300MW机组DCS技术规范书.docx
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300MW机组DCS技术规范书
湖南创元电厂（2×300MW）机组工程
分散控制系统（DCS）技术协议书
买方：
湖南创元发电有限公司
卖方：
北京和利时系统工程股份有限公司
设计方：
湖南省电力勘测设计院
二○○五年七月长沙
参加2×300MW工程
分散控制系统（DCS）技术谈判人员名单
：
：
北京和利时系统工程股份有限公司:
目录
附件一技术规范…………………………………………2
附件二供货范围…………………………………………50
附件三供货进度表…………………………………………57
附件四技术资料………………………………………………58
附件五监造、检验和性能验收试验…………………………66
附件六服务和联络…………………………………………73
附件七其它…………………………………………………78
附件一技术规范
1总则
1.1本规范书对湖南创元电厂2×300MW机组采用的分散控制系统（以下简称DCS）提出了技术方面和有关方面的要求。
除非另有说明，本规范书的内容，是按对一套DCS的要求编制的。
卖方应提供2套单元机组DCS和一套公用系统。
1.2本规范书提出的是最低限度的要求，并未对所有技术细节作出规定，也未完全陈述与之有关的规范和标准。
卖方应提供符合本规范书和有关工业标准要求的经过实践的代表当今技术的优质DCS和有关设备及材料。
1.3如果卖方未以书面形式对本规范书提出异议，则意味着卖方完全响应本规范书的要求，卖方提供的DCS和有关设备以及资料和服务等应完全满足本规范书和有关工业标准的要求。
如有异议，不管是多么微小，都应在报价书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细说明。
1.4卖方应具有所供的DCS在300MW机组（含300MW以上机组）火力发电厂二年以上的成功运行业绩。
其分包商亦应具有相同的经验和业绩并完全执行本规范书的要求，分包商资格应由买方书面认可，不允许分包商再分包。
除已明确的设备分包商以外，其余的均不允许分包（包括工程设计及工程服务等）。
1.5卖方提供的文件，包括图纸、计算、说明、使用手册等，均应使用国际单位制（SI）。
所有文件、工程图纸及相互通讯，均应使用中文。
不论在合同谈判及签约后的工程建设期间，中文是主要的工作语言。
若文件为英文，应同时附中英文原件，若中英文有矛盾时以中文为主。
1.6只有买方有权修改本规范书。
合同谈判将以本规范书为蓝本，并列入买方认可的技术偏差，经修改后最终确定的技术协议将作为合同的一个技术附件，并与合同文件有相同的法律效力。
双方共同签署的会议纪要、补充文件等也与合同文件有相同的法律效力。
1.7卖方在投标报价书中应列出在工程进度中和由于买方设计方案变动可能会产生数量变化设备、材料的单价，并应承诺这些设备和材料在工程设计、安装、调试和试运期间单价不变。
同时还应承若所投标后二十年内各部件、组件单价不提价。
1.8合同签定后，卖方应按照买方的时间、内容、深度要求提供其所需的设计资料，并按买方施工和设计进度要求随时修正。
卖方提供资料的时间和深度是否满足工程的需要将作为罚款的考核条件之一。
2工程概况
2.1工程规模
本期工程安装两台300MW国产燃煤发电机组
2.2主辅机系统
主设备概况及系统特点
2.2.1锅炉为上海锅炉厂有限公司的SG1025/17.44－M859型亚临界参数、自然循环汽包炉，单炉膛、一次中间再热、半露天布置、全钢构架、四角切圆燃烧、平衡通风、固态排渣燃煤锅炉
主要参数如下：
参数
单位
最大连续出力B-MCR
额定出力ECR
过热蒸汽流量
t/h
1025
901.6
过热蒸汽压力
Mpa（a）
17.44
17.20
过热蒸汽温度
℃
540
540
再热器出口蒸汽流量
t/h
849
752.35
再热器进口蒸汽压力
Mpa（a）
3.83
3.48
再热器出口蒸汽压力
Mpa（a）
3.65
3.3
再热器出口蒸汽温度
℃
540
540
给水温度
℃
280
271
排烟温度（修正后）
℃
132
128
锅炉保证热效率
%
91.01
2.2.2汽轮机
汽轮机为上海汽轮机有限公司的N300-16.7/537/537型，亚临界参数、一次中间再热、单轴、双缸双排汽凝汽式机组
主要技术参数
参数
单位
阀全开工况VWO
热耗率验收工况THA
主蒸汽流量
t/h
1025
904.922
再热蒸流汽量
t/h
830.731
739.622
主汽阀前蒸汽压力
Mpa（a）
16.67
16.67
主汽阀前蒸汽温度
℃
537
537
高压缸排汽压力
Mpa（a）
3.4835（额定）
中联门前蒸汽压力
Mpa（a）
3.135（额定）
中联门前蒸汽温度
℃
537
537
排汽压力:
KPa（a）
5.4
5.4
给水温度
℃
280.8
272.9
机组热耗值
kJ/kW.h
7881.1
7898.9
转速
rpm
3000
3000
功率
MW
333.222
300.108
汽温调节方式：
过热汽采用二级喷水减温加备用喷水减温的方式，再热汽采用尾部烟气挡板调温并辅以事故喷水。
2.2.3发电机
发电机为上海电机厂有限公司的QFSN-300-2型自并励励磁系统,水-氢-氢冷却方式
主要技术参数
最大连续出力：
330MW
额定功率：
300MW
额定电压：
20kV
额定电流：
10.19kA
额定频率:
50Hz
功率因数:
0.85
额定氢压:
0.31Mpa（g）
效率（保证值）:
98.8%
冷却方式:
水-氢-氢
2.2.4主要热力系统特点
2.2.4.1热力系统采用单元制。
2.2.4.2给水系统采用2台50％容量的汽动给水泵，1台50%容量的电动给水泵。
正常投运2台汽动给水泵，电动给水泵作为启动及汽泵事故备用。
2.2.4.3汽机回热抽汽系统设置8级，作为三台高加，一台除氧器，四台低加的汽源。
2.2.4.4制粉系统采用钢球磨中储式热风送粉系统，每台锅炉配磨煤机4台，给煤机4台。
2.2.4.5烟风系统采用平衡通风方式，空予器采用三分仓回转式预热器，设2台动叶可调轴流式送风机，2台静叶可调轴流式吸风机，2台一次风机。
2.2.4.6锅炉为四角切圆燃烧，点火方式为高能点火，每个油燃烧器配有一个点火器。
2.2.4.7设置简易高低压旁路系统，系统容量约为锅炉最大连续出力的15％左右，采用远方手动操作方式。
2.3仪表和控制系统设计概述
2.3.1仪表和控制系统设计应满足下列工况：
·带基本负荷运行，并具有调峰能力。
·根据负荷指令和频率改变调整负荷。
·滑压运行和定压运行。
·辅机故障减负荷（RunBack）等事故工况。
·机组紧急状态下的保护和跳闸工况、机组小岛运行方式。
2.3.2自动化适应负荷的范围
控制系统从维持锅炉不投油稳定燃烧的最低负荷到满负荷（100%MCR）的范围内，确保被控参数不超过允许偏差值。
为适应电网负荷调度和频率调整的需要，控制系统能在各种运行工况下根据机炉的出力来协调控制负荷的变化，使平稳过渡的时间最短，效益最高。
机组的目标负荷值由运行人员设定。
2.3.3仪表和控制系统的设计原则
2.3.3.1控制方式
本工程采用炉机电单元机组集中控制方式，两台机组设一个集中控制楼，合用一个单元控制室。
辅助车间分水、灰、煤三类采用PLC联网集中控制方式。
2.3.3.2控制系统原则性配置
本工程控制系统采用分散控制系统（DCS）以及辅助车间控制系统组成的控制网络。
实行硬件功能与物理分散，信息集中管理的原则。
2.3.3.3机组监控方式
1）单元机组全部实现显示器监控。
运行人员（一主两辅）在单元控制室内通过显示器/键盘操作员站实现机组启/停运行的控制、正常运行的监视和调整以及机组运行异常与事故工况的处理。
2）本工程按炉机电统一的运行管理和单元集中控制，单元控制室内运行组织按机组操作员设岗。
3）在煤、灰、水集中控制室内通过显示器操作员站对其辅助系统分别进行监控。
各系统通过接口与DCS连接，向DCS提供部分监视信息，接受DCS的控制指令。
2.3.3.4自动化系统配置
1）单元机组自动化系统配置
机组控制系统主要由以下子系统构成：
DCS—分散控制系统，功能包括数据采集和处理（DAS）、模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）、汽机旁路控制（BPC）、电气设备监控系统（ECS）。
汽机数字电液控制系统（DEH）、给水泵汽机数字电液控制系统（MEH）、汽机本体监视仪表TSI、给水泵汽机本体监视仪表（MTSI）由汽轮机厂、给水泵汽轮机厂配供，通过通讯或硬接线分别与＃1、＃2机组DCS相连，由DCS操作员站进行监视。
给水泵汽机紧急跳闸系统（METS）由DCS完成。
DCS设置公用网络，高低压厂用电源公用部分和空压站、循环水泵房、脱硫控制系统等辅助公用系统纳入公用网络监控，可分别由＃1和＃2单元机组DCS操作员站进行监控。
DCS系统公用网络通过接口与“水”、“煤”、“灰”等其他系统和装置连接，要求实现可管理的数据流动和单向的操作功能。
＃1、＃2机组锅炉吹灰程控（PLC控制）、空预器火灾报警系统等的远方监视和控制功能分别联入＃1、＃2机组DCS系统，由DCS操作员站进行监控。
锅炉炉管泄漏监测系统两台机组各设置一套，共用一套数据处理系统，该系统把各台炉的炉管泄漏监测数据通过公用网分别向各自机组的DCS系统传送并接受DCS系统的控制。
2）辅助车间系统自动化系统配置
辅助车间全部采用PLC+上位机的控制方式，实现全显示器/KB监控，不设后备常规监控设备；辅助车间根据各车间地理位置和系统的相关性构成水、煤、灰三个控制网络，分别进行集中控制。
在各系统集中控制室内，通过显示器监控中心对各辅助车间进行集中监视和控制。
2.3.3.5控制系统通讯原则
分散控制系统内的数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）、锅炉炉膛安全监控（FSSS）、给水泵汽机紧急跳闸系统（METS）、汽机旁路控制（BPC）、电气设备监控系统（ECS）的信息共享，凡DAS所需的信息（SOE除外），在上述系统中已包括的数据信息通过通讯送至DAS系统，DAS不再设置这些信息的I/O接口，各系统间重要信号采用硬接线连接。
3设计和运行条件
3.1自然条件
序号
名称
单位
数值
1
主厂房零米海拔高度（黄海高程基准）
m
93.3
2
基本地震烈度
度
7
3
多年平均大气压
hPa
1002.4
4
多年平均气温
℃
5
多年极高气温
℃
40.1
6
多年极低气温
℃
-13.2
7
多年热季平均气温
℃
8
多年冬季平均气温
℃
9
多年最高日降雨量
mm
10
多年平均年降雨量
mm
11
多年平均相对湿度
%
80
12
多年平均风速
m/s
1.9
13
最大积雪深度
cm
14
最高风速（30年一遇）
m/s
22
16
基本风压
kN/m2
0.4
3.2设备使用条件
3.2.1本工程采用炉、机、电单元集中控制方式，二机一控。
控制室布置在主厂房C排柱外的控制楼内。
单元控制室和电子设备间在同一层（12.6m），前后分隔布置，10.0m层为电缆夹层。
控制室位于前部，面积为209（23.2×9）m2,电子设备间面积为486（27×18）m2，位于后部。
电子设备间内2台机组的盘柜以集中控制楼纵向中心线对称布置。
电子设备间内布置各种自动化机柜，包括DCS机柜、DEH机柜、ETS柜、TSI柜、电源配电盘、吹灰动力柜和程控柜、中间继电器柜、锅炉热力配电箱等。
在控制室右侧还设有26.22m2的工程师室，室内布置DCS的工程师站、DEH的工程师站等。
3.2.1.1单元控制室最大温湿范围
温度：
0～40℃相对湿度：
10～95%
3.2.1.2DCS设备间最大温湿范围
温度：
0～40℃相对湿度：
10～95%
3.2.2DCS部分设备（如远程I/O等）安装于现场。
现场最大温湿范围为
温度：
–18～70℃相对湿度：
10～95%
4技术条件
4.1卖方的供货范围和工作范围
4.1.1卖方的供货范围
4.1.1.1卖方应提供满足本规范书要求所必须的DCS全套硬件设备、软件和各项服务。
4.1.1.2随DCS供货的所有机柜、设备之间的供电、信号、通讯电缆应属卖方的设计范围和供货范围。
4.1.1.3本规范书要求的全部外围及附属设备。
4.1.1.4卖方应提供所有与DCS系统接口的控制系统在DCS系统侧的接口设备（包括硬件、软件），所有接口所需的电缆或光纤电缆均属卖方供货范围。
4.1.2卖方的工作范围
4.1.2.1按照机组运行要求、本DCS规范书的规定和适用的工业标准，设计并组态一套完整的分散控制系统。
4.1.2.2提供构成DCS所必需的全部硬件，并全面负责，包括系统内的接线。
负责其供货范围内所有设备的内部及其之间连线的设计和供货。
4.1.2.3达到本DCS规范书规定的全部功能要求，进行DCS软件的设计、编程、组态和设备调试。
定义I/O功能，并按买方要求的格式，向买方提供最终I/O清单和工程逻辑图及组态图、各系统控制逻辑设计说明、组态说明。
4.1.2.4应在制造厂内使用仿真机并接入DCS的输入输出信号，进行闭环运行、测试和演示本规范书对DCS的功能和性能要求。
在进行这种仿真测试和演示时，应有具备专职进行这种测试和演示的专家、训练有素的工作人员以及必要的测试设备和仿真机。
买方有权在设备验收期间对DCS的功能及性能进行抽查。
卖方应在投标书中提出验收测试初步方案，并在联络会上由买方认可。
4.1.2.5按照合同规定的进度要求，按时发运DCS系统和其它成套设备、安装调试资料等。
4.1.2.6根据本规范书的要求，提供必须的安装详图和安装指导。
向买方提供施工图设计、安装调试、运行维护、系统二次开发所需的全部图纸、资料。
卖方对其提供资料的正确性负责，如发生因卖方提供资料有误而导致工程安装调试等需增加费用，此费用由卖方承担。
4.1.2.7同调试单位、业主一起参与现场服务和调试，直至移交生产。
卖方负责指导DCS系统现场DCS复置、系统通道试验、通电启动和调试服务，直到所供DCS能达到DCS的全部功能要求，并保证系统可利用率达到99.9%。
4.1.2.8根据本规范书的要求，向买方提供DCS优化运行所必需的系统文件，使买方能掌握、组态、编程、维护、修改和调试DCS。
4.1.2.9负责培训买方的运行、维护和委派的工程技术人员，并使这些培训人员能得心应手地操作、维护、修改和调试DCS。
4.1.2.10DCS接地应能采用多点接地方式直接接到电厂电气接地网线上。
买方不接受需设单独接地网的DCS。
卖方提供DCS接地方式要求，接地电阻不小于4。
卖方在一联会上提供系统接地图。
4.1.2.11卖方应与由其它供货商供应的控制系统和设备相协调，并负责本系统相关的接口（包括硬件和软件规约）设计和供货以及调试。
对于采用通信方式与DCS系统相连的每一个第三方提供的控制系统或装置，DCS系统均应有专用独立的接口，所有接口所需的电缆和光缆属卖方的供货范围。
对于国家或行业有安全规定的，所有接口还应满足其安全防护的要求。
机组DCS与其他控制系统和设备的接口有（但不限于这些系统和设备）：
——与两台机组公用网（DCS厂商自供）的接口
——与DEH（汽轮机厂供，通讯）的接口（接机组网）
——与MEH（小汽轮机厂供，通讯）的接口（接机组网）
——与锅炉吹灰程控（锅炉厂供PLC控制）的接口（接机组网）
——与空预器火灾报警装置（空预器厂供，硬接线）的接口
——与汽机本体监测系统TSI（汽机厂供，硬接线）的接口
——与汽机危急跳闸系统ETS（汽机厂供应，PLC控制，硬接线、通讯）的接口
——与远程I/O采集前端的接口（接机组网）
——与炉管检漏控制系统（第三方供应，计算机控制）的接口（接公用网）
——与吹灰程控装置的接口（接机组网）
——与自动发电控制系统（AGC）的接口（硬接线接机组网）；
——与自动励磁调节系统（AVR）的接口（接机组网）；
——与自动准同期装置（ASS）的接口（接机组网）；
——与厂用电源快速切换装置的接口（接机组网）；
——与发变组继电保护的接口（接机组网）；
——与发变组及220KV线路电能计量装置的接口（接机组网）；
——与6kV电量计量及保护装置的接口（接机组网）；
——与220kV微机系统保护的接口（接公用网）；
——与主厂房110V及220V直流系统、UPS系统的接口（接机组网）；
——捞渣机PCC系统（接机组网）；
——与柴油发电机组的接口（接机组网）；
——与机组故障录波装置的接口（接机组网）；
——与RTU装置的接口（接公用网）
——与厂级实时信息监控系统（SIS）的接口（接机组网）
——与其他有关专用装置（如TDM等）、系统的接口
4.1.2.12卖方应在投标书中列出可提供通讯接口的型式和数量，并预留有20％的接口数量以供系统扩容使用。
并承诺接口的型式和数量能够满足买方对控制系统整体设计方案的要求，并提供各通讯接口接入系统的方式说明。
4.1.2.13卖方负责MCS的“SAMA”图和SCS、FSSS、ECS逻辑图的设计及组态工作并提供全套资料。
4.1.2.14本次DCS招标范围还包括FSSS就地设备，卖方负责提供所有FSSS就地设备，包括煤火检、油火检、冷却风系统、控制仪表及相关的预制电缆等整套FSSS就地设备。
本工程锅炉燃烧器设置为：
四角喷燃、六层煤燃烧器、三层油燃烧器。
4.1.2.15FSSS就地设备中的煤火检、油火检、控制仪表及相关的预制电缆等确定采用美国FORNEY公司一体化产品，FSSS就地设备中的冷却风系统采用进口设备。
4.2买方的工作范围
4.2.1买方将提供下列设备和服务：
4.2.1.1所有基础、埋件、地脚螺栓和灌浆。
4.2.1.2所有现场接线、电缆敷设和卖方提供的过程I/O端子柜上的接线工作。
4.2.1.3模拟量输入信号传感器、变送器、热电偶、热电阻及分析仪表。
4.2.1.4数字量输入信号接点和脉冲设备。
4.2.1.5所有执行机构。
4.2.1.6按卖方要求提供电气接地点和机柜之间的接地安装和接地所需电缆。
4.2.1.7P&ID图，初步I/O清单，各辅助系统通讯信号的内容和画面显示图。
4.2.1.8DCS设备现场卸载和安装所需的劳动力及配合。
4.2.1.9提供有关的基础资料及必要的说明。
4.3规范和标准
4.3.1本规范书中涉及的所有规范、标准或材料规格（包括一切有效的补充或附录）均应为最新版本，即以买方发出本DCS定单之日作为采用最新版本的截止日期。
若发现本规范书与参照的文献之间有不一致之处，卖方应向买方指明。
4.3.2卖方DCS应符合下列标准或与之相当的其它国际标准，卖方的替代标准须经买方认可：
美国防火协会（NFPA）
ANSI/NFPA70国家电气规范
ANSI/NFPA8502多燃烧器锅炉炉膛内爆和外爆（1995年版）
ANSI/NFPA8503制粉系统的安装及运行（1992年版）
美国电气和电子工程师协会（IEEE）
ANSI/IEEE472冲击电压承受能力导则（SWC）
ANSI/IEEE488可编程仪表的数字接口
美国电子工业协会（EIA）
EIARS－
－C数据终端设备与使用串行二进制数据进行数据设备之间的接口
美国仪器学会（ISA）
ISAITS90热电偶换算表
ISARP55.1数字处理计算机硬件测试
美国科学仪器制造商协会（SAMA）
SAMAPMS22.1仪表和控制系统功能图表示法
美国电气制造商协会（NEMA）
ANSI/NEMAICS4工业控制设备和系统的端子排
ANSI/NEMAICS6工业控制设备和系统外壳
美国保险商实验室（UL）
UL1418电视用阴极射线管的防内爆
UL44橡胶导线、电缆的安全标准
除上述标准外，卖方DCS还应符合下列组织颁布的相关标准或与之相当的其它国际组织相关标准：
IEC国际电工学会
AIEE美国电气工程师协会
ACGIH美国政府工业卫生联合会
ANSI美国国家标准化协会
MSS制造标准化协会
ASME美国机械工程学会
ASNT美国非破坏性试验学会
ASTM美国材料试验学会
AWS美国焊接学会
ICEA绝缘电缆工程师协会
NEBB美国国家环保局
NEC美国国家电气标准
HEI热交换协会
ISO国际标准化组织
TCP/IP网络通讯协议
IEEE802局域网标准
中华人民共和国电力行业标准：
《火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统在线验收测试规程》DL/T655-1998
《火力发电厂汽轮机控制系统在线验收测试规程》DL/T656-1998
《火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程》DL/T657-1998
《火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程》DL/T658-1998
《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》DL/T659-1998
《单元机组分散控制系统设计若干技术问题规定》（电规发[1996]214号）
《火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统设计技术规定》DLGJ116-93
《电力二次系统安全防护规定》（电监会5号令）
《中华人民共和国电力行业标准 电站煤粉锅炉炉膛防爆规程DL/T435-2004》
《电力行业热工自动化标准化技术委员会会标 火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定DRZ/T01-2004》
《中华人民共和国电力行业标准DL/T924-2005火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》
卖方可提出其他相当的替代标准，但需经买方确认。
4.4技术要求
4.4.1总则
4.4.1.1DCS完成规范书规定的模拟量控制（MCS）、锅炉炉膛安全监控（FSSS）、顺序控制（SCS）、数据采集（DAS）、汽机旁路控制（BPC）、电气设备监控系统（ECS）等功能及有关系统的通讯功能，以满足各种运行工况的要求，确保机组安全、高效、稳定地运行。
4.4.1.2DCS通过高性能的工业控制网络及分散处理单元、过程I/O、人机接口和过程控制软件等来完成锅炉、汽轮机及其辅机热力生产过程和发变组及厂用电源系统等的控制。
DCS硬件必须安全、可靠、先进。
4.4.1.3两台单元机组的控制分别由两套DCS实现，公共系统（循环水泵房、压缩空气系统、集中空调、电气公用系统）的控制由DCS公用系统实现，DCS公用系统分别联入单元机组网络。
4.4.1.4DCS系统应易于组态（图形化、模块化）、易于使用、易于扩展。
4.4.1.5DC
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