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工程背景:
中國能源結構以煤為主,煤炭所占的比重近70%,煤炭、石油和天然氣等為不可再生能源。莊稼秸稈是每年形成的光合產物,含有與煤、天然氣、石shi油you一yi樣yang的de可ke以yi燃ran燒shao的de碳tan,是shi以yi生sheng物wu能neng形xing式shi儲chu存cun的de太tai陽yang能neng,是shi一yi種zhong可ke再zai生sheng能neng源yuan。隻zhi要yao陽yang光guang照zhao耀yao大da地di,無wu時shi無wu刻ke不bu在zai生sheng產chan。可ke惜xi以yi前qian這zhe些xie能neng源yuan被bei白bai白bai地di燒shao掉diao了le,還hai嚴yan重zhong汙wu染ran了le環huan境jing。去qu年nian6月15日這天,衛星監測的全國秸稈焚燒點多達3000多個。秸稈焚燒影響高速公路、航空、汙染空氣、引發火災。
何不將秸稈集中起來燃燒,以此獲得能源並有效控製汙染呢?於是中國國家電網公司2004年投資成立了國能生物發電有限公司,重點開發以秸稈、林lin業ye廢fei棄qi物wu等deng為wei原yuan料liao的de生sheng物wu質zhi能neng發fa電dian項xiang目mu。該gai公gong司si投tou資zi興xing建jian的de國guo能neng單dan縣xian生sheng物wu發fa電dian廠chang是shi我wo國guo第di一yi個ge生sheng物wu發fa電dian示shi範fan項xiang目mu,該gai電dian廠chang的de成cheng功gong投tou運yun將jiang會hui大da大da帶dai動dong全quan國guo生sheng物wu發fa電dian事shi業ye的de發fa展zhan。國guo能neng公gong司si計ji劃hua在zai“十一五”期間,將生物發電規模擴大到300萬千瓦,意味著全國將有100多家生物發電廠麵世。這對減少秸稈焚燒對環境造成的危害、減少溫室氣體和有害氣體排放、帶動新農村建設,無疑將起到重要的促進作用。
項目簡介:
國能單縣生物質電廠所消耗的秸稈以棉花秸為主,伴以樹皮、玉米秸、小麥秸等。投運後年消耗農林廢棄物15~20萬噸;每年可發出1.6億度寶貴的綠色電,在綠色發電的同時,每年還可以減排二氧化碳10萬噸,每年可為農民創收4000多萬元,創造1000多個就業機會。具有良好的經濟、社會和生態效益。
國能單縣生物質電廠於2004年11月奠基,2005年10月份主體工程開工建設,2006年11月18日實現機組滿負荷運轉。2006年12月1日正式投產運行。
主機部分包括1台30MW單級抽凝式汽輪發電機組和一台130t/h生物質專用爐排高溫高壓鍋爐,輔助部分包括化水處理、燃料(秸稈)輸送、燃油輸送、電氣以及暖通等。貝加萊提供APROL過程控製係統,為此設計了一個主控和輔控一體化方案,以利於負荷調節和子係統間數據交換。整個係統共7個操作站,1個工程師站,5對DPU, I/O 規模 > 3000。
控製係統配置:
* 7台控製計算機
2台RUNTIME服務器(同時兼操作員站,用於查看鍋爐和汽機)放置在中央控製室,1台ENGINING服務器放置在隔壁的電子間,這三台服務器為HP370高性能服務器,配置雙SCSI硬盤,支持RADI1數據冗餘和帶電熱插拔,高效存儲所有的實時和曆史數據。中央控製室另放置了4台操作站(燃油泵房,燃料輸送,電氣和暖通),這4台操作員站采用HP7600計算機,遠方的化學水車間放置了1台操作員站,也是采用HP7600計算機,7台控製計算機獨立完成監控電廠各個部分的任務。
* 5對冗餘現場控製器(也稱DPU:Digital Processing Unit)
其中鍋爐配一對冗餘DPU,下麵掛接4個I/O站,FSSS部分配一對冗餘DPU,掛接4個I/O站,汽機部分配一隊冗餘DPU,掛接7個I/O站,電氣+燃油+暖通配一對冗餘DPU,掛接8個I/O站,化水配一對冗餘DPU,掛接4個I/O站。所有的DPU為CP382,配置3塊3IF781.9擴展成4個以太網口,采集所有的過程信息。智能I/O站CPU為CP360,配置1塊3IF781.9擴展成2個以太網口,以1ms高速掃描速度處理SOE變量。
DPU的配置為BP155+PS465+CP382(3*IF781)+BM150
I/O站的配置為BP152+PS465+CP360(IF781)+n*DI/AI/DO/AO模塊.
* 總線係統
操作總線(操作員站和RUNTIME服務器以及工程服務器之間)用雙100M以太網;過程總線(DPU和RUNTIME服務器以及工程服務器之間)也用雙100M以太網;I/O總線(DPU和I/O站之間)也是采用雙100M以太網;DPU冗餘對之間的同步總線和I/O總線共用,控製總線,過程總線,I/O總線都設計成冗餘係列總線。
* 第三方子係統
GE 新華的DEH通過硬接線接入到APROL係統,加藥係統采用S7-300CPU,通過驅動接入到RUNTIME服務器。
係統I/O分布(見下表)
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信號類型 |
鍋爐側+FSSS |
汽機側 |
燃油泵房遠程I/O |
燃料綜合樓遠程I/O |
電氣 |
化水程控 |
合計 |
|
+暖通 |
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AI |
4~20mA |
136 |
116 |
8 |
21 |
51+13 |
99 |
444 |
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熱電阻 |
40 |
92 |
7 |
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4+7 |
3 |
153 |
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熱電偶 |
43 |
23 |
|
|
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|
66 |
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數字量 |
518 |
303 |
12 |
148 |
253+49 |
327 |
1660 |
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DI |
SOE |
32 |
26 |
|
|
45 |
|
103 |
|
AO |
4~20mA |
43 |
21 |
1 |
5 |
2 |
2 |
74 |
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DO |
數字量 |
226 |
127 |
4 |
42 |
71+42 |
167 |
729 |
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合計(規範要求) |
1038 |
708 |
32 |
216 |
540 |
598 |
3132 |
貝加萊過程控製係統APROL解決方案充分滿足項目的需求,具有以下特點:
*操作記錄(何人,何地,何時,何事)
*審計追蹤,準確地保存4W信息,供事後分析使用
*APROL 完全符合 “FDA 21CFR Part 11 和 GAMP4” 標準
*冗餘功能(服務器冗餘,DPU冗餘,過程總線冗餘,I/O總線冗餘)
*SOE任務具有“0.8ms”高速掃描周期
*提供GPS對時,保持時間同步,該GPS提供RS485和RS232通訊
*與DEH互聯的兩種連接方式:硬接線和MODBUS RTU
APROL解決方案給客戶帶來的價值體驗:
*基於穩定的Linux操作係統
*APROL提供數據服務器冗餘, DPU冗餘,過程總線冗餘
*超強的通信功能:從現場層到操作層有多種標準網絡可選擇:CAN、PROFIBUS、POWERLINK, ETHERNET,
*多種集"操作"與"控製"為一體的終端可選:Power Panel, APC620,Automation Panel,Mobile Panel
*I/O模塊可帶電熱插拔、模塊狀態檢測,以利於係統維護
*在項目的執行過程中,貝加萊專家提供專業的現場支持,項目投入運行後,項目工程師實時跟蹤。
項目意義:
單縣生物電廠的運作得到良好的社會反響,作為中國第一個生物發電項目的成功實施,中央電視台新聞聯播對該項目作了係列報導。
隨著生物發電在中國的普及,貝加萊會積極投身於節能環保的事業中,為保護中國的環境做出一份貢獻。
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