华电国际莱州电厂 2*1000WMW“Ff 总线方案介绍”

- Ff Application in HuaDian LaiZhou

Power Plant 2*1000WMW

1. 工程概述 - Project Overview

2. 主机 DCS 系统 Ff 配置方案 – Ff Application in Unit DCS

3. 辅网 DCS 系统 Ff 配置方案– Ff Application in Auxiliary DCS

4. Ff 使用总结 – Ff Experience Summary

华电国际莱州电厂 2×1000MW 工程概况 - Huadian Laizhou Power Plant 2x1000MW - Overview:

华电国际电力股份有限公司投资 -Huadian International Power Co.,Ltd Invested

新建 2X1,000MW 燃煤机组 , 东方锅炉 (Hitachi Design) & 东方汽机 (Hitachi design) 供货 - 2x1000MW Units, Dongfang Boiler (Hitachi Design) & Dongfang Turbine (Hitachi Design)

地点 –山东省莱州市金城镇海北嘴村北 - Location: Jincheng, LaiZhou City, Shandong Province

设计院 –国核电力规划设计研究院 - Designed by SNPDRI DCS 选用 EMERSON 公司的 OVATION 控制系统 - DCS: Emerson Ovation

System

华电国际莱州电厂 2×1000MW 工程概况 - Huadian Laizhou Power Plant 2x1000MW - Overview:

单元机组：− 冗余控制器配置 - Redundant Controllers− I/O 点数 13,000 点左右 - 13,000 I/O points− 操作员站 4 台、值长站 1 台、服务器 1 台、历史站 1 台、工程师站 1 台、 AMS 站 1 台 - 4 x Operator Stations, 1 x Shift Station, 1x Database

Server, 1x Historsian, 1x AMS Station

公用系统：− 冗余控制器配置 - Redundant Controllers− I/O 点数 2,000 点左右 - 2,000 I/O points

辅网系统：− 冗余控制器 - Redundant Controllers− I/O 点数 11,000 点 - 11,000 I/O points− 操作员站 11 台、服务器 1 台、历史站 1 台、工程师站 5 台、 AMS 站 1

台 - 11 x Operator Stations, 1x Database Server, 1x Historsian, 5x EWS, 1x AMS Station

华电国际莱州电厂 工程进度 Huadian Laizhou Power Plant 2x1000MWProject Schedule

2010 年 3 月 29 日工程启动 2012 年 5 月 23 日机组点火启动 2012 年 11 月 4 日 1 号机投入商业运

行 2012 年 12 月 6 日 2 号机投入商业运

行

KickoFf: March, 29th, 2010 Boiler Fired: May, 23rd, 2012 Unit#1 Commercial Operation:

Nov, 4th, 2012 Unit#2 Commercial Operation:

Dec, 6th, 2012

1. 工程概述 - Project Overview

2. 主机 DCS 系统 Ff 配置方案 – Ff Application in Unit DCS

3. 辅网 DCS 系统 Ff 配置方案– Ff Application in Auxiliary DCS

4. Ff 使用总结 – Ff Experience Summary

主机 Ff 配置方案介绍 – Ff Application in Unit DCS主机 Ff 配置方案介绍 – Ff Application in Unit DCS

本工程在锅炉有众多二次风分风门采用 Ff 现场总线技术 – Ff Application in Boiler Secondary Air Damper Control

− 设计初衷：由于锅炉二次风分风门众多（ 74 个），原先设计为 1个 DCS 指令控制一组风门，风门没有位置反馈不利于燃烧控制与管理，且需要大量的控制电缆及接线。为了更好的控制管理这些二次风分风门及节省安装调试成本顾选用了 Ff 总线技术。根据二次风分风门比较集中的特性，每台机组分了 12 段 Ff 总线

− 74 sets Boiler Secondary Air Damper of each boiler, One DCS command Signal for each group damper, diFficult combustion control due to no feedback for damper position. Too much control cable and wiring. With Ff bus application: Less cable & installation, and better control & management, 12 segments for each boiler 。

锅炉前墙二次风门控制流程图

主机 Ff 配置方案介绍 – Ff Application in Unit DCS主机 Ff 配置方案介绍 – Ff Application in Unit DCS

Process graphic: Secondary air damper for Boiler front wall

主机 Ff 配置方案介绍 – Ff Application in Unit DCS主机 Ff 配置方案介绍 – Ff Application in Unit DCS

节省了大量的卡件及机柜空间，常规至少需要 22块 AO,11 块 DI( 或 11 块 AI), 使用 Ff 技术后只需要 6 块 Ff 卡件

节省大量电缆，常规至少需要 74 个 *150 米=11100 米多芯电缆，使用 Ff 技术后只需要 12 段*200 米 = 2400 米 Ff 电缆

使用 AMS 管理后，能对 74 个门进行设备管理，大大减少因设备故障带来的安全隐患

- Significant Saving in IO module & Cabinets: traditional minimum configuration(22 x AO modules, 11x DI modules, or 11 x AI modules) vs Ff configration ( 6 x Ff modules)\

- Significant Saving in Cables: traditional minimum design( 74 x 150 m = 111,000 m, multi-core cable) vs Ff configuration ( 12 x 200 m = 2,400 m, Ff cable)

- Significant Potential risk reduced with AMS device management for 74 positioners

主机 Ff 配置方案介绍 -Ff Application in Unit DCS主机 Ff 配置方案介绍 -Ff Application in Unit DCS

1. 工程概述 - Project Overview

2. 主机 DCS 系统 Ff 配置方案 – Ff Application in Unit DCS

3. 辅网 DCS 系统 Ff 配置方案– Ff Application in Auxiliary DCS

4. Ff 使用总结 – Ff Experience Summary

辅网 DCS 系统 Ff 配置方案– Ff Application in Auxiliary DCS

辅网 DCS 系统 Ff 配置方案– Ff Application in Auxiliary DCS

莱州化水辅控系统采用全总线控制（ 22 段 Ff 总线、 16 段 DP 总线）− 化水精处理系统使用了 10 段 Ff 总线（ 56 台仪表）− 海水淡化系统使用了 8 段 Ff 总线（ 46 台仪表）− 锅炉补给水系统使用了 4 段 Ff 总线（ 24 台仪表） Ff 仪表主要压力、流量、差压、温度、液位等信号测量 − 罗斯蒙特系列仪表 , E+H 液位计 Auxiliary System Water treatment configuration: 22 x Ff segments,

16 x profibus DP segments, − Chemical water: 10x segments (56 devices)− Seawater Desalination: 8x segments (46 devices)− Boiler makeup water: 4x segments (24 devices)

Ff Transmitter: Pressure , Flow, DP, temperature, Level, etc 。− Rosemont, E+H

化水 Ff 总线数据显示流程图 - Process Graphic: Chemical Water System

辅网 DCS 系统 Ff 配置方案– Ff Application in Auxiliary DCS

辅网 DCS 系统 Ff 配置方案– Ff Application in Auxiliary DCS

1. 工程概述 - Project Overview

2. 主机 DCS 系统 Ff 配置方案 – Ff Application in Unit DCS

3. 辅网 DCS 系统 Ff 配置方案– Ff Application in Auxiliary DCS

4. Ff 使用总结 – Ff Experience Summary

Ff 使用总结 – Ff Experience SummaryFf 使用总结 – Ff Experience Summary

Ff 安装调试前期碰到的一些问题• 对施工单位的前期培训不足，• 部分 Ff 电缆敷设、接线不符合规范。• 变频装置及其动力电缆离取样设备较近，导致高频干

扰窜入。• 仪表架没有较好的接地。• 电气部分未考虑对变频器高频干扰输出的抑制。

Some issues during Installation & Commissioning• No enough Training for construction team

• Some improper Ff cable laying & wiring

• Interfere from Variable Speed Device

• improper grounding of Instrument stand

• No pre consideration for preventing high-frequency interference from electric works

变频干扰问题讨论及处理措施

1 对发现的 Ff 电缆敷设不合理的地方，部分进行了整改，尽量减少与变频动力电缆的平行敷设；

2 整改了不合理的 Ff 电缆接线，如部分 Ff 电缆接头，并对 Ff 总线的电阻值、电容值等进行了 测量记录，保证其在正常设计范围内；

3 采用屏蔽层多点接地的方式；

Measures taken ；

1. Change improper cable laying, reduce parallel laying with power cable

2. Change improper cable wiring and connector, testing cable resistance & capacitance

3. Multi-point grounding

Ff 使用总结 – Ff Experience SummaryFf 使用总结 – Ff Experience Summary

前述原因导致化水部分 Ff 受变频干扰较大，在变频大量投入后使用FBT-3 工具测量噪声数据如下：

Due to above reason, noisy data measured by FBT-3 during many VSDs starting up as below:

Ff 总线网段 Noise AV 平均值

Noise Pk峰值

注释

31-1-C1-P01 88 352

31-1-C1-P02 11 11

31-1-C2-P01 275 693 DCS 画面显示无法读取 Ff 数值，通讯中断

31-1-C2-P02 66 539

32-1-C1-P01 55 253

32-1-C1-P02 11 44

32-1-C2-P01 11 11

32-1-C2-P02 88 330

33-A5-P01 11 99

33-A5-P02 11 44

33-A6-P01 44 231

33-A6-P02 209 693 DCS 画面显示无法读取 Ff 数值，通讯中断

Ff 使用总结 – Ff Experience SummaryFf 使用总结 – Ff Experience Summary

采取处理措施后的测量数据如下： Noisy data measured by FBT-3 after further measurements:

Ff 使用总结 – Ff Experience SummaryFf 使用总结 – Ff Experience Summary

FF 总线网段 Noise AV 平均值

Noise Pk峰值

注释

31-1-C1-P01 11-55 275

31-1-C1-P02 11 11

31-1-C2-P01 11 11

31-1-C2-P02 33-77 242

32-1-C1-P01 33-99 363

32-1-C1-P02 11 44

32-1-C2-P01 11 11

32-1-C2-P02 55-120 385

33-A5-P01 11-33 110

33-A5-P02 11 55

33-A6-P01 33-120 319

33-A6-P02 11 66

Ff 使用总结 – Ff Experience SummaryFf 使用总结 – Ff Experience Summary

机组投入商业运行后 Ff 总线运行情况 Performance after the commercial operation

− 单元机组二次风门控制达到了设计目标；#1和 #2 机组均可对二次风门进行精确控制，阀门定位器可运行于手动或自动控制，且可通过 AMS 系统进行参数设置或状态检测； Main DCS of Unit #1 & #2 ； Accurate Control of Secondary air damper, Automatic & Manual mode, parameter configuration & status monitoring in AMS

− 辅网控制系统总线部分（化水精处理系统、海水淡化系统、锅炉补给水系统）运行良好； Auxiliary System(water, Seawater Desalination, Boiler makeup water) running well

Ff 总线在电力行业的其他应用 Ff Application in Other Power Projects

华能海门电厂 2x1000MW 海水脱硫 Ff 总线应用 Huaneng Haimen 2x1000MW FGD 河南平顶山电厂 2x1000MW 辅控 Ff 总线应用 Henan Pingdingshan 2x1000MW Auxiliary System 天津北疆电厂 2x1000MW 暖通系统 Ff 总线应用 Tianjin Beijiang 2x1000MW Air Heating System 华能金陵 2×200MW 燃气蒸汽联合循环发电机组 Ff 总线应用 Huaneng Jinling 2x200MW CCPP 京能高安屯 2×390MW 燃气蒸汽联合循环发电机组 Ff 总线应用 Jingneng GaoAntun 2x390MW CCPP

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