中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 1 引言 現(xiàn)階段正是循環(huán)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，萊鋼集團(tuán)積極圍繞循環(huán)經(jīng)濟(jì)科技創(chuàng)新體系的總體目標(biāo)，加大了循環(huán)經(jīng)濟(jì)科技項(xiàng)目的實(shí)施力度。在不斷提高資源綜合利用率的基礎(chǔ)上，充分利用余熱余能發(fā)電。目前，萊鋼1#、2#1000m3高爐TRT（均為8000kW機(jī)組）工程分別進(jìn)入生產(chǎn)運(yùn)行。老區(qū)8#鍋爐發(fā)電（25000kW）項(xiàng)目進(jìn)入軟件調(diào)試階段，機(jī)組設(shè)備安裝完畢。大H型25000kW蒸汽發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目已經(jīng)開始投產(chǎn)。據(jù)此測算，在2005年和2006年兩年內(nèi)，萊鋼新增發(fā)電能力合計(jì)為87200kW，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 2 發(fā)電機(jī)生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)設(shè)備主要由130T蒸汽鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)等組成。工藝系統(tǒng)大體可以分為以下幾個(gè)子系統(tǒng)：蒸汽和汽輪機(jī)本體系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、油系統(tǒng)、保安系統(tǒng)等。主要特點(diǎn)是節(jié)能、經(jīng)濟(jì)效益高。 25MW發(fā)電機(jī)采用的是青島捷能汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的C25-3.43/0.981型單缸、中溫中壓、抽汽凝汽式汽輪機(jī)，頻率50Hz；額定轉(zhuǎn)速為3000r/min，額定工業(yè)抽汽量為50t/h。利用鍋爐余熱產(chǎn)生的3.43MPa/435℃的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，驅(qū)動汽輪機(jī)膨脹做功帶動發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電、抽汽。汽輪機(jī)設(shè)有調(diào)整抽汽，由中壓油動機(jī)控制的調(diào)節(jié)汽門控制，引出壓力為0.981MPa蒸汽供工業(yè)用戶；設(shè)有非調(diào)節(jié)抽汽，直接由閥門控制，引出壓力為0.224-0.31Mpa的蒸汽，供除氧器用汽；低壓段設(shè)有低壓抽汽，供低壓加熱器用汽，加熱凝結(jié)水，低加疏水進(jìn)入凝汽器。其他做完功的蒸汽排入凝結(jié)器與循環(huán)水進(jìn)行熱交換變?yōu)槟Y(jié)水由凝結(jié)泵送入除氧器。 2.1發(fā)電機(jī)系統(tǒng)工藝 發(fā)電機(jī)主軸與汽輪機(jī)主軸通過連軸器連接，由汽輪機(jī)帶動同步轉(zhuǎn)動，切割磁力線發(fā)電。發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速3000r/min，頻率50Hz。采用封閉循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)，并裝有空氣冷卻器來冷卻空氣，空氣冷卻器工作介質(zhì)為循環(huán)水。發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，在電網(wǎng)的牽制下汽輪機(jī)可以穩(wěn)定的工作在3000r/min上，不需要調(diào)整進(jìn)汽來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 2.2凝結(jié)水系統(tǒng) 汽輪機(jī)做功后的尾氣大部分被循環(huán)冷卻水冷凝成水，凝結(jié)水進(jìn)入熱井中，由凝結(jié)泵（兩用一備）抽出，經(jīng)汽封加熱器后，一部分通過低壓加熱器經(jīng)過加熱后送至除氧器；另一部分通過再循環(huán)調(diào)節(jié)閥回到熱井中，保證熱井液位。為保證凝結(jié)器的真空度，在冷凝器兩側(cè)裝有抽汽管，合并后接到射水抽汽器進(jìn)汽口，由射水抽汽器將空氣吸出排出大氣。 2.3 汽輪機(jī)本體系統(tǒng)工藝

中溫、中壓的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功后，從一級后抽出的蒸汽為工業(yè)抽汽并入工業(yè)蒸汽管網(wǎng)，同時(shí)分出一路接往除氧器用汽母管；非調(diào)節(jié)抽汽直接供除氧用汽；低壓抽汽進(jìn)入低加，對凝結(jié)水進(jìn)行加熱，其疏水進(jìn)入凝汽器。機(jī)組產(chǎn)生的乏汽與凝汽器銅管內(nèi)循環(huán)水進(jìn)行熱交換生成凝結(jié)水，通過凝結(jié)泵升壓、經(jīng)軸封冷卻器、水位自動裝置的調(diào)整、低壓加熱器，送往除氧器，再經(jīng)給水泵升壓送往鍋爐轉(zhuǎn)換成新的中溫、中壓蒸汽。 抽氣器將凝汽器中的空氣抽走，建立和保持真空，確保凝汽器正常工作。 2.3油系統(tǒng)工藝

機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，主油泵工作。透平油一路經(jīng)過控制油壓調(diào)整裝置的調(diào)整后，為保安裝置提供一定壓力的保安油。另一路經(jīng)過射油器Ⅱ、冷油器的冷卻、潤滑油濾油器過濾和潤滑油調(diào)整裝置的調(diào)整，為潤滑系統(tǒng)提供潤滑油。射油器Ⅰ為主油泵提供具有一定壓力的油源。開機(jī)時(shí)高壓啟動油泵工作。停機(jī)時(shí)交流潤滑油泵工作，交流潤滑油泵故障時(shí)直流油泵工作。 2.4保安系統(tǒng) 本系統(tǒng)包括機(jī)械液壓保安裝置和電氣保護(hù)裝置二部分，機(jī)組設(shè)置三套遮斷裝置：手動緊急脫扣危機(jī)遮斷裝置、超速脫扣危急遮斷器、電動脫扣電磁保護(hù)裝置。主要保護(hù)項(xiàng)目有超速、軸位移、潤滑油壓低、軸承回油溫度高、冷凝器真空度低及油開關(guān)跳閘、DEH保護(hù)停機(jī)等。 當(dāng)出現(xiàn)停機(jī)信號時(shí)，立即主汽門、調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉。當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信號時(shí)，聲光報(bào)警。油開關(guān)跳閘時(shí)，可根據(jù)具體情況確定關(guān)閉調(diào)節(jié)汽閥，或者同時(shí)關(guān)閉主汽門。 主汽門的關(guān)閉是通過保安油的泄放達(dá)到的。調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉是通過建立事故油來實(shí)現(xiàn)的。抽汽閥的關(guān)閉既可以通過主汽門關(guān)閉信號，又可通過電氣保護(hù)信號直接控制。保安油的泄放通過保護(hù)部套的動作實(shí)現(xiàn)。事故油的建立一方面通過保安油泄放使危急繼動器動作，電磁保護(hù)裝置動作，也可直接建立事故油。 3 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 根據(jù)工藝要求，25MW發(fā)電機(jī)自控系統(tǒng)采用ABB公司的AC800FR Industrial IT DCS系統(tǒng)，過程站采用冗余的PM802總線控制器和分布式S800I/O，一個(gè)工程師站，一個(gè)操作員站，軟件的設(shè)計(jì)采用工程師站軟件CBF6.2、監(jiān)控軟件DIGIVIS6.2。該系統(tǒng)可具備設(shè)備的自動啟停，數(shù)據(jù)的自動采集和顯示，數(shù)據(jù)歸檔和報(bào)警提示、PID回路的自動調(diào)節(jié)等功能。 3.1系統(tǒng)硬件配置結(jié)構(gòu) 控制系統(tǒng)采用ABB公司的AC800FR組成的 Industrial IT DCS控制系統(tǒng)，過程站采用冗余的PM802總線控制器和分布式S800I/O，系統(tǒng)軟件包括工程師站軟件CBF6.2、監(jiān)控軟件DIGIVIS6.2。系統(tǒng)配置圖：

從圖2可以看出系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，控制器與I/O模塊采用Profibus現(xiàn)場總線。 　　 第一級——現(xiàn)場設(shè)備控制級。PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)集成的最底層，主要是連接現(xiàn)場設(shè)備。主要包括低壓加熱器/汽機(jī)調(diào)整抽汽/汽機(jī)進(jìn)口主蒸汽裝置上的各種電動調(diào)節(jié)閥、切斷閥﹑差壓變送器等，以及定子繞組、鐵芯、汽輪機(jī)前、后軸承軸瓦的熱電阻和熱電偶，二次脈沖油和保安油油壓，凝結(jié)水泵、射水泵、交流調(diào)速油泵、潤滑油泵和頂軸油泵裝置等等。與這些現(xiàn)場設(shè)備相關(guān)的各種檢測或控制信號，以不同形式接至ABB DCS系統(tǒng)的S800系列的各種AI﹑AO﹑DI或DO模塊。這些模塊都帶有通道隔離功能，安全可靠，可由有效的保護(hù)模塊。Profibus-DP主要用于工業(yè)自動化系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳送，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制功能，是一種高速低成本通訊，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通訊，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊向現(xiàn)場級的延伸。 第二級——過程處理控制級。主要由工程師站﹑操作員站和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成。以工程師站作為主要控制核心,由兩臺上位機(jī)、PLC控制單元加以太網(wǎng)卡等組成工業(yè)以太網(wǎng)，監(jiān)控站利用DIGIVIS6.2監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對工作現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督控制，PM802總線控制器，I/O系統(tǒng)采用分布式S800I/O系列，通過分布式S800I/O系列模塊通訊對轉(zhuǎn)速、油壓、軸振、排氣壓力等參數(shù)進(jìn)行采集，上位機(jī)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)送到服務(wù)器的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行保存和數(shù)據(jù)處理。過程控制級通過工業(yè)以太網(wǎng)將上位機(jī)系統(tǒng)和現(xiàn)場監(jiān)測與控制點(diǎn)緊密的結(jié)合為一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)在線遠(yuǎn)程診斷功能。 3.1.1 系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)

3.1.2 過程站配置

3.2 軟件設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)采用Windows 2000 Professional 中文版本，工程師站安裝ABB Control Builder F6.2，操作員站安裝Industrial IT Digivis 6.2版中文軟件，上位機(jī)監(jiān)控軟件采用DIGIVIS6.2來實(shí)現(xiàn)。 3.2.1 操作系統(tǒng)軟件Windows 2000 Professional中文版提供了一個(gè)快速、高效的多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境，是目前使用廣泛的工控系統(tǒng)。 3.2.2 DIGIVIS6.2監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)系統(tǒng)的開關(guān)量、模擬量的采集和處理，并顯示在監(jiān)控畫面上，在對多臺重要水泵、油泵及調(diào)節(jié)閥的控制中的物理量如電流、主回路運(yùn)行、頻率設(shè)定，有無故障等都實(shí)時(shí)顯示在系統(tǒng)畫面上，方便操作人員及時(shí)掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況。 3.2.3運(yùn)行在Windows 2000 Professional操作系統(tǒng)下，工程師站可在不進(jìn)行組態(tài)時(shí)可兼作操作員站使用。工程師站可以實(shí)現(xiàn)硬件編輯、過程站編程、操作員站組態(tài)等一體化編程及調(diào)試功能。CBF軟件支持現(xiàn)場總線設(shè)備的數(shù)據(jù)讀取與編程功能。該軟件也提供用戶自定義接口，根據(jù)用戶要求開發(fā)自定義專用功能塊。系統(tǒng)采用全局?jǐn)?shù)據(jù)庫，變量實(shí)現(xiàn)共享，該全局?jǐn)?shù)據(jù)庫完全下裝到過程站；該軟件可以離線編程，在線修改參數(shù)，被修改的參數(shù)具備自動備份功能，可以恢復(fù)；該軟件還可以在線調(diào)試，可以單步運(yùn)行、跟蹤、仿真調(diào)試。 操作員站安裝Industrial IT Digivis 6．2版中文軟件，該軟件顯示功能支持標(biāo)準(zhǔn)預(yù)定義顯示。此系統(tǒng)可實(shí)時(shí)診測顯示系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)過程站和系統(tǒng)模件三大部分，診斷狀態(tài)信息在畫面上以圖形方式顯示及文字詳細(xì)提示；Digivis軟件趨勢顯示功能支持趨勢組態(tài)，趨勢點(diǎn)數(shù)量無軟件限制，同時(shí)支持FTP協(xié)議數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能；Digivis還可以記錄現(xiàn)場各種設(shè)備的報(bào)警信息，在操作員站畫面上進(jìn)行顯示，并在報(bào)警記錄表中記錄，可以很方便地進(jìn)行故障查詢。 4 系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn) 主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、顯示，并對一些重要參數(shù)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)回路有兩種工作方式：自動、軟手動 4.1生產(chǎn)過程參數(shù)的采集與記錄 所有參數(shù)在經(jīng)數(shù)據(jù)采集站送入上位機(jī)進(jìn)行保存與處理。同時(shí)根據(jù)實(shí)際需要，分別對一些重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)趨勢和歷史趨勢顯示。操作員可通過趨勢畫面觀察參數(shù)的動態(tài)情況，了解發(fā)電機(jī)工況。 4.2工藝監(jiān)控畫面顯示 在工藝流程圖上實(shí)時(shí)顯示所有工藝參數(shù)，不同的流程畫面可通過切換按鈕進(jìn)行切換。汽輪發(fā)電機(jī)DCS系統(tǒng)畫面大體可以分為以下幾個(gè)畫面： 系統(tǒng)流程畫面、機(jī)組軸系畫面、保安油畫面、凝結(jié)水系統(tǒng)畫面、潤滑油畫面、啟動畫面、停機(jī)畫面、報(bào)警畫面、參數(shù)畫面和累計(jì)畫面。 4.2.1系統(tǒng)流程畫面 該畫面用于監(jiān)視蒸汽流量、壓力、<< p="">