火电行业典型项目对仪表及控制系统的需求--“十一五”规划重点行业对仪器仪表及控制

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 点击数:739 发布时间:2010-07-05

目前,中国的火电建设仍以大型机组为主。除仍有一些300MW燃煤机组和其他形式的机组外,其主力机组已发展为600MW和1000MW的超大型燃煤机组。一个2×300MW规模的火电厂,其投资额度一般在22亿元人民币左右,其仪表控制系统的投资规模在1亿5千万元人民币左右,若包括随主辅设备一起供货的仪表控制系统,则仪表控制系统的总投资规模在2亿元人民币左右。一个2×600MW规模火电厂的总投资在45亿元人民币左右,其仪表控制系统的总投资规模将在2~3亿元人民币之间。一个2×1000MW规模火电厂的总投资在70亿元人民币左右,其仪表控制系统的总投资规模将超过3亿元人民币。

根据“十一五电力工业发展规划,到2010年,全国总电力装机容量将达到83600万kW,根据国家政策安排,“十一五”期间将关停小火电4916.9万kW,这意味着“十一五”期间全国将新增发电装机36816.9万kW。根据预测,2007将新增容量9500万kW,淘汰小机组500万kW,2008年新增容量8000万kW,淘汰小机组1000万kW。据此推算,2009年与2010年还将有10300万kW的新增装机规模。

我国2010、2020、2030年的电力装机容量及其构成情况预测如右表:

常规火电厂的仪表控制系统设备

分散控制系统

分散控制系统(DCS)是目前火电厂的主控系统,一般每台单元机组配置一套。300MW工程的DCS规模一般在5000点I/O左右,600MW工程的DCS规模一般在7000点I/O左右,1000MW工程的DCS规模一般在12000点I/O左右,通常包括四个功能子系统,即数据采集与处理系统(DAS),模拟量控制系统(MCS),顺序控制系统(SCS),炉膛安全监控系统(FSSS)。

数据采集与处理系统(DAS)是机组的信息中心,完成数据的采集、处理,进行CRT显示、记录、报警、历史存储、事故追忆、性能计算、操作指导等功能。

模拟量控制系统(MCS)完成单元机组的机炉协调控制和所有自动控制回路的控制,主要有燃料控制系统、给水控制系统、汽温控制系统、制粉控制系统、凝汽器控制系统等。

顺序控制系统(SCS)完成单元机组的各功能系统和设备的顺序控制功能,主要有送风系统、引风系统、烟气系统、给水系统、凝结水系统、循环水系统等等。

炉膛安全监控系统(FSSS)是锅炉的主要安全监控系统,其主要功能为炉膛吹扫、燃油系统泄露试验、油燃烧器自动管理、煤燃烧器自动管理、风门挡板控制、燃料跳闸、火焰监视等。

目前1台600MW机组的DCS设备价格在1000万元左右,1台1000MW机组的DCS设备价格在1500万元左右。

汽机电液控制系统

汽机电液控制系统(DEH)是对汽机进行控制的主要系统,其主要功能是对汽机进行转速控制、负荷控制、阀门管理并实现汽机自动控制和汽机超速保护等。目前1台600MW机组的DEH设备价格在400万元左右,1台1000MW机组的DEH设备价格在500万元左右。

小汽机电液控制系统

若电厂的给水泵是汽动的,由小汽机驱动,则电厂还有小汽机电液控制系统(MEH)。其主要功能是对小汽机进行转速控制、负荷控制、阀门管理、小汽机自动控制和小汽机超速保护等。

汽机危急遮断系统

汽机危急遮断系统(ETS)是对汽机进行保护的控制系统。其主要功能是监控汽机的某些参数,当这些参数超过运行极限时,关闭汽机进汽阀。

汽机本体安全监视系统

汽机本体安全监视系统(TSI)是连续测量汽轮发电机轴承及汽轮机本体运行参数的仪表系统。当运行参数出现异常,则发出报警信号。

烟气连续监测系统

烟气连续监测系统(CEMS)是连续监测烟气污染排放量的仪表系统。其监测的参数主要有SO2,NOX,CO,粉尘等。

各辅助车间PLC程序控制系统

火电厂的辅助系统主要有输煤系统、除灰除渣系统、化学补给水系统、凝结水精处理系统、废水处理系统、燃油处理系统等等。以上辅助系统基本上均采用PLC进行程序控制。

主要的现场仪表和控制设备

变送器

目前火电厂采用的变送器一般为智能型变送器。变送器在火电厂的应用数量较多,一个2×300MW的电厂,所需变送器数量在500台左右,一个2×600MW的电厂,所需变送器数量在750台左右,一个2×1000MW的电厂,所需变送器数量在1300台左右。

执行机构

执行机构有电动执行机构,有气动执行机构,根据不同的工艺系统和控制需要进行选择。目前电动执行机构一般选用进口产品或中外合资产品。一个2×1000MW的电厂,除随主辅机设备成套提供的执行机构以外,还需电动执行机构数量在300台左右,气动执行机构在200台左右。

流量测量仪表

空气流量测量仪表可选择插入式流量计,汽、水等流量测量仪表可选择节流喷咀等测量元件。由于电厂的工艺介质种类很多,除此以外,尚需要其他种类的流量计。一个2×1000MW的电厂,所需要的各类流量测量仪表有200多套。

测温元件

火电厂的测温元件多采用热电偶与热电阻,一个2×1000MW的电厂,除随主辅机设备成套提供的测温元件以外,还需要热电偶与热电阻约2500支。

仪表阀门

对于高温高压的仪表阀门,目前多采用进口产品。一个2×1000MW的电厂,除随主辅机设备成套提供的仪表阀门以外,还需要仪表阀门约5000个。

开关量仪表

火电厂的开关量仪表有压力开关、液位开关、流量开关、粉位开关等等。目前在高温高压介质中的测量仪表多采用进口产品。一个2×1000MW的电厂,除随主辅机设备成套提供的开关量仪表以外,还需要开关量仪表约1000个。

分析仪表

电厂的分析仪表种类较多,如硅酸根分析仪表、pH计、氢气分析仪、烟气含氧量等等。一个2×1000MW的电厂,各类分析仪表的总数至少在20套以上。

配电箱、保护箱、保温箱等

电厂需要大量的电动门配电箱、仪表保护箱、仪表保温箱以及接线盒等就地箱柜设备。一个2×1000MW的电厂,所需电动门配电箱约150个,仪表保护箱、仪表保温箱约300个,接线盒约1000个。

由于电厂需要测量的介质种类很多,有污水、补给水、凝结水、工业用水、循环水、煤、煤粉、灰、渣、油、氢、氧、烟气、空气、蒸气等等,故除以上所述的主要仪表外,还有许多零星的各类测量仪表。

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