中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 1 引言 現(xiàn)階段正是循環(huán)經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的關鍵時期，萊鋼集團積極圍繞循環(huán)經(jīng)濟科技創(chuàng)新體系的總體目標，加大了循環(huán)經(jīng)濟科技項目的實施力度。在不斷提高資源綜合利用率的基礎上，充分利用余熱余能發(fā)電。目前，萊鋼1#、2#1000m3高爐TRT（均為8000kW機組）工程分別進入生產(chǎn)運行。老區(qū)8#鍋爐發(fā)電（25000kW）項目進入軟件調(diào)試階段，機組設備安裝完畢。大H型25000kW蒸汽發(fā)電機組項目已經(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)電能力合計為87200kW，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。 2 發(fā)電機生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)設備主要由130T蒸汽鍋爐、汽輪機和發(fā)電機等組成。工藝系統(tǒng)大體可以分為以下幾個子系統(tǒng)：蒸汽和汽輪機本體系統(tǒng)、發(fā)電機系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、油系統(tǒng)、保安系統(tǒng)等。主要特點是節(jié)能、經(jīng)濟效益高。 25MW發(fā)電機采用的是青島捷能汽輪機廠生產(chǎn)的C25-3.43/0.981型單缸、中溫中壓、抽汽凝汽式汽輪機，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℃的過熱蒸汽進入汽輪機做功，驅(qū)動汽輪機膨脹做功帶動發(fā)電機并網(wǎng)發(fā)電、抽汽。汽輪機設有調(diào)整抽汽，由中壓油動機控制的調(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；低壓段設有低壓抽汽，供低壓加熱器用汽，加熱凝結(jié)水，低加疏水進入凝汽器。其他做完功的蒸汽排入凝結(jié)器與循環(huán)水進行熱交換變?yōu)槟Y(jié)水由凝結(jié)泵送入除氧器。 2.1發(fā)電機系統(tǒng)工藝 發(fā)電機主軸與汽輪機主軸通過連軸器連接，由汽輪機帶動同步轉(zhuǎn)動，切割磁力線發(fā)電。發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速3000r/min，頻率50Hz。采用封閉循環(huán)通風系統(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)電機并網(wǎng)后，在電網(wǎng)的牽制下汽輪機可以穩(wěn)定的工作在3000r/min上，不需要調(diào)整進汽來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 2.2凝結(jié)水系統(tǒng) 汽輪機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汽口，由射水抽汽器將空氣吸出排出大氣。 2.3 汽輪機本體系統(tǒng)工藝

中溫、中壓的蒸汽進入汽輪機做功后，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；低壓抽汽進入低加，對凝結(jié)水進行加熱，其疏水進入凝汽器。機組產(chǎn)生的乏汽與凝汽器銅管內(nèi)循環(huán)水進行熱交換生成凝結(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

機組正常運行時，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。開機時高壓啟動油泵工作。停機時交流潤滑油泵工作，交流潤滑油泵故障時直流油泵工作。 2.4保安系統(tǒng) 本系統(tǒng)包括機械液壓保安裝置和電氣保護裝置二部分，機組設置三套遮斷裝置：手動緊急脫扣危機遮斷裝置、超速脫扣危急遮斷器、電動脫扣電磁保護裝置。主要保護項目有超速、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跳閘、DEH保護停機等。 當出現(xiàn)停機信號時，立即主汽門、調(diào)節(jié)汽門關閉。當出現(xiàn)報警信號時，聲光報警。油開關跳閘時，可根據(jù)具體情況確定關閉調(diào)節(jié)汽閥，或者同時關閉主汽門。 主汽門的關閉是通過保安油的泄放達到的。調(diào)節(jié)汽閥關閉是通過建立事故油來實現(xiàn)的。抽汽閥的關閉既可以通過主汽門關閉信號，又可通過電氣保護信號直接控制。保安油的泄放通過保護部套的動作實現(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)及設計 根據(jù)工藝要求，25MW發(fā)電機自控系統(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，一個工程師站，一個操作員站，軟件的設計采用工程師站軟件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)設計分為兩級網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，控制器與I/O模塊采用Profibus現(xiàn)場總線。 　　 第一級——現(xiàn)場設備控制級。PROFIBUS-DP網(wǎng)絡是網(wǎng)絡集成的最底層，主要是連接現(xiàn)場設備。主要包括低壓加熱器/汽機調(diào)整抽汽/汽機進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)場設備相關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，實現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制功能，是一種高速低成本通訊，用于設備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通訊，是計算機網(wǎng)絡通訊向現(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)交換機組成。以工程師站作為主要控制核心,由兩臺上位機、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)控軟件實現(xiàn)對工作現(xiàn)場進行監(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)進行采集，上位機將實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)送到服務器的關系數(shù)據(jù)庫中，進行保存和數(shù)據(jù)處理。過程控制級通過工業(yè)以太網(wǎng)將上位機系統(tǒng)和現(xiàn)場監(jiān)測與控制點緊密的結(jié)合為一個整體，從而實現(xiàn)對整個控制系統(tǒng)的計算機在線遠程診斷功能。 3.1.1 系統(tǒng)I/O點數(shù)

3.1.2 過程站配置

3.2 軟件設計 計算機操作系統(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，上位機監(jiān)控軟件采用DIGIVIS6.2來實現(xiàn)。 3.2.1 操作系統(tǒng)軟件Windows 2000 Professional中文版提供了一個快速、高效的多用戶、多任務操作系統(tǒng)環(huán)境，是目前使用廣泛的工控系統(tǒng)。 3.2.2 DIGIVIS6.2監(jiān)控軟件實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)的開關量、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、主回路運行、頻率設定，有無故障等都實時顯示在系統(tǒng)畫面上，方便操作人員及時掌握系統(tǒng)的運行情況。 3.2.3運行在Windows 2000 Professional操作系統(tǒng)下，工程師站可在不進行組態(tài)時可兼作操作員站使用。工程師站可以實現(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)采用全局數(shù)據(jù)庫，變量實現(xiàn)共享，該全局數(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；該軟件還可以在線調(diào)試，可以單步運行、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準預定義顯示。此系統(tǒng)可實時診測顯示系統(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提示；Digivis軟件趨勢顯示功能支持趨勢組態(tài)，趨勢點數(shù)量無軟件限制，同時支持FTP協(xié)議數(shù)據(jù)遠傳功能；Digivis還可以記錄現(xiàn)場各種設備的報警信息，在操作員站畫面上進行顯示，并在報警記錄表中記錄，可以很方便地進行故障查詢。 4 系統(tǒng)的功能實現(xiàn) 主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、顯示，并對一些重要參數(shù)進行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)采集站送入上位機進行保存與處理。同時根據(jù)實際需要，分別對一些重要參數(shù)進行實時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)電機工況。 4.2工藝監(jiān)控畫面顯示 在工藝流程圖上實時顯示所有工藝參數(shù)，不同的流程畫面可通過切換按鈕進行切換。汽輪發(fā)電機DCS系統(tǒng)畫面大體可以分為以下幾個畫面： 系統(tǒng)流程畫面、機組軸系畫面、保安油畫面、凝結(jié)水系統(tǒng)畫面、潤滑油畫面、啟動畫面、停機畫面、報警畫面、參數(shù)畫面和累計畫面。 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="">