浅谈海外火力发电厂EPC工程热控专业技术规范.docx

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1、浅谈海外火力发电厂EPC工程热控专业技术规范 摘要：通过对海外火力发电厂EPC工程的执行阅历总结，笔者发觉热控系统的冗余要求、汽机自动升速系统、汽机热应力计算系统、性能计算和优化系统、机械监视系统、执行机构、电缆及电缆支架、仪表管路及附件等许多方面的技术要求与我们国内常规的设计、工程标准和习惯都有肯定的差异，本文将做具体比较分析。 关键词：海外；火力发电厂；EPC工程；热控专业；技术规范；差异比较 1 引 言 随着中国电力建设企业实力的增长和国内电建市场的渐渐饱和，在亚、非、拉等发展中国家有许多中国电力设备制造厂家、工程承包公司、贸易公司在从事着电站的出口贸易活动。下面笔者以某涉外火力发电厂E

2、PC项目的技术规范为例，浅谈一下火力发电厂涉外总承包合同中常见的热控专业技术要求。 火力发电厂总承包合同中的技术规范一般由项目业主托付其设计院/询问公司起草，其涵盖的内容细而广，涉及到项目描述、工作范围、设计要求、性能要求、冗余要求、质量保证服务、工程设计服务、现场服务、试验和调试、总平面布置要求、厂房、设备布置要求、资料文件要求、项目管理要求、环保要求、机务、电气、热控、土建等各专业的详细技术要求，除此之外还附上项目的煤、油、灰、水等必需的分析报告、备品备件清单、举荐供应商清单以及特别工具清单等等。详细到热控专业，主要有以下要求： 2 仪控岛整体设计要求 主要是对本电厂投入商业运行时要达到什

3、么样的自动化水平提出要求，要求供应的限制和仪表系统要能够保证电站平安、有效和牢靠的运行，至少能够实现以下功能： a）机组的全部常规运行（包括全部正常，危机，启动，停机运行以及带负荷运行）。 b）电站运行人员没有足够时间完成的一些特别规运行。 c）要求能够实现参数的闭环回路调整限制，从而优化汽机，锅炉和协助系统的运行。 d）能够实现开环回路限制以及各个动力设备的自动联锁和爱护。 e）能够实现设备运行状态和系统参数的连续监视。 f）要求全部显示，报警和限制设备的设计都要符合人体工程学，把运行人员的误动作 降低到最底限度并最大限度的提高运行效率。 一般从电厂的运行经济性考虑，涉外工程中常见的要求是B

4、TG岛（机炉电三大主机及辅机和附属热力系统）由中心限制室通过DCS、DEH等分散监视、限制系统进行监视、限制，单元机组每值设运行值班员46人。化水、循环水处理、污水处理、输煤、除灰、空压机等协助系统由PLC组成的协助系统限制网监视、限制，化水、输煤、除灰可配套就地操作员站，每值设运行值班员共36人，燃油、循环水系统可配置远程I/O系统，将限制和监控功能归口于DCS中心限制。 3 工程范围 整个电站的限制和仪表系统包括DCS及其配套的硬件、软件、一次/二次仪表、汽水分析系统、气体分析仪表、汽包电接点液位监视系统、炉膛平安监控系统、汽机自动升速系统、汽机调整系统、汽机热应力计算系统、机械监视系统、

5、性能计算和优化系统、声光报警系统、呼叫系统、火灾报警系统、主时钟同步系统、限制盘、台、柜、仪表盘、接线盒、电动、气动、液动限制阀门及执行机构、电缆及电缆支架、仪表管路及附件等，能够完成整个电站锅炉、汽机、协助和公共系统的监视、限制、报警、联锁和爱护等功能。 其中冗余要求、汽机自动升速系统、汽机热应力计算系统、性能计算和优化系统、机械监视系统、执行机构、电缆及电缆支架、仪表管路及附件等许多方面的技术要求与我们国内常规的设计、工程标准和习惯都有肯定的差异，作者在本文下一节中将有详细描述。 4 具体技术要求及与国内工程的差异比较 4.1 限制系统（包括DCS、DEH、PLC辅网限制系统等） a）对D

6、CS的要求 限制器处理实力要求最大负荷时CPU出力不超过60%（还包括考虑将来15%的扩展空间），高速数据总线要求最大负荷时占用带宽不超过60%。系统响应时间为满负荷时的响应时间，重要的模拟量信号如汽包液位、炉膛负压等响应周期为50ms，一般的信号响应周期为101250ms，开关量响应周期为101ms。显示器要和其他系统能够高速通讯，显示内容能在1s内更新，最大更新时间为1s。SOE信号要干脆通过硬线连结取自就地信号，每台机组最少要供应256个SOE点，每点处理周期为1ms。 b）对DEH的要求 汽机DEH包括但不限于以下功能：汽机转速和负荷限制，汽机自动启停限制，热应力计算，超速爱护和汽轮发

7、电机监视。其它硬件性能要求基本与DCS相像。其中汽机自动升速系统和汽机热应力计算系统目前国内几大主机厂的产品配置与国外业主的要求还有肯定的差异，国外工程一般要求汽轮机在结合热应力计算的基础上保证汽轮机启动时能够达到“一键开机”的要求，即该自动系统将自动的将汽机从零转速升速到同期转速，然后带到额定负荷，然后连续监测机组运行至满负荷，不影响机组寿命，包括自动同期。从而最小的避开由于运行人员认为错误造成的事故。这对限制系统、检测系统、设备、安装调试工艺都有很高的要求，目前国内几大主机厂的产品一般对热应力计算最多只供应高压转子、中压转子热应力计算，且机组寿命消耗一百零一分比技术有所受限，还不能完全实现

8、机组的“一键开机”功能，也达不到对机组机组寿命消耗一百零一分比的量化计算。 c）对PLC辅网限制系统的要求 PLC硬件安装包括1：1冗余的CPU，存储器，电源，通讯和I/O总线. 冗余设备能够在5ms内自动转换. d）冗余要求 锅炉，汽机的重要爱护系统，要配置三重冗余的硬件（即三重冗余互为热备用的CPU，存储器，电源，通讯和I/O总线）和三重冗余的测量元件。这种三重冗余的技术要求在国内应用还是较少的，且成本很高，目前GE公司配套燃机的MARK-VI限制系统采纳的是三重冗余的限制系统，但笔者认为在常规的火电项目上到双重冗余的平安性已经比较成熟，三重冗余的应用并不经济。 对于重要的闭环限制回路，系

9、统测量元件要3取2冗余配置。仪表管路、取样器或各温度计套管（温度元件）都要独立安装，不能共用（部分流量测量元件可选用同一取样装置）。 其余爱护用逻辑限制系统和相关测量元件要配置双重冗余硬件。 4.2 主蒸汽流量测量 常规的主蒸汽流量通过调整级蒸汽压力可以计算出来，但有些国外项目要求在过热器出口管路上设置流量喷嘴以干脆测量主蒸汽流量，实践证明这种方式无论从测量精度还是还是经济性角度考虑都不是笔者举荐的方案。 4.3 辅机设备的状态监视 对于大型动力设备，重要动力设备，包括送、引、一次风机、锅炉给水泵、凝聚水泵、机力冷却塔风机等、要供应足够的数量的振动监视仪表。国内一般对锅炉给水泵、凝聚水泵等转动

10、设备不做振动监视要求。 4.4 仪表管路及附件 一般的要求对于高温、高压介质采纳P22无缝合金钢管（根据 ASTM A335，GR.P22标准），对于低压、低温介质采纳A106无缝碳钢管（根据 ASTM A106，Gr.B标准），对于压力不小于4Mpa的高压动力管道上要安装双一次门和2个排污门。 国内根据国标要求对于高温、高压介质加强接头和一次门采纳12Cr1MoV无缝合金钢管，仪表管路可以采纳1Cr18Ni9Ti不锈钢材质，对于低压、低温介质可以依据须要采纳不锈钢或碳钢无缝管，对于对于高温、高压介质要安装双一次门但排污门一般设置1个。 4.5 电缆 一般对动力电缆和限制电缆要求为铠装电缆、铜

11、芯、低烟阻燃，一般不要求采纳电缆爱护管，但补偿导线和信号电缆一般要穿在电缆爱护管内。国内由于电缆敷设时普遍在就地侧应用电缆爱护管，因此对低压动力电缆、限制电缆和信号电缆都不做铠装要求，且一般考虑的经济性都采纳阻燃电缆而很少采纳低烟阻燃电缆。 国外业主一般习惯采纳多芯的限制电缆和信号电缆（一般32芯以上），且在就地区域依据须要加端子箱进行安排，这对材料成本、电缆敷设成本和工期都有很大节约，但对设计和接线的难度有了肯定提高，国内对合并电缆的设计还是有肯定差异，一般信号、限制电缆最多不超过19芯。 要求电缆的接线盒端和测量元件端要挂好金属标牌，敷设电缆时，在电缆桥架内最长每隔1米就要用铝制电缆卡子卡

12、住电缆。国内一般依据施工习惯的不同，电缆标牌采纳塑封或着PVC材质，桥架中电缆绑扎采纳外敷塑料的铁绑线或者塑料扎带。 4.6 声光报警系统 每台机组配置肯定数量的声光报警窗口，信号干脆从就地采纳硬接线接入，目前新上的项目在大量的运用了大屏幕后，都已将传统的光字牌报警系统取代。 4.7 执行机构 从平安性和操控性方面考虑一般调整型执行机构都要求采纳气动执行机构，但目前部分品牌的电动执行机构在这两方面也有特别优秀的表现，从经济性和施工难易程度方面考虑建议两者皆可适当考虑。 4.8 电站性能计算和优化 要求限制系统及就地设备均能够做到对电站的锅炉，汽机，锅炉给水泵，凝聚水泵，除氧器，凝汽器等各个设备

13、的性能，协助电站功率/效率，汽机热耗，燃料利用率，锅炉效率，设备运行时间，电站热耗，电站功率因数和发电量，发电机功耗等进行性能计算并依据计算的结果自动调整系统或提出优化方案。目前在国内部分项目上也有过应用，但应用还不成熟且优化软件须要进口，耗资巨大，笔者建议国内电站出口商在与国外业主澄清时须要重点关注。 5 结束语 总体而言，比较国内外火力发电厂热控专业的技术要求，笔者认为在工程方面国内已处在领先的地位，但设计、制造的精细化程度和自动化程度方面还有很大的发展空间。 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页