焚烧发电项目分散控制系统DCS技术规范书.docx
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焚烧发电项目分散控制系统DCS技术规范书
**市生活垃圾焚烧发电项目
焚烧发电工程
DCS技术规格书
编制
DCS技术规格书目录
1总体要求
1.1工程项目简介
1.2规格书对范围要求
1.3规格书对差异要求
1.4规格书对标准的要求
1.5规格书对文件的要求
1.6DCS供方责任范围
1.7买方的责任范围
2技术要求
2.1DCS系统要求
2.2DCS控制规模
2.3DCS主要自动化功能
2.4控制系统
2.5硬件要求
2.6通讯及冗余要求
2.7DCS软件要求
2.8系统数据库
2.9报警、趋势及报表
2.10安全性
2.11其它功能
3控制柜
3.1供货范围
3.2技术标准
4质量保证、验收试验与技术服务
4.1质量保证
4.2验收试验
4.3技术服务
5设计联络会(DLM)与文件
5.1中间联络会
5.2文件
6工程服务与工程进度
6.1项目管理
6.2工程设计
附件:
DCS系统配置图(N330Z-K01)
控制室布置图(N330Z-K02)
集控室监视墙布置图(N330Z-K03)
DCS技术规格书
1.总体要求
1.1.工程项目简介
本规格书对**市生活垃圾焚烧发电项目采用的分散控制系统(DCS)提出技术等相关方面的要求。
工程名称:
**市生活垃圾焚烧发电项目
项目名称:
DCS控制系统
建设规模:
本期规模:
本期工程建设2炉2机,即2×500t/d、垃圾焚烧锅炉,2×FC12抽凝式汽轮发电机组。
配套辅助系统主要有综合水系统、化学水处理系统、除氧给水系统、除灰渣系统、点火油系统、燃料输送系统、空气压缩系统等。
建设进度:
业主定
1.2.规格书对范围要求
本规格书提出的是最低限度的要求,并未对所有技术细节做出规定,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格书和有关工业标准要求的优质DCS。
1.3.规格书对差异要求
如果卖方未以书面形式对本规格书提出异议,则意味着卖方提供的设备和DCS满足了本规格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“对规格书的意见和同规格书的差异”为标题的专门章节中加以详细说明。
1.4.规格书对标准的要求
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附录)均应为最新版本,即从业主发出本DCS订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,承包方应向业主指明。
国内规范:
---《小型火力发电厂设计规范》GB50049-94;
---《火力发电厂设计技术规程》DL5000-2000(热工自动化篇);
---《过程检测和控制流程图用图形符号和文字符号》GB2625-81;
---《火力发电厂电子计算机监视系统设计技术规定》NDGJ91-89;
---《火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统设计技术规定》DLGJ116-93;
---《分散控制系统设计若干技术问题规定》1993年3月能源部电力规划设计管理局。
---《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002;
---《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;
---《火力发电厂分散控制系统运行检修导则》DL/T714-2001
国外规范:
---美国防火协会(NFPA)
ANSI/NFPA70国家电气规范
ANSI/NFPA8504常压流化床锅炉运行标准
---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
---美国仪器协会
ISAIPTS68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
SAMAPMS22.1仪表和控制系统的功能图表示法
---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
---仪表功能图和逻辑图采用SAMA和Boonlean格式。
---其它应遵守的国家标准及规范。
承包方可提出其他相当的替代标准,但需经业主确认。
1.5.规格书对文件的要求
所有文件、图纸及相互通讯,均应使用中文。
技术资料及合同规定的文件,包括图纸、计算、说明、使用手册等,均应使用国际单位制(SI)。
经买卖双方协商达成的任何协议(包括设计联络会纪要)应作为DCS合同的一个附件,并与合同文件具有相同的法律效力。
只有业主有权修改本规范书。
本规范书首先是作为DCS系统技术协议的附件
1.6.DCS供方责任范围
承包方应提供满足本规范书要求所必须的硬件、软件和各项服务。
其中括(但不限于)下列内容:
1.6.1.满足机组运行要求,遵循本DCS规范书的规定和适用的工业标准,配置一套完整的DCS系统。
负责完成DCS系统设计、硬件配置和制造,达到本DCS规范书规定的全部功能要求。
1.6.2.提供构成完整DCS所必需的全部硬件及其DCS操作台、机柜和各通讯联络电缆、支持软件(原装正版)和各项服务,保证本系统安全、可靠和长期有效的运行。
负责DCS(包括应用软件)的整体协调工作以及调试工作。
1.6.3.整个系统的组态工作由承包商负责,并为业主方人员进行DCS应用软件的编程组态和应用软件出厂前调试提供所必须的技术支持和培训,提前(合同生效后一周内)免费提供演示版的编程组态和调试软件(可运行于WIN2000环境)及相应的参考手册三套,以供业主方热控人员熟悉系统环境。
1.6.4.在制造厂内,由承包方具有丰富经验的专家及训练有素的专职人员,使用仿真机和标准信号测试设备,抽查至少20%的各类型I/O通道及DCS软件功能,确认DCS功能和性能符合规范书的要求,并出具测试报告书在出厂装运前送交业主方,业主方有权决定是否派人参加出厂验收,承包方须得到业主方的许可后,才可将DCS设备装运出厂。
1.6.5.按照合同规定的进度要求,严格按时发运DCS。
1.6.6.根据本规范书的要求,提供详细安装图纸和全面的指导说明书(包括现场安装及DCS接地等安装指导说明书等),由丰富经验的现场服务工程师提供安装指导,出具竣工图纸(接线端子、系统通讯、电源分配等)并签字认证。
1.6.7.负责DCS系统通电启动和调试指导,保证所供DCS能在168小时满负荷运行结束及质保期内令人满意地控制机组运行结果,达到DCS的全部功能要求,并保证系统可利用率达到99.9%。
1.6.8.提供专用工具和备品备件,调试期间的消耗品及自然损坏的元件设备。
工程安装期间,因接线错误导致的板件损坏由DCS承包方和负责接线的安装公司协商解决,不应影响工程调试进度。
对此情况业主不承担任何费用
。
1.6.9.负责培训业主方的运行和维护工程技术人员,并使这些培训人员能得心应手地操作、维护、修改和调试DCS。
1.6.10.应与由其它供货商提供的控制系统和设备相协调,具有多种数据通讯能力(包括各流行现场总线/以太网等),DCS承包方负责相关的接口工作及提供连接电缆,与DCS接口的控制系统和设备是:
(请参见附件N330Z-K01)
脱硫系统(DCS,与全厂DCS同品牌)
烟气在线分析系统CEMS(PLC)
1.6.11.可提供优化方案。
1.6.12.
1.7.买方的责任范围
1.7.1.DCS要求的I/O清单及管道仪表图(P&ID)。
1.7.2.所有基础、地脚螺栓和灌浆。
1.7.3.电缆和电缆接入供方机柜I/O端子柜及馈电柜。
1.7.4.按供方要求提供DCS的接地系统。
2技术要求
2.1DCS系统要求
DCS系统的构架要按照3炉2机配置。
1)本项目采用DCS集中控制的方式。
控制水平为机-炉集中控制。
供货商提供的DCS控制系统应能用于电站的仪表-电气-计算机即IEC一体化全自动控制,没有调节仪表后备手操设备。
应满足机组控制通常的安全可靠性要求。
2)整个控制系统的控制中心,即工程师站、操作员站、控制器及机炉I/O机柜设置在集控室及机柜室。
配套辅助系统的监控设置远程控制站和远程IO站。
3)数据监控系统
●采集DCS设备运行的过程数据,上传公司OA、ERP及公司高层监控终端,技术人员及公司高层可以实时监控各套设备的运行状态,以便于进行故障诊断和分析,更高效地为最终用户服务,提高服务质量,降低服务成本;
●生产过程报警。
●确保软件的扩展性,即预留与其它监控系统的接口,若以后系统扩展,增加DCS系统,其数据也可以方便的传送管理网中来;
●系统不参与控制,对现有DCS系统软件不做任何修改,只增加功能来传送数据,系统不必停机;监视网内的各站点运行与各自DCS系统分属于两个系统,采用不同的传输协议,不会影响DCS系统中的任何数据。
●在权限允许范围内,管理网各工作站可查看实时运行数据、历史数据,并可对数据进行统计分析。
●支持WEB浏览功能,技术人员和管理人员在浏览器上浏览查询实时及历史数据,对现场设备运行情况进行实时监控。
●采用基于微软COM/DCOM技术的OPC接口标准,有了OPC或者(ODBC),与其它厂商的控制系统、与工厂MIS网、ERP系统、与PLC之间进行数据交换
DCS厂商提供的系统设备包括中央控制室内的3台锅炉(共4套操作员站)、2台汽机(共2套操作员站)、1套公用系统(1套操作员站)、1个值长站(带双屏显示卡)、1台工程师站及配套的操作台。
配供2台网络打印机(1台用于操作员站,1台用于工程师站)及打印机操作台。
紧急停机、停炉按钮(每炉、机各2个,及相应的接线端子)布置在对应的操作台上,紧急停机停炉回路用中间继电器若干个(布置在DCS机柜内),除按上述要求配置操作台外,另为集控室其它设备提供操作台共12个(详细布置图见附件N330Z-K02/K03)。
在主厂房机柜室内,每台炉要求2个机柜,布置在锅炉DCS机柜室;每台汽机1个机柜,布置在汽机DCS机柜室;公共系统配置2个机柜,分别布置在锅炉DCS机柜室和汽机DCS机柜室。
DCS配套电源柜应按锅炉机柜室、汽机机柜室分别布置。
DCS厂商提供的系统设备还包括化水系统及综合水系统的远程控制站内的设备(1套化水远程操作员站及配套操作台1个。
DCS控制柜2个,化水系统和综合水系统共用,化水远程控制站离主控室约200米)
DCS厂商需要提供垃圾渗滤液远程控制站设备(1套垃圾渗滤液远程操作员站及配套操作台1个。
DCS控制柜1个,远程控制站离主控室约200米)
DCS厂商需要提供输煤系统远程控制站设备(1套输煤系统远程控制站,1套操作员站及配套操作台1个,距离主控室200米)。
数据监控系统需要提供网关机1台,数据服务器1台,系统软件1套
因工程设计需要,机柜基础已预留。
为保证现场到货设备的合理布置,请按如下规格订制DCS设备:
DCS机柜:
800(宽)×800(深)×2200(高)
DCS操作台:
800(宽)×1100(深)×800(高)
操作员站及工程师站的硬件基本配置应不低于以下要求:
(均采用通用设备)
--CPU:
主频PentiumⅣ3.0G
--内存容量:
1G
--硬盘容量:
SAS接口160G
--显卡内存:
64M
--显示器:
提供27英寸液晶显示器,分辨率至少1920x1080像素。
增强色32位以上。
符合TCO99标准。
--光驱:
16×DVD
--网卡:
双冗余标准化网络控制板(依照具体通信网络进行配置,但网卡至少应是冗余的)
--接口:
一个并口,两个串口(EIARS-232-C),两个USB接口。
--光标定位设备:
鼠标器或轨迹球
--键盘:
标准101防水键盘
--电源:
300W或以上开关电源
--打印机:
彩色喷墨打印机和黑白激光打印机各一台。
DCS厂商应列出所供系统设备各单元的技术性能指标、物理特性和环境要求以及设备满足安全、电磁干扰/射频干扰(EMI/RFI)的规范。
2.2DCS控制规模
仪控预估I/O点数统计表
功能
锅炉
汽机B10
公用系统(包括化水综合水)
垃圾
主厂房公用
化水
综合水
渗滤液
输煤
合计
输入
信号
AI
4-20mA
240
110
60
40
40
39
2
531
TC
热电偶
130
20
10
0
0
0
0
160
RTD
热电阻
90
90
15
0
0
1
0
196
DI
无源接点
220
240
110
212
150
119
90
1141
其中SOE
40
50
0
0
0
0
0
90
输出
信号
AO
4-20mA
70
20
15
5
0
1
1
112
DO
无源接点
110
80
60
220
60
74
45
649
合计
900
610
270
477
250
234
138
2879
订货数x120%
1080
732
324
572
300
280
166
3454
其中化水系统采用远程控制站控制。
综合水系统信号送入化水远程站(请参见附件N330Z-K01)
垃圾渗滤液采用远程控制站控制。
输煤采用远程控制站控制。
因I/O点数尚未最终确定,上述I/O点数会有变化,故请DCS供货商单独对控制器和I/O卡件进行报价。
按上述统计点数,系统配置需留20%的各类I/O点数,和20%的各类I/O卡件空槽位。
1)以上的统计不包括DCS内部各功能控制器间的信号交换之硬点数。
2)以上的统计不包括属系统内部的监视和报警的点数,诸如电源监视、电源故障报警、熔断器开路报警、机柜内温度高报警等,其点数由DCS卖方统计并在列表中说明。
3)如果实际I/O点数(不包括内部硬点)大于上述表格,卖方有责任在合理的价格下提供增加的I/O点数。
2.3DCS功能
·人机界面
人机界面应包括操作员站和工程师站,为全中文浏览器界面.
·操作员站
操作员站的任务是在标准画面和用户组态画面上,汇集和显示有关的运行信息,供运行人员据此对机组的运行工况进行监视和控制。
操作员站的基本功能如下:
监视系统内每一个模拟量和数字量;
显示并确认报警;
显示操作指导;
建立趋势画面并获得趋势信息;
打印报表;
自动和手动控制方式的选择;
调整过程设定值和偏值等。
虽然操作员站的使用各有分工,但任何显示和控制功能均应能在任一操作员站上完成。
任何LCD画面均应能在1秒(或更少)的时间内完全显示出来。
所有显示的数据应每秒更新一次。
调用任一画面的击键次数,不应多于三次。
运行人员通过键盘、触屏或鼠标等手段发出的任何操作指令均应在1秒的时间内被执行。
操作员站上应能设置多个级别与多个不同的平等口令,以对应不同的操作人员。
·工程师站
提供一套台式工程师站,用于程序开发、系统诊断、控制系统组态、数据库和画面的编辑及修改,还提供安放工程师站的工作台及工程师的有关外设,其中单独配一台网络打印机作屏幕硬拷贝。
工程师站能调出任一已定义的系统显示画面。
在工程师站上生成的任何显示画面和趋势图等,均能通过通讯总线加载到操作员站。
工程师站能通过通讯总线,既可调出系统内任一分散处理单元(DPU)的系统组态信息和有关数据,还可使买方人员将组态数据从工程师站上下载到各分散处理单元和操作员站。
此外,当重新组态的数据被确认后,系统能自动地刷新其内存。
工程师站包括站用处理器、图形处理器及能容纳系统内所有数据库、各种显示和组态程序所需的主存储器和外存设备。
还提供系统趋势显示所需的历史趋势缓冲器。
工程师站能通过软件对所有信号进行强制值定义(包括模拟量与数字量)。
工程师站设置软件保护密码,以防一般人员擅自改变控制策略、应用程序和系统数据库。
提供支撑工程师站的所有辅助设备。
2.4控制策略与逻辑
2.4.1基本要求
·控制系统允许偏差
按负荷状态规定如下:
负荷状态
A
B
C
每分钟平均变化,低于(%)
1
3
5
汽机压力(MPa)
0.2
0.2
0.4
氧量,低于(%)
0.5
0.7
1.0
汽包水位(mmH2O)
20
30
40
过热蒸汽温度(℃)
5
5
7
A负荷状态—表示稳态负荷工况;
B负荷状态—表示慢速变化负荷工况;
C负荷状态—表示快速变化负荷工况;
此负荷按锅炉最大蒸发量的百分数表示。
·变送器的二重冗余
关键参数的重要参数,采用双重冗余变送器,若这二个信号的偏差值超出一定的范围,则应报警,并切换成手动,运行人员在键盘上可任选二取一,使任选的一个作为系统的测量信号。
·测量信号的丧失与超限
在使用不冗余变送器的测量信号时,如丧失信号或信号超出工艺可能值,均应报警并切换至手动。
·控制系统的输出信号
控制系统的输出信号应为4-20mADC连续信号或脉冲量,并应有上下限定,以保证控制系统故障时机组设备的安全。
·信号隔离
对有源4~20mADC输入信号(AI),DCS的I/O模块应提供隔离措施。
2.4.2DAS(数据采集系统)功能
●机组所有参数的当前值或状态的显示;
●机组所有参数的报警、记录、提示与打印;
●主要参数的实时曲线显示;
●SOE点的记录、提示与打印;
●重要参数的历史记录曲线;
●事故追忆与打印;
●报表的生成与打印;
2.4.3SCS(顺序控制系统)功能
●电动门单操与联锁;
●汽机安全门保护系统;
●给水泵功能子组;
●交直流油泵功能子组;
●引风机功能子组;
●送风机功能子组;
2.4.4MCS(模拟控制系统)功能
MCS系统策略及逻辑应由DCS厂商设计。
●给水自动控制(冗余变送器);
●过热蒸汽温度自动控制
●除氧器压力、水位自动控制(母管制)
●减温减压器温度、压力自动控制
●机炉协调控制(CCS), 采用炉跟机的控制方式,即当因汽机负荷变化而引起主蒸汽母管压力波动时,通过控制CFB锅炉来稳定母管压力。
3台CFB炉应可按效率的原则进行自动控制运行,亦可手动选定某台锅炉进行恒定或跟踪控制运行.
●燃料-给料控制;
●风量控制;
●二次风控制;
●炉膛压力控制;
●床温控制;
●汽温控制;
●返料风控制等;
DCS投标商须在投标书中较详细地说明上述SCS、MCS和CCS的控制策略,作为本次投标的重要条件。
2.4.5热工保护
1)汽机保护
汽机保护停机主要项目(以设备制造厂提供资料为准)包括:
润滑油压、转速、轴位移、轴振动等。
以上保护逻辑均由DCS(可用特定模块)实现,并做跳机首出显示并记录。
2)锅炉系统的保护
基本要求
通过键盘和LCD显示画面,应完成所有被控对象操作和获取系统手动、自动运行的各种信息。
应提供给煤机、给料机的紧急跳闸手段、跳闸功能应由硬接线完成。
一旦启动安全停机的逻辑顺序或设备,必须能够使给煤机跳闸,且在给煤机重新运行之前,必须需要操作员的干预。
系统运行要求如下:
✧快速响应跳闸输入信号;
✧直接切断所有燃料来源;
✧运行人员能直接进行燃料跳闸;
✧不许有跳闸旁路
✧应将MFT的“继电器”状态信息,送至相关的控制系统、报警系统。
锅炉MFT跳闸(按锅炉厂要求)
✧下列任一条件满足时,MFT动作,锅炉自动停炉:
炉膛压力大于一定值(联锁送风机跳闸)
炉膛压力小于一定值(联锁引风机跳闸)
送风机跳闸
引风机跳闸(联锁送风机跳闸)
床温大于一定值
床温小于一定值
手动MFT(包括就地手动MFT,控制室手动MFT)
✧MFT动作后,自动进行下列处理:
所有给料机跳闸
锅炉排渣系统停运
将相应的调节器的操作全部自动切换为手动方式
自动记忆和显示(首出跳闸原因);
MFT硬接线回路由卖方负责(继电器及汇线端子由卖方提供,布置在DCS厂家DCS机柜内),其控制回路必须用单独的220VAC电源供电,对外接线以端子排的形式汇总。
3)锅炉顺序控制系统(SCS)
基本要求
SCS用于启动/停止下列子组项。
一个子组项被定义为电厂的某个设备组,如一个送风机及其所有相关的设备。
所设计的子组级程控进行自动顺序操作,目的是为了在机组启、停时减少操作和机组的启停时间。
在可能的情况下,各子组项的启、停能独立进行。
对于每一个子组项及其相关设备,它们的状态、启动许可条件、操作顺序和运行方式,均应在LCD上显示出系统画面。
在手动顺序控制方式下,应为操作员提供操作指导,这些操作指导应以图形方式显示在LCD上,即按照顺序进行,可显示下一步应被执的程序步骤,并根据设备状态变化的反馈信号,在LCD上改变相应设备的颜色。
运行人员通过手动指令,可修改顺序或对执行的顺序跳步,但这种运行方式必须满足安全要求。
对影响安全运行的跳步能实行闭锁。
控制顺序中的每一步均应通过从设备来的反馈信号得以确认,每一步都应监视预定的执行时间。
如果顺序未能在约定的时间内完成,应发报警,且禁止顺序进行下去。
如果事故消除,在运行人员再启动后,可使等程序再进行下去。
在自动顺序控制期间,出现任何故障或运行人员中断信号,应使正在进行的程序中断并回到安全状态,使程序中断的故障或运行人员指令应在LCD上显示,并由打印机打印出来,当故障排除后,顺序控制在确认无误后再进行启动。
运行人员应可在LCD/键盘上操作每一个被控对象。
手动操作有许可条件,以防止运行人员误动作。
顺序控制是按命令的逻辑顺序进行的,每步都有检查。
在正常运行时,顺序一旦启动应至结束。
在顺序过程中每一步应有指示,在此步完成后自行消失,顺序是否完成应有分别指示。
应提供执行级控制。
操作员应能操作所有设备(如泵、风机、阀门和挡板等),通过LCD和键盘进行远方操作。
按设备和运行要求,驱动级控制应有联锁。
承包方除了满足上述要求外,还需符合设备制造厂的推荐意见和安全要求。
对于所有辅机设备(如送引风机)的保护应在SCS中考虑。
具体项目如下:
下面列出的顺序控制子组项应在SCS中。
锅炉基本启动顺序:
返料风机→引风机→一次风机→二次风机→给煤机→垃圾给料机
锅炉基本停炉顺序:
垃圾给料机→给煤机→二次风机→一次风机→引风机→返料风机
烟风系统子组项
一次风机子组项(包括风机变频、挡板等);
二次风机子组项(包括风机变频、挡板等);
引风机子组项(包括风机变频、挡板等);
给料系统子组项
给煤/料机等设备;
给水泵子组项
包括给水泵等。
2.4.6采样周期
模拟量采样周期:
1Sec,5Sec,10Sec,30Sec,60Sec
按参数的重要性和动态性合理选择和利用以上规定的采样扫描周期。
采样扫描周期可按下表中的数值和要求选取:
测量参数
采样周期
汽机转速、
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- 焚烧 发电 项目 分散 控制系统 DCS 技术规范