水电站增加生物质发电装置的dcs控制保护系统的制作方法_3

文档序号:9839516阅读:来源:国知局
2)、过程控制软件功能
[0066]对生产设备的所有温度、压力、流量、阀门开度、物料料位、速度、电流等进行检测、显示、报警,对被控阀门、速度等进行操作,对重要设备参数进行调节、记录。
[0067](3)、组态软件
[0068]在DCS系统监控软件的基础上,编制适合增加的生物质发电装置特点的操作、监控画面,参数设置画面和完成各现场控制站有关参数的采集。
[0069]组态软件提供历史数据记录,包括数据记录、报警记录、操作记录。根据历史数据记录和其强大的数据分析能力,可计算各个车间的日平均产量和耗水、厂用电量、生物质原料耗量,以及一个月的总产量、厂用电量和耗生物质原料量等,这为提高总产量降低总成本提供了科学依据。管理软件其他功能可按照实际需要在后期增加。
[0070]6、生物质发电装置特殊仪表的设置
[0071](1)、生物质发电装置尾气烟囱设粉尘及敏感化学成分在线检测装置;
[0072](2)、DCS中控室增设生物质原料防盗系统火灾报警装置一套。
[0073]7、生物质发电装置现场一次仪表
[0074](I)、温度仪表选用铠装PtlOO热电阻和铠装K型热电偶;
[0075](2)、温度、压力变送器选用引进或进口产品;
[0076](3)、料位仪表根据不同用途分别选用雷达式料位计和射频料位开关。
[0077]8、电缆选型
[0078](I)、一次检测元件、变送器至现场控制站之间模拟量信号电缆均选用DJYVP型多芯双绞屏蔽电缆,控制系统开关量信号电缆选用KVVP型多芯带护套铜芯屏蔽电缆,其它控制电缆选用KVV型多芯铜芯电缆。热电偶至温度变送器之间电缆选用带屏蔽及护套的高温补偿型导线。
[0079](2)、控制系统各设备间的连接电缆及通信电缆随设备成套供货。
[0080]9、电缆敷设
[0081 ] 一次元件至现场控制站之间的电缆穿管埋地和沿电缆桥架敷设,控制室内部电缆或室内抬高地坪下面敷设,主干通讯电缆在室外电缆桥架中敷设。
[0082]10、接地保护
[0083]接地系统的质量对自动化设施的抗干扰至关重要,各现场控制站和中控室分别设置接地装置。信号电缆屏蔽层在箱盘一端接至屏蔽接地端子上。计算机控制系统的接地按设备厂家的要求进行。仪表盘金属外壳接至电气保护接地母线上。
[0084]11、北斗/GPS、打印机及系统调度
[0085]北斗/GPS授时是为了确保本DCS系统与电力系统的时刻一致,便于调度和事故、故障分析、调查。打印机是为打印报表等文档用,本DCS系统通过调制解调器和通讯电缆与电力调度中心实现调度通讯,新增的生物质发电装置并入原水电站生产系统后,共用了原水电站的调度、通讯系统,成为了水电站的子系统,接受水电站二级调度。
[0086]本发明尤其适用于水电站增加生物质发电装置后的综合控制,在实际应用中,可以在原水电站控制保护系统的主服务器1、备用服务器2、操作站3、安防工作站4、通讯管理机或以太网交换机5、水轮发电机组LCU8、水电站公用LCU9、水电站发电机保护测控屏11、线路保护屏12、主变保护测控屏13、安防设施14、通讯电缆15、北斗或GPS授时装置、调制解调器、打印机等基础上,增加与水电站DCS系统网络总线与通信协议一致的生物质发电机组LCU6、生物质公用LCU7以及生物质发电机保护测控屏10组成,从而将水电站控制保护系统升级为DCS控制保护系统。
[0087]前述增加的生物质发电机组IXU6、生物质公用IXU7以及生物质发电机保护测控屏10与水电站控制保护系统的硬件、软件和通讯网络总线与通信协议一致,从而使得DCS控制保护系统运行可靠,维护方便。如果水电站控制保护系统为传统电磁式或无法与生物质发电机组LCU在硬件、软件和通讯上网络总线与通信协议一致时,则将水电站控制保护系统的装置部件更换为与生物质发电机组LCU6、生物质公用LCU7以及生物质发电机保护测控屏10相网络总线与通信协议一致的装置部件。
[0088]优选地,本发明中的水电站控制保护系统为总线型PLC微机监控保护系统或工业以太网DCS微机监控保护系统。前述工业以太网DCS微机监控保护系统包括单网、双网、单环网和双环网DCS控制保护系统。
[0089]优选地,生物质发电机组LCU6为汽轮发电机组LCU或燃气轮发电机组LCU。生物质公用LCU7为生物质锅炉及原料输送系统LCU或生物质气化炉及原料输送系统LCU。
[0090]实施例1
[0091]某山区中型水电站,装机容量3X 12000 = 36000kw,发电机电压10.5kv,经一台50000KVA的主变压器升压为1101^再经1^1-150/501011输电线路并入电网。电站多年平均年利用小时3150h,年发电量11340万kwh,其中,丰水期发电量8000万kwh,占总发电量的70.5 %。平、枯水期发电量3340万kwh,占总发电量的29.5 %。平、枯水期平均发电出力6700kw,升压站、输电线路及控制保护系统和调度通讯系统等输变电能力平均富余25300kwo
[0092]电站周边属典型的农牧区,主产玉米,森林覆盖率45%左右。四旁植物以阔叶灌木和竹类为主,约占95 %的宜林地均种植薪炭林和竹类,在电站20km范围内有农户7000户。据测算,每年可资源化利用的玉米秸杆,四旁植物、薪炭林、竹类和林业采伐废弃枝桠、边角材等生物质资源总量约20?30万t。
[0093]为了利用电站周边丰富的生物质资源,可以在水电站附近增加生物质发电装置。具体地,由水电站业主出资,在水电站厂房旁边投资约13000万元建设2 X 10000 = 20000kw的生物质热解气化炉及燃气轮发电机组,并联产燃油6800t/a和复合生态肥13500t/a,设计年利用小时5000h。生物质发电机与水电站发电机额定电压一致,为10.5kv,与水电站发电机并列运行。生物质发电机励磁系统新增过励功能,将水电站的双网DCS控制保护系统升级为双网DCS系统。取消了生物质发电厂的中心控制室和服务器、操作站、安防工作站、通讯管理机或以太网交换机、线路保护屏、主变保护测控屏,可节省生物质发电装置DCS控制保护系统投资200万元,从而实现水电站和生物质发电装置集中控制,降低生物质发电装置运行固定成本,减少了生物质发电装置运行维护人员,提高了劳动生产率。实现了水能资源、生物质资源以及水电站存量资产的综合利用和价值最大化。
[0094]实施例2
[0095]某山区小型水电站,装机容量2 X 2500 = 5000kw,发电机电压6.3kv,经一台6300KVA的主变压器升压为35kv再经LGJ-185/19km输电线路并入电网。电站多年平均年利用小时3600h,年发电量1800万kwh,其中,丰水期发电量1200万kwh,占总发电量的66.67%,平、枯水期发电量600万kwh,占总发电量的33.33%,平、枯水期平均发电出力1200kw,升压站、输电线路及控制保护系统和调度通讯系统等输变电能力平均富余3800kw。
[0096]电站周边属典型的农业区,主产水稻、玉米,森林覆盖率25%左右。四旁植物以阔叶灌木和竹类为主,约占80%的宜林地均种植薪炭林和竹类,在电站1km范围内有农户2000户。据测算,每年可资源化利用的水稻和玉米秸杆,四旁植物、薪炭林和林业采伐废弃枝桠边角材、竹类等生物质资源总量约25000?35000t。
[0097]为了利用电站周边丰富的生物质资源,可以在水电站内或附近增加生物质发电装置。具体地,由水电站业主出资,在闲置场地内投资约2000万元建设2 X 1600 = 3200kw的流化床直燃生物质锅炉及配套的汽轮发电机组,设计年利用小时5000h,生物质
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