■項(xiàng)目背景

利港電廠擁有8臺發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量4040MW，是中國華東地區(qū)最大的火力發(fā)電廠。除了發(fā)電，利港電廠還向附近的大型工廠供熱，最大供熱能力1000t/h，目前實(shí)際供熱量400～500t/h。

利港電廠的供熱系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，除了由8臺機(jī)組向其提供6種不同參數(shù)等級的蒸汽和高低壓減溫水外，供熱系統(tǒng)還包括38套減溫減壓器、2套冷熱蒸汽混合器、3臺減溫水增壓泵，擁有超高壓、高壓、中壓、低壓不同參數(shù)等級的供熱蒸汽母管6條和高低壓減溫水母管各一條。供熱距離2～5km。

供熱系統(tǒng)設(shè)備眾多、系統(tǒng)復(fù)雜，加之客戶對蒸汽參數(shù)穩(wěn)定性、供熱可靠性、經(jīng)濟(jì)性的高要求，給供熱系統(tǒng)的監(jiān)控和自動(dòng)化水平提出了新的需求。

■面臨的挑戰(zhàn)

?供熱系統(tǒng)多機(jī)組供給、多參數(shù)輸出

每一路供熱的出力（load）控制設(shè)備，都是在各臺機(jī)組的DCS中控制。多路供熱同時(shí)供給某一條母管，就需要有一個(gè)負(fù)荷（load）協(xié)調(diào)、分配機(jī)制。

?長距離供熱

供熱距離遠(yuǎn)（2～5km），管道的容積效應(yīng)顯著、系統(tǒng)慣性大。

?用戶對蒸汽參數(shù)的控制精度、可靠性和穩(wěn)定性有著嚴(yán)苛的要求

供熱客戶為化工企業(yè)，客戶對供熱參數(shù)的穩(wěn)定性、安全性有極嚴(yán)格的要求，如供熱參數(shù)超過允許值時(shí)，會(huì)影響用戶的產(chǎn)品質(zhì)量，如果供熱斷供會(huì)造成用戶更大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)電廠也會(huì)被商業(yè)罰款。

?不斷進(jìn)行的擴(kuò)容改造

在艾默生實(shí)施供熱系統(tǒng)控制優(yōu)化的過程中，客戶還在不斷地改造、完善其供熱工藝系統(tǒng)。

?經(jīng)濟(jì)調(diào)度

在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)度、可靠調(diào)度的同時(shí)，客戶希望能兼顧經(jīng)濟(jì)調(diào)度，提高供熱的經(jīng)濟(jì)性。

■ 艾默生解決方案

?新建供熱控制中心

建立一個(gè)獨(dú)立于機(jī)組、可實(shí)現(xiàn)跨機(jī)組調(diào)度、跨機(jī)組備用控制的新的DCS系統(tǒng)----供熱調(diào)度中心，來協(xié)調(diào)各機(jī)組的供熱蒸汽負(fù)荷，使其總供熱量與熱用戶需求之間的保持平衡，進(jìn)而維持供熱壓力的穩(wěn)定。供熱中心監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，本著無人值守的設(shè)計(jì)理念，提高控制的自動(dòng)化水平。供熱中心控制供熱系統(tǒng)公用設(shè)備及系統(tǒng)的運(yùn)行，負(fù)責(zé)供熱負(fù)荷調(diào)度，發(fā)電機(jī)組完成機(jī)組側(cè)設(shè)備的基本控制，并執(zhí)行調(diào)度指令。同時(shí)，熱調(diào)中心也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)調(diào)度、智能供熱的處理平臺。

?對6段供熱母管壓力進(jìn)行遠(yuǎn)距離精確控制

創(chuàng)新地集成了串級控制、變參數(shù)控制與智能動(dòng)態(tài)前饋補(bǔ)償?shù)目刂萍夹g(shù)，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)全工況下多母管的蒸汽壓力精準(zhǔn)控制。（項(xiàng)目完成后，所有母管壓力控制的最大動(dòng)態(tài)偏差均不超過±0.1Mpa,滿足熱用戶嚴(yán)格要求。）

?提高供熱的可靠性

1)采用備用自動(dòng)投入控制。當(dāng)運(yùn)行減溫器退出自動(dòng)控制后，備用減溫器立即投入控制

2)多個(gè)自動(dòng)控制回路協(xié)同控制。在一路自動(dòng)控制退出后，其他自動(dòng)控制回路可以繼續(xù)工作，完成控制功能。

3)超高壓母管供熱蒸汽經(jīng)減溫減壓后作為低壓力等級母管備用汽源。

?對N-1控制余量進(jìn)行顯示，超出后發(fā)出啟停供熱回路指令并報(bào)警

通過對供熱系統(tǒng)能力的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并給予管理人員報(bào)警提示，顯著提高了供熱系統(tǒng)控制、調(diào)度的可靠性。實(shí)時(shí)對每一路供熱的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)最大出力進(jìn)行計(jì)算并比較處理，確認(rèn)供熱回路中出力最大的一路供熱的出力小于其他回路的動(dòng)態(tài)供熱能力之和，否則系統(tǒng)發(fā)出不滿足N-1運(yùn)行報(bào)警；并發(fā)出自動(dòng)啟動(dòng)備用供熱回路請求。如果供熱系統(tǒng)具備N-2控制余量，則控制系統(tǒng)發(fā)出滿足N-2運(yùn)行報(bào)警；并發(fā)出自動(dòng)停某路供熱回路請求。

?經(jīng)濟(jì)性調(diào)度

采用艾默生經(jīng)濟(jì)優(yōu)化軟件（EO），對每一路供熱的供熱成本進(jìn)行核算，動(dòng)態(tài)地給出成本經(jīng)濟(jì)最優(yōu)時(shí)的每一路供熱目標(biāo)供熱量。

■項(xiàng)目意義

1)國內(nèi)首次為供熱系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立的DCS控制系統(tǒng)----供熱控制中心，不僅實(shí)現(xiàn)了全廠供熱的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度，更為經(jīng)濟(jì)調(diào)度、無人化智慧供熱提供了強(qiáng)有力的平臺。

2)使用先進(jìn)控制策略，克服控制對象的大慣性，首次實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離供熱壓力的精準(zhǔn)控制。

3)通過備用控制、N-1調(diào)節(jié)余量控制，實(shí)現(xiàn)了供熱系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。在單一設(shè)備或機(jī)組異常的條件下，供熱系統(tǒng)依然可以正常供熱。

4)實(shí)現(xiàn)了全部供熱回路的的全工況全參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)。

5)利用艾默生經(jīng)濟(jì)優(yōu)化軟件（EO），實(shí)現(xiàn)了全廠供熱經(jīng)濟(jì)調(diào)度指導(dǎo)功能。

6)高度靈活地滿足了客戶供熱系統(tǒng)改造周期長、間歇改造的建設(shè)需求。實(shí)現(xiàn)了供熱設(shè)備邊改造，控制系統(tǒng)邊優(yōu)化調(diào)試，柔性配合了供熱系統(tǒng)的設(shè)備改造更新和工程建設(shè)。