中的特殊问题
·点火前要对煤气管路进行泄漏试验
·mft后要关闭煤气跳闸阀、煤气支路阀，打开煤气放散阀，打开氮气吹扫阀，对煤气管路进行氮气吹扫。
ⅲecs
电气控制部分的主要作用，是根据负荷变化的要求启动、调整和停止电气设备；对电路进行必要的切换；连续监视主要设备的工作情况；周期性的检查和维护主要设备；定期检修设备及迅速消除发生的故障等。
电气主接线系统由发电机变压器组出口直接接入钢厂鼓风机站的35kv开关。厂用电系统分为6kv、0.4kv两种电压等级。
电气系统主要包括以下子组：
1发电机变压器组
该子组包括发电机变压器组断路器，对发电机励磁系统和同期系统仅发出投入信号（励磁与同期由电气独立装置控制）。
26kv厂用电系统子组
该子组包括高压厂用工作变压器及6kv厂用电及其馈线。
3380kv厂用电系统子组
该子组包括低压厂用变压器、380kv厂用电pc段及mcc段的每个开关。
4ups不停电电源系统子组
该子组包括ups的进出线及馈线。
5直流系统子组
该子组包括蓄电池、整流器及馈线。
同期系统是电气系统中较为重要部分，此项目中同期由电气独立装置完成，dcs中仅有允许同期装置启动的条件判断逻辑。允许ass投入的条件有：
·汽机转速达到3000rpm
·35kv变电站隔离开关1或2合闸
·灭磁开关合闸
·avr通道投入
·aer通道投入
·发电机电压大于90％额定电压
ⅳscs
scs系统控制所有电动门、马达，以及实现联锁保护和设备组的顺序启停等。此项目中，scs不仅仅是控制范围明显扩大，而且代表自动化水平的顺序启停设备组也明显增多。主要设备组顺序控制有：
1锅炉通风道建立
2锅炉送风机a、b
3锅炉引风机a、b
4锅炉本体排污
5锅炉汽包定期排污
6锅炉煤气加热器吹扫
7锅炉重油加热a、b
8锅炉重油大、小循环
9锅炉水冷壁排污a、b、c、d组
10汽机凝结水泵a、b
11汽机疏水泵a、b
12汽机给水泵a、b
13汽机高加
14汽机工业水泵a、b
15汽机射水泵a、b
16汽机低加疏水泵a、b
ⅴplc
1接口概况
威钢项目要求辅助系统中五个子系统与贝利dcs实现接口通讯，分别为燃油系统，循环水系统，吹灰系统，胶球清洗系统和化学水系统。五个子系统皆由ge公司的plc实现，型号为90－30。系统连接示意图如下：
燃油控制系统和循环水控制系统皆由两套*一样的plc系统组成，两套plc系统通过以太网实现冗余配置。各系统作为一个独立的通讯接口实现与dcs的通讯。相互冗余的每套plc系统中的cmm通讯模件的串行通讯口通过串行通讯电缆和信号中继器分别与dcs系统中nymp01端子板上terminal端口或printer端口相接，通过在接口软件中设定ntmp01上的permlnal端口和printer端口互为冗余可以实现通讯线路硬件的冗余配置。这样plc系统互为冗余，通讯线路互为冗余，从而真正实现了通讯的冗余。
吹灰系统，胶球清洗系统和化学水系统连接构成一个multidrop系统，通过一个rs422/232转接器经串行通讯电缆接到dcs系统中ntmp01端子板上的terminla端口或printer端口，从而三个系统作为一个通讯口实现了与dcs的通讯。
2接口软件内容
威钢项目的通讯工作采用贝利的通讯接口软件gpi02rtu，gpi02rtu针对支持modbus协议（rtu方式）的plc系统，如:modicon、ge、emcanique、siemens、ti、squared等公司的plc。gpi02rtu支持多达1500plc点，可以在同一plc网络上跟多个plc通讯。
agpi02rtu
gpi02rtu软个包是一种可组态的利用modbus协议（rtu方式）进行双向串行数据通讯的产品。它允许数值在可编程控制器和贝利的gpi02rtu通讯模件中的功能码之间传递。gpi02rtu可以读写plc中的数值，而不改变plc的编程和逻辑。
b通讯概况：
gpi02rtu是一个可以组态的数据通讯软件。对于将组态的贝利系统点和plc点的连接而言。plc点必须给出rtu地址定义。在点对点的数据通讯连接组态中，用户必须输入plc点的modbus地址，对generalelectricplc用户来讲，gpi02rtu离线程序能够显示生产厂家的等价地址。等价plc地址显示在rtu地址下面，只为校核。
3硬件连接
a燃油系统和循环水系统通讯接口硬件连接框图如下：
notea:该电缆线自mfp02的p3口引到ntmp01的p1口，电缆型号为nktu01或nktu11。
b：该电缆为9芯普通串行屏蔽电缆线，自ntmp01的p5口引到adam4520的rs232端，p5口设备为dte方式，电缆两端接头分别为db－25（针）和db－9（针），长度为1.5米。
c：该线为4芯屏蔽电缆线，两芯为信号线，另两芯为24伏电源回路线，供plc侧adam4520。
d：该线为9芯普通串行屏蔽电缆线，连接plc侧的rs232口和其端的adam4520，长度为1.5米，电缆两端接头分别为db－9（针）和db－9（孔）。
e：该电缆为9芯普通串行屏蔽电缆线，自ntmp01的p6口引到adam4520的rs232端，
p5口设备为dte方式，电缆两端接头分别为db－25（针）和db－9（针），长度为1.5米。
bmultidrop系统的硬件连续框图如下：
ⅵ性能计算
此项目对性能计算的要求也是比较高的，基本上所有的主设备和换热设备均有效率计算，主要内容包括：
·用热量损失法和输入输出计算锅炉效率
·汽机效率
·厂用电率
·给水加热器效率
·凝汽器热力计算
总结与随想
通过威钢项目，我们在以下方面有所提高或突破：
·对以煤气为燃料的发电机组全范围、高自动化控制
·mcs中机组指令根据燃料量的改变而变化
·对小型机组的协调控制和滑参数控制
·燃气锅炉运行安全保护的控制逻辑
·对dcs进一步控制电气设备的探索和实现
·mfp与不同类型的非标准plc系统通讯
·对整机组进行效率计算
同时，通过此项目也能感觉到作为控制领域的矫矫者，我们应该作出以下努力：
·对电气设备特性更为深入的研究
·提供更为科学、更为实用的性能计算方法和公式
·提供更为灵活、更为直观的性能计算操作和监视界面
·将性能计算所涉及的范围进一步扩大，除了效率计算，还应该考虑机组安全及寿命计算等。