姚孟发电有限责任公司输煤程控改造技术方案

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1、平顶山姚孟发电有限责任公司2006年度技改工程#14机组输煤程控改造技术方案(修改版) 审定： 中国电力平顶山姚孟发电有限责任公司2006年10月1系统概况姚孟发电有限责任公司位于河南省平顶山市西郊，于1970年动工建设，现有装机1200MW，一、二期工程安装两台国产300MW机组，三期工程引进两台比利时300MW机组。#1、2机输煤系统设备是1975年#1机投产时所安装的，经三十年运行，设备老化十分严重，控制水平落后。1995年进行了一次改造，去掉了#5皮带，抬高了#4、#6皮带架子并加宽了#6皮带，从而提高了#6皮带出力（750吨/小时），相继更换了#4甲乙、#6甲东西、#6乙东西传动装置

2、并将原JO系列电机更换为Y系列电机，增大一个等级。1997年、2001年分别改了#2、#1煤沟给煤机受电装置（原为拖筐电缆，现改为安全滑触线）。1990年到1991年双达标期间拆除了概率筛、碎煤机、除铁器（拆除时已报废多年，停用时间不详）。2001年轮斗机报废，#7皮带在建干除灰装置时将尾部拆除一段（已不能用），2005年燃料设备治理时申请公司将已报废的轮斗机和#7皮带进行了拆除。输煤集控室设备从未经过改造，目前唯一可监视的手段就是电流表且#6皮带集控室无法监视。原煤仓煤位无监视手段，全凭值班工的经验和用手电查看煤位。#3、4机组输煤系统设备为1984年到1985年投产的设备，使用二十余年，设

3、备老化现象比较突出，尤其是控制系统。1995年对#9皮带进行了改造，将#9架子抬高，取消了8皮带；犁煤器也进行了更换。1996年更换了两台碎煤机。近几年来将皮带机两侧护栏全部进行了更换，补齐了两侧拉线开关和栈桥照明。集控室设备未经过改造，唯一可监视的手段就是电流表。原煤仓煤位无监视手段，全凭值班工经验和用手电查看煤位。2改造目标此次改造将保证改造后的输煤程控系统有高度的可靠性、良好的可控性、充分的系统开放性，历史信息的完备性，达国内输煤控制先进水平。预期效果：1输煤系统经过程控改造后，可以解放大量的人力资源，配煤控制更直观、准确，控制系统及主、辅设备性能大大提高，运行人员操作量、检修人员维护量

4、大大降低；建立完善的煤量统计、计算累加功能；机组主要经济参数在线显示，提供必要的运行指导，实现机组经济运行。同时，可靠的硬件设备和功能强大的控制软件使整个热控输煤系统可靠性提高，误操减少，故障分析速度快，减少输煤设备故障率，具有可观的安全效益和经济效益。2输煤系统增加工业电视监控装置后，可以解放大量的人力资源，部分岗位实现无人值班，配煤控制更直观、准确。输煤程控值班员能够全程跟踪、监视整个输煤作业区域及设备，设备和人员的安全性得到了提高，为生产管理现代化创造条件。3广播呼叫系统：根据操作员输入的启动或停止指令，以及设备的运行情况，广播呼叫系统自动向现场播出相应声音，实现生产过程中调度指令的规范

5、化和自动化。 3规范和标准 GB2900 电工名词术语 GB4796电工电子产品环境条件 GB50062电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50198 民用闭路电视系统工程技术规范 DB32/181-1998 建筑多媒体化工程设计标准 GB-50198-94 建筑闭路电视系统工程技术规范 JGJ/T16-92 建筑电器设计规范 GB7401-87 彩色电视图像质量主观评价方法 GA/T75-94 安全防范工程程序与要求 GBJ42-81 工业企业通讯技术规定 GBJ115-87 工业电视系统工程设计规范 GB50200-94 有线电视系统

6、工程技术规范IEC61131-3 可编程控制器软硬件标准JB/T5777.3-91 电力系统二次电路用控制及继电屏（柜、台）通用技术条件 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程抗电磁干扰应符合以下标准要求GB/T14598.10-1996快速瞬变干扰试验GB/T14598.9-1995 辐射电磁场干扰试验GB/T114598.13-1998 1MHz脉冲群高频干扰试验GB/T114598.14-1998 静电放电试验：4级DL/T596-1996 电气设备预防性试验规程国电调2002138号文 “防止电力生产重大事故的二十五重点要求”继电保护实施细则4改造范围本次技术改造的输煤控制系统为配合此

7、四台机组的输煤系统运行使用，设备改造范围包括：1.程序控制系统。包括以个人计算机(PC)为基础的人机接口设备-操作员站、工程师站，以可编程控制器(PLC)为核心的控制主机及I/O站，电源分配系统，传感器系统。2.工业电视系统。包括现场摄像机、硬盘录像机、矩阵控制主机、监视器等。3.广播呼叫系统。广播呼叫系统包括广播呼叫和移动对讲设备。#1、2机组输煤系统设备序号设备名称数 量备 注1单向皮带机122三通挡板43盘式除铁器24带式除铁器25叶轮给煤机46碎煤机27概率筛28振动防闭塞装置129除尘器和风机810电子皮带秤411机械取样装置212控制台113电动犁煤器14#3、4机组输煤系统设备序

8、号设备名称数 量备 注1单向皮带机182双向皮带机23三通挡板74带式除铁器65盘式除铁器26叶轮给煤机47碎煤机28概率筛29振动防闭塞装置2010除尘器和风机1211滚轮机212电子皮带秤213机械取样装置214电动犁煤器18电气设备的I/O清单：序号设备名称开关名称安装位置控制控制地点DIDOAI备注16kV输煤1段电源1煤甲开关6KV 5段远方集控/输煤控制室2211煤乙开关6KV输煤1段远方输煤控制室821进线、母线PT6KV输煤1段远方输煤控制室80526kV输煤2段电源2煤甲开关6KV8段远方集控/输煤控制室2212煤乙开关6KV输煤2段远方输煤控制室821进线、母线PT6KV输

9、煤2段远方输煤控制室8053煤联开关6KV输煤1段远方输煤控制室8214#2输煤变、380V输煤2段#2输煤变6KV输煤1段远方输煤控制室3022煤高开关6KV输煤1段远方输煤控制室6212煤低开关380V输煤2段远方输煤控制室4212煤备开关380V输煤2段远方输煤控制室621母线PT380V输煤2段远方输煤控制室5055#3输煤变、380V输煤3段3煤高开关6KV输煤1段远方输煤控制室6213煤低开关380V输煤3段远方输煤控制室4213煤备开关380V输煤3段远方输煤控制室621母线PT380V输煤3段远方输煤控制室4036#4输煤变、380V输煤4段4煤高开关6KV输煤1段远方输煤控制

10、室6214煤低开关380V输煤4段远方输煤控制室4214煤备开关380V输煤4段远方输煤控制室621母线PT380V输煤3段远方输煤控制室4037输煤除灰备变输备高开关6KV输煤2段远方输煤控制室621输备低开关380V输煤2段远方输煤控制室4248干灰变干灰高开关6KV输煤1段远方输煤控制室621干灰低开关380V干灰段就地输煤控制室6219#1灰浆泵房变、380厂内V灰浆泵房除灰1段1灰高开关380厂内V灰浆泵房1段远方灰浆泵房控制室621预留1灰低开关380V灰浆泵房1段远方灰浆泵房控制室424预留1灰备开关380V灰浆泵房1段远方灰浆泵房控制室621预留母线PT380V灰浆泵房1段远方

11、灰浆泵房控制室505预留10#2灰浆泵房变、380V灰浆泵房2段2灰高开关380V灰浆泵房2段远方灰浆泵房控制室621预留2灰低开关380V灰浆泵房2段远方灰浆泵房控制室424预留2灰备开关380V灰浆泵房2段远方灰浆泵房控制室621预留母线PT380V灰浆泵房2段远方灰浆泵房控制室505预留11#1输煤燃油变、380V输煤燃油1段#1输煤燃油变380V输煤燃油1段远方输煤控制室3021煤燃高开关380V输煤燃油6kv1段远方输煤控制室6211煤燃低开关380V输煤燃油1段远方输煤控制室6211煤燃联380V输煤燃油1段远方输煤控制室621母线PT380V输煤燃油1段远方输煤控制室50512#

12、2输煤燃油变、380V输煤燃油2段#2输煤燃油变380V输煤燃油2段远方输煤控制室3022煤燃高开关380V输煤燃油26kv 3段远方输煤控制室6212煤燃低开关380V输煤燃油2段远方输煤控制室621母线PT380V输煤燃油2段远方输煤控制室50513220V直流系统#1整流柜输煤控制室远方输煤控制室5010予留通信接口#2整流柜输煤控制室远方输煤控制室501014碎煤机室专用盘A1/A2开关碎煤机母线室远方输煤控制室622B1/B2开关碎煤机母线室远方输煤控制室84215#1、2机煤仓间专用盘A2开关煤仓间母线室远方输煤控制室421B2开关煤仓间母线室远方输煤控制室421低电压保护煤仓间母

13、线室远方输煤控制室10116#3、4机煤仓间专用盘A2开关煤仓间母线室远方输煤控制室421B2开关煤仓间母线室远方输煤控制室421低电压保护煤仓间母线室远方输煤控制室101注：电气提供的AI量，均为420mA。另外在PLC系统中实现全部电量统计和分析功能，电量表计提供的接口是“RS-485”和“脉冲”接口两种任选，共计数量26个点。5技术规范要求1程控系统主要功能1.1程序控制系统采用PLC+上位机控制方式，利用PLC对整个输煤系统中的设备进行数据采集和控制，而通过上位计算机的人机接口对系统设备发出控制命令，同时系统中各设备的运行状态信息在上位机显示器（LCD）上直观，动态地显示出来。1.2上

14、位机和PLC之间通过工业以太网进行通讯。PLC通过各I/O站对现场设备进行操作，控制方式分为自动、手动和就地三种方式。1.3配煤控制功能配煤控制分为程控配煤和手动配煤。程控自动方式的所有操作均通过主控室上位机软操作（键盘+鼠标）实现，各设备按工艺专业的要求在PLC控制下自动联锁运行。程控自动方式实现输煤工艺流程的顺序自动控制（设备的逆煤流启动、顺煤流停机，联锁保护等均由程序控制自动执行）。在自动方式中用工作站功能键或鼠标进行操作。1.4设备事故报警功能显示器屏幕显示故障区域流程图，事故设备图形出现事故闪烁，屏幕上用汉字显示故障形状及发生时间，并能自动启动打印机打印故障内容和时间。上位机监控画面

15、显示故障区域流程图，事故设备图形变色，屏上实时用汉字显示事故性质和发生时间，语音报警系统发声报告事故情况1.5管理监测功能整个输煤系统具有计算机管理功能，可以采集运行工况及有关数据，并能实现实时报警，流量编制、修改及状态显示。可以按规定时间打印各种报表，在显示器上查询并调用有关数据，监控系统应安全可靠，除具有数据采集、顺序控制外，自诊断、历史数据记录、事件追忆等多种管理功能：并能与厂用MIS系统通信。1.6运煤程控设备为机组脱硫系统改造后输煤设备的变更留有扩展余地。2程控系统设备规范2.1上位机系统控制系统采用上位机监控方式，整个输煤系统的运行操作和监视全部在上位机实现。整套系统设置两个控制室

16、。东运控制室设置5台操作员站，可对全厂输煤系统进行监控；西运控制室设置3台操作员站，用于监控#3、4机组输煤系统。在上位机上不仅能显示电机、三通系统设备的运行状态、过程参数、报警等，还可以进行各运行方式的选择和切换，进行自动程控操作，同时还具有模拟量参数显示、棒状图显示、声光报警、打印制表等功能。#3、#4号机输煤程控通过光纤接入#1、#2机系统中，在东运实现对西运的监控。2.2显示器及UPS显示器：采用21寸液晶显示器。每台上位操作员站均有其独立的显示器，同一控制室内组态相同，可互为备用。每台操作员站、工程师站配置一套操作台及座椅，共8套。为保证厂用电源故障安全停机，设置在线式80%C10

17、10kVA的UPS电源，放电时间一小时。东西两站各配置两台，互为备用。UPS装置带有远方的报警空接点接口。2.3 控制系统软件控制系统的操作特点为：l 具备快速切换条，可以最快的速度进行各系统间的切换；l 具有屏幕按键及下拉菜单式的软操作方式；l 具备多媒体语言报警功能；l 完善的联锁和保护功能等。l 完善的电气防误操作闭锁功能2.4 PLC系统1）程控系统共设置两套控制站，分别有各自独立的控制器CPU。一套安装在东运控制室，用于控制#1、2机组输煤设备；一套安装在西运控制室，用于控制#3、4机组输煤设备。两套控制站之间以光纤以太网通讯，光纤采用单模光纤，光缆为铠装，双缆冗余。根据输煤系统设备

18、分布情况，东西站各设置一个远程I/O站，远程站通过光纤模块与主站实现双网冗余连接。2）系统中所有模件应是接插式的，便于更换。机柜内不同类型的I/O测点应有20做冗余，同时在插槽上还应留有扩充20插槽的余地，备用插槽配备必要的硬件，保证今后插入模件能即时投入运行。2.5 数据通讯系统1）数据通讯系统应将各CPU处理单元、输入/输出模块及人机接口和系统外设联接起来，以保证可靠和高效的系统通讯。2） 连接到数据通讯系统上的任一系统或设备发生故障，不应导致通讯系统瘫痪或影响其他联网系统和设备的工作。东运、西运各配置2台交换机，任何一台交换机故障不影响整个网络的正常运行。3）所提供的数据通讯系统应是冗余

19、的（包括冗余的通讯接口模件）。冗余的数据通讯总线在任何时候都应同时工作。PLC远程站/主站通讯选用双缆方式。4）挂在数据通讯总线上的所有PLC控制站，都应能接受数据通讯总线上的数据，并可向数据总线发送数据。数据通讯系统的负载容量，在最繁忙的情况下，不应超过3040，以便于系统的扩展。5）在系统稳定和扰动的工况下，数据总线的通讯速率应保证运行人员发出的任何指令均能在1秒或更短的时间里被执行。数据通讯协议应包括CRC(循环冗余校验)、奇偶校验码等，以检测通讯误差并采取相应的保护措施，确保系统通讯的高度可靠性。应连续诊断并及时报警。2.6 打印机记录打印机应是带微处理器的激光打印机，整个控制系统应配

20、置2台A3黑白激光打印机，2台记录打印机，并配置2张普通打印机台，分别安放在东运控制室和西运控制室。另外在东运控制室配置一台A3彩色激光打印机。2.7 程控机柜和接线1）机柜门应有导电门封垫条，以提高抗射频干扰（RFI）能力。柜门上不应装设任何系统部件。机柜的设计应满足电缆由柜底引入的要求。对需强制散热的电源装置，应提供排气风扇和内部循环风扇。装有风扇的机柜均应提供易于更换的空气过滤器。2）机柜内的端子排应布置在易于安装接线的地方，即为离柜底300mm以上和柜顶150mm以下。机柜内的每个端子排和端子都有清晰的标志，并与图纸和接线表相符。2.8 供电电源控制系统提供的两路独立的交流220V电源

21、, A、B两路电源都进入电源分配柜。在电源分配柜内又分成控制电源、检修及照明电源。其中控制电源可在A、B两路间自动切换，确保电源不间断，不会因此影响控制系统的正常运行。而检修照明电源可在A、B两路间手动切换。3传感器装置运煤监控系统采用皮带速度、跑偏、堵煤、煤位、拉绳开关、限位开关等传感器的配置，在满足运煤工艺要求的情况下，力求可靠，简单合理，不重复。4电视监视系统技术要求4.1电视监视系统分别在东运和西运两个控制室设置控制中心。#1、2机组输煤系统的终端控制设备安装在东运；#3、4机组的终端控制设备安装在西运。东运可以监视四台机组输煤系统所有摄像监控点，西运只可以监视#3、4机组输煤系统摄像

22、监控点。4.2初步统计，#1、2机组输煤系统设置58个一体化摄像机，全部带电动云台；#3、4机组输煤系统设置68个一体化摄像机，全部带电动云台。 卸煤沟、煤场各设置5个一体化摄像机，并配置电动云台。随机配置20套一体化摄像机、20套云台、20个护罩作为随机备用。4.3东运、西运各配置1台4口交换机，用于与MIS网等系统连接。传输部分选材应根据电厂环境,选用防水、抗干扰的阻燃电缆。较远的监视点采用光纤。直埋的辅设场合电缆(光纤)带有铠装护套。4.4 工业电视选用6台42寸等离子工业监视器，并配置2台21寸液晶显示器和2台主机。5广播呼叫系统技术要求5.1广播呼叫系统分为有线的广播和无线对讲两部分

23、。5.2广播系统布置在现场的扬声器采用室外全天候产品，能有效地防水、防尘和防腐蚀。广播系统留有消防系统接口。广播系统可接受程控系统的语音报警信号并进行广播。控制室值班人员可对任一分区直接呼叫。5.3广播数量：80，分区：30个。对讲机数量：12个，每台配置2块电池、1个充电器。6电气控制系统功能及有关要求6.1 电气控制全部进入PLC控制，不保留后备硬手操。6.2 PLC完成事故及预告信号的采集，并送上位机监视，上位计算机发出声光报警，可确认；显示类型包括：闪光、有声、平光、无声、事故、预告、故障信息有、无。6.3 上位计算机给出合闸、分闸指令，由PLC输出驱动控制柜内中间继电器驱动断路器分闸

24、、合闸线圈，关键回路中要求串有指令的有效按钮闭锁。6.4 上位计算机监控的显示器画面上显示继断路器的预合、合、预分、分、不对应故障状态显示，应带有开关位置变位显示。6.5 当设备状态改变时和电气设备发生事故时，监控用的显示器中应有提示信号或声音信号。6.6 PLC各开关量接口应有防止过电压措施和抗干扰措施、隔离措施。6.8 输入信号类型为空接点信号，如现场附近有强电信号，应采用中间继电器隔离后提供为空接点信号输出。6.9故障信号：可编程PLC装置故障、开关停止、运行；DC24V电源失电、AC220V电源失电等应有独立警报信号送至操作台的显示器上提示。6.10电气一次接线图显示器上应带有开关位置

25、变位显示，系统构成图取代原模拟屏，可操作，并显示断路器预分、分、预合、合、故障状态。6.11故障及事件历史状态显示应应有足够的容量，满足电气所有模拟量、开关量进入并能实现历史追忆，能够显显示故障或预告信号类型、名称、发生时间、操作员、是否消失、是否确认等信息。6.12 PLC所控制的开关，从（母线室）就地向PLC提供开关位置信号，使PLC装置根据开关变位情况进行应答和实现程序控制的闭锁。6.13 界面应分为监视和操作两种，监视界面只能进行运行状态的监视，不能进行操作；如需操作，则要通过设置密码或规定权限切换到操作界面后方可进行。在进入操作界面后，变更开关位置时，有弹出画面提示，可予以确认。6.

26、14 输出继电器接点能通断断路器合闸、分闸线圈的回路电流，要求该继电器接点分断能力不小于DC220V 3A。6.15 上位机监控画面应有：（1）系统构成图、硬件构成图、故障显示图、事件显示图、故障及事件历史状态显示、输入输出信号状态分组显示、输入、输出模块状态显示、IO表、使用说明等。（2）电气一次系统图、硬件构成图、故障显示图、事件显示图、故障及事件历史状态显示、输入输出信号状态分组显示、输入、输出模块状态显示、IO表、使用说明等。（3）具有模拟光字牌画面和语音告警功能，出现报警时及时提醒运行人员。电气一次接线图显示器上应带有开关位置变位显示，电气系统图取代原模拟屏，可操作，并显示断路器预分、分、预合、合、故障状态。6.16 故障及事件历史状态显示应显示故障或预告信号类型、名称、发生时间、操作员、是否消失、是否确认等信息。6.17 BZT的投退状态应当在监控画面中显示出来。6.18 给煤机的控制与该程控改造匹配，将给煤机更换为变频调速方式，与PLC程控系统接口。应能实现输煤系统负荷电度表的通信采集功能，保证采集电度的同时性，具有各时段的电量统计与电量分析功能。