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Ovation系统在热电厂的应用方案
作者：张世明 浏览量：225
0 引言
乌鲁木齐石化公司自备热电厂3号机组始建于1996年。汽轮机为1台哈尔滨汽轮机厂生产的50MW抽汽式凝汽器汽轮机。锅炉为1台哈尔滨锅炉有限责任公司生产的410t/h亚临界参数、切圆燃烧、自然循环汽包锅炉。控制系统为艾默生过程控制公司的ROSEMOUNT-FISHER系统。受当时计算机水平限制，该系统存在无操作记录、历史记录时间短、SOE采用单独的装置、软件组态难修改等缺陷。近年，DCS系统故障较多，并且一些配件已停产。2010年，DCS控制系统改造为艾默生过程控制公司的Ovation-XP版控制系统。
3号机组设计锅炉、汽机共2000余点，共配置5对控制器、4台操作站、1台工程师站、1台OPC服务器。DCS系统ControlIT控制站采用OCR400控制器，冗余配置，锅炉控制和汽机控制相互独立。通讯介质采用多模光纤，抗干扰能力强。系统实现了多台机组集中控制，极大地改善了机组运行环境，提高了热工自动化水平，便于热控设备的维护管理。
1 Ovation系统
Ovation系统集过程控制及企业管理信息技术为一体，采用高速度、高可靠性、高开放性的通信网络，具有多任务、多数据采集能力以及潜在的控制能力。Ovation系统利用分布式、全局型的相关数据库完成对系统的组态。全局分布式数据库将功能分散到多个可并行运行的独立站点，而非集中到一个中央处理器上，不会因其他事件的干扰而影响系统性能。
2 Ovation系统在热电厂的应用特点
2.1 热电厂机组实现集中管理
热电厂多个机组建于不同年代，控制室分布在厂区各个区域。电厂锅炉供汽系统采用母管制，受自备热电厂限制，锅炉与汽轮机同时检修的机会较少。不同机组之间的协调控制非常重要，直接影响到锅炉供汽品质及供电系统的稳定。为了实现不同机组集中管理，Ovation技术提供了两种方案：远程机柜作为独立的站点置于以太网中；远程机柜作为独立站点的附属设备。电厂远程机柜比较集中，因此采用第一种方式，利用多模光纤传递通讯信号，实现不同机组的集中管理。
2.2 系统硬件实现实时在线监控
Ovation控制系统由控制器、I/O卡件、操作站、工程师站、历史站、服务器、网络交换机、供电模块、通讯线路及光电转换器等设备组成。各硬件状态指示灯较多，维护人员巡检过程中很难发现故障点。Ovation技术利用操作站实时监控画面，对系统中的硬件及时、有效的监控，降低了维护人员的劳动强度。乌石化热电厂3号机组硬件监视画面如图1所示，
图1 3号机组硬件监视画面
实线表示绿色主通讯线路正常；虚线表示黄色备用通讯线路正常；第一行实线框为工程师站、OPC服务器、操作站；第二行实线框代表绿色主控制器正常；第三行虚线框代表黄色备用控制器正常；第二行与第三行控制器上下互为冗余关系。
2.3 冗余配置提高系统的可靠性
3号机组由5对控制器组成，锅炉控制与汽机控制相互独立。控制器系统供电电源、CPU电源模块、I/O电源、I/O接口、以太网(Ethernet)网络、光电转换器、远程通讯光纤、操作站接口、服务器接口等采用冗余配置。当发生控制处理器故障、网络交换机故障、I/O接口故障、控制处理器的电源故障、控制处理器复位、网络部分断线时，控制系统均能实现无扰切换，并通过硬件监视画面实时报警。
2.4事故记录、分析功能
Ovation技术通过8个报警级别、不同声响，为运行人员提供安全操控警示。Ovation的SOE输入模件信号处理能力的精度及分辨率为0.125ms，完全满足DLT 774-2004 《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》对事故分辨率小于lms的要求。Ovation技术通过Developer Studio软件创建历史站，存储过程数据、报警、事件顺序记录和操作记录等。历史站可存储一年的历史数据，通过历史数据分析，可以准确的找到事故原因，提高运行人员的事故应急处理能力。
3 Ovation系统应用中出现的问题及解决方案
3.1 累积流量偏差大
运行中，锅炉工艺人员对除盐水和蒸汽之间的排污率进行计算，发现排污率为10%以上。经查，主给水流量长颈喷嘴设计参数为工作温度213℃，工作压力19.2MPa（表压）、流体密度864.75kg/m³；主蒸汽流量长颈喷嘴设计参数为工作温度540℃、工作压力9.81MPa、流体密度28.252kg/m³；DCS参数设置正确。查锅炉累积流量值，锅炉额定蒸汽量为410t/h，累计值超过450t/h。对累积流量组态检查，发现瞬时流量由t/h转换成t/s时，由于科学计数的原因出现累积量偏差。于是对流量累计公式中的DIVIDE、SUM、RSETSUM块进行更改。流量累积前将瞬时流量除以100，流量累积后再除以36，流量累积到25万t时，自动清零。也可以随时手动清零。累计流量组态如图2所示。组态更改后，锅炉汽水排污率为2%~3%。
图2 累计流量组态
3.2 三取中逻辑块错误取值
乌石化热电厂3号炉炉膛负压监控由6台压力开关、3台变送器组成。6台压力开关中3台为炉膛压力高报警，3台为炉膛压力低报警。炉膛压力开关采取三取二的逻辑，用于锅炉MFT联锁保护。另外，3台炉膛压力变送器采取三取中的逻辑，用于运行人员监控参考值。当炉膛负压监控值超过报警值，分布在炉膛4个角的快速油枪投油稳燃。
运行中发现一变送器故障，快速油枪动作。经炉膛负压测量值曲线对比，发现一旦三个测量值中出现坏点，三取中便取坏点值。对三取中模块MEDIANSEL参数进行检查，CNCT参数必须设置为7，HMTR和LMTR项数值要大于模块通道坏质量判断值。I/O模块坏质量判断值为量程上下限的10%。炉膛负压量程为-200~+200，HMTR和LMTR项数值分别设置为+230和-230。经测试，如果三台变送器正常，逻辑为三取中；如果一台变送器故障，逻辑为两台正常变送器的平均值；如果两台变送器故障，逻辑为一台正常变送器值。
3.3 机炉两侧主蒸汽温度偏差
锅炉主蒸汽温度元件安装在锅炉集器联箱出口，汽机主蒸汽温度元件安装在汽轮机入口前端，两者相距60m左右，运行中经常出现汽机侧主蒸汽温度比锅炉侧主蒸汽温度高2~3℃。经检查，锅炉侧主蒸汽温度元件为K分度热电偶，汽机侧主蒸汽温度元件为E分度热电偶。机炉两侧管道直径为273mm，元件插入深度为150mm。汽机侧温度元件检定证书在600℃时需修正-1℃，锅炉侧温度元件检定证书在600℃时需修正+2℃。
DCS系统温度冷端补偿为自动补偿，共有3个冷端补偿测温点。受空调影响，其中TEMP1C点比TEMP7C点低2.1℃。对DCS系统I/O模块02-TE01和02-TE04两点硬件组态检查，发现两测点并未进行修正，且炉侧冷端补偿点选择TEMP1C点，机侧补偿点选择TEMP7C点。更改I/O模块02-TE01和02-TE04两点硬件组态，修正值选项Conversion coefficient 1分别设为+1.08040556和-1.9195944，冷端补偿点选项CJ compensation name 全部选为TEMP7C点。3号炉机运行后，锅炉侧主蒸汽温度比汽机侧高1~3℃。
4 组态软件备份方法
西屋Ovation系统组态备份包括域控制器和数据库，由于并非单个项目文件，数据拷贝容易丢失系统文件，需采用正确的方法。
4.1备份域控制器
在域控制器，选择Start→Programs→Accessories→System Tools→Backup;
出现向导窗口，选择Advance Mode；在Welcome Tab，选择Backup Wizard(Advance);选择Next；选择only backup the System State data；填写备份文件名，选择保存路径；选择Next；选择Finish，开始备份。
4.2备份数据库
4.2.1备份ORACLE数据库数据
在C盘中创建一个目录：BACKUP；打开DOS命令窗口：start---Run---cmd；
进入BACKUP目录：cd\BACKUP；执行命令：exp USERID=’sys/wdpf as sysdba’FILE =备份文件名 FULL=Y。
4.2.2备份文件系统数据
拷贝：c:\Ovptsvr 目录下的全部文件；拷贝：c:\WINDOWS\system32\drivers\etc 目录下的全部文件。
5 结语
运行中累积流量偏差大、三取中模块逻辑取值错误及机炉两侧主蒸汽温度偏差问题都得到及时解决。操作站、工程师站、OPC服务器采用软逻辑狗进行版权保护，采用光盘镜像进行组态数据的备份，效果较好。
目前，乌石化热电厂3号炉机运行稳定。该系统综合性能配置较高，稳定性强，硬件故障率低。系统组态软件采用可视化编程，组态修改快捷、方便，满足仪表人员的维护需求。
收稿日期：2013-10-28
参考文献
[1] 孙长生.DLT 774-2004 火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程2005
[2] 张林明.DLT 659-2006 火力发电厂分散控制系统验收测试规程 2006
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[4] 印 江.热工控制仪表[M].北京：中国电力出版社，2006
[5] 杨庆柏.热工控制仪表[M].北京：中国电力出版社，2008
