TSB08751C-2NL3

TSB08751C-2NL3 中国石化青岛石化500万吨/年高酸原油适应性改造DCS项目中国石化集团2009年20个重点工程项目（其中炼化工程14项）中的重要一项。总投资约15.2亿元。产品有液化气、化工轻油、溶剂油、汽油、柴油、船用馏分燃料油、燃料气、石油焦等，建设总规模为500万吨，这是中国石化一个高酸原油加工基地项目。整个项目包括6套主生产装置，主控制系统全部采用国产化和利时的MACS-S DCS系统。分别包括：?
      500万吨/年常减压装置
? 160万吨/年延迟焦化装置
? 100万吨/年汽柴油加氢精制装置
? 60万吨/年催化汽油选择性加氢脱硫装置（含锅炉除氧水工段）
? 1.5万标方/小时制氢装置
? 2万吨/年硫磺回收及溶剂再生装置等
     项目的招标也吸引了国外多家**自动化供应商的参与。2009年5月份，和利时公司成功中标了中国石化青岛石化500万吨/年高酸原油适应性改造DCS项目。

                          

    2. 项目目标与原则

     TSB08751C-2NL3各装置要求系统能达到三年不检修停车，但同时可进行扩容、技改，系统的稳定性有力的保证了安全生产。对自控系统供应商的产品、工程实施能力、综合服务能力等要求非常高，项目的招标也吸引了国外多家**自动化供应商的参与。自控系统必须具备开放化、信息化、智能化、小型化和高可靠的新行业发展特点。项目的实施采用国际化的MAV执行模式.
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     3. 项目实施与应用情况详细介绍（详细介绍推荐项目的规划、实施与应用的详细情况，**项目创新性、重点与难点问题及解决思路等。）
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      项目前期中国石化股份公司物装部组织了中国石化所属的大型工程公司（设计院）、大型石化企业、青岛石化公司及行业内***组成的技术考察组，对和利时公司的HOLLiAS MACS-S DCS产品进行详尽、严格、系统和较为全面的测试，通过8大项30多小项的系统测试，测试结果均满足大型石化项目的技术要求；同时，对和利时公司的全过程质量保证和全生命周期质量控制体系进行了细致检查，在产品生产、系统集成实力、项目实施规范化管理、售后服务**体系等给出了高度评价及充分认可。同时也更加坚定了中国石化集团推进国产化控制系统的信心。
            

     在项目FEED设计阶段，和利时公司的项目组和中国石化部分行业内*、业主及设计院经过多次的讨论确认，结合全厂各系统的具体要求，融合全厂管控一体化的设计理念；同时充分考虑网络安全设计理念要求。终确定合理完善的系统网络结构及自控系统总体功能规范设计标准。
         
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     整个项目的装置分为6套相对独立的DCS系统域，各个系统域有各自的主、从历史站，工程师站，操作员站等。同时，在上层网络又通过另外一个独立的网络实现了全部6各系统域的互联，形成一个统一的整体，实现全厂数据的集中和同全厂的信息管理网络的数据通讯。实现了全厂统一调度管理，体现了管控一体化的先进理念。现场仪表尽量采用智能型仪表，通过和利时设备管理系统（HAMS）实现了预防性维护，节省维护工作量，减少了设备故障的发生率。为装置的安、稳、长、满、优运行提供重要**。
  
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     项目的自控系统从2009年5月份招标完成，到2009年9月装置上电投运；工期之紧，要求之高，对MAV供应商的挑战不言而喻。从物资采购、产品制造、系统集成、服务**体系，以及项目整体规范化管理方面都提出了相当高的要求。产品的选型、系统网络结构的设计等综合解决方案是项目成功的**，只有长期的项目积累和工程实施锤炼，才能成功迎接挑战！终奉献一个满意的项目工程。2010年3月11日，和利时公司荣获中国石化青岛石化公司项目“供应商”
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     4. 效益分析

     装置的一次性开车成功，且各装置自开车以来系统运行非常稳定；其为用户带来丰厚的收益！采用国产化自控系统的投资比国外同等项目节约投资一半以上。和利时提供的设备管理系统（HAMS）实现了预防性维护，改变了传统的仪表设备的常规维护模式，大大节省人力，提高了工作效率，减少了设备故障的发生率，也大大节约了工厂的维护成本。
  
 
     同时整个自控系统的成功应用解决自主创新产品大型项目首台套应用问题，增强了中国高端石化集团推进国产化控制系统的信心。标志着中国石化集团公司在推进国产化分散控制系统的道路上又迈出了非常坚实的一步，加大和加快了控制系统国产化的力度及速度，对分散控制系统国产化的应用发展有着积极的意义。

克拉玛依电厂目前装机容量达233MW，发电量占克拉玛依电网的70%，并承担克拉玛依电网的大部分峰谷差，有时峰谷差高达60MW，机组启停频繁，克拉玛依电网与乌鲁木齐电网联网后，周率变化快，联络线负荷波动大，单纯靠值长凭经验进行人工调度，值班员凭经验监视调整，不仅工作难度和强度大，而且很难满足联络线的调节要求，克拉玛依电厂面临较大的经济考核压力。为解决上述问题, 开展了克拉玛依电厂自动发电控制系统（Automatic Generation Control 简称AGC）应用研究。

    2 自动发电控制（AGC）技术综述

    克拉玛依电厂AGC系统与其它电厂AGC系统存在很大差异，首先内地电网内都具备一个或几个调频电厂来保证系统周率稳定，而新疆电网内部无专门用于调频的电厂，整个电网周率波动较大，内地大部分电厂调节对象为本厂每台机组的负荷，负荷控制指令由中调直接下达，它们只需根据负荷指令进行机组负荷调节。而克拉玛依电厂是克拉玛依电网主力电源，整个克拉玛依电网的负荷平衡由克拉玛依电厂保证，调节对象为联络线负荷克拉玛依电厂是以燃气轮机联合循环发电为主，由于克拉玛依电网和电厂自身的特点，克拉玛依电厂AGC系统具有自己的*特性：在克拉玛依电厂设置负荷分配站，根据联络线的负荷实际值计划值进行比较，经过运算输出负荷分配指令到各个单元机组的协调控制器，对各机组进行负荷控制。AGC控制结构图如图1所示。
                    
                       
                                              图1 AGC控制结构图

    3 自动发电控制（AGC）研究的主要内容

    3.1 通讯接口

    （1）AGC系统与中调和ECS系统通讯均采用循环式远动CDT规约实现。循环式远动规约（CDT）它适用于点对点的远动通道结构及以循环同步方式传送远动信息的远动设备与系统。AGC系统与中调通讯物理连接采用光缆将中调SDH机柜和我厂SDH机柜相连，我厂SDH机柜再以串口形式与AGC系统MOXA多串口服务器相连。通过软硬件的调试，终将联络线负荷，周率传输到电厂的AGC系统，用于电厂的负荷调节。
    
      （2）AGC系统与#1、#2燃机通讯采用MODBUS通讯协议。AGC系统与#1、#2燃机通讯物理连接采用双绞线将#1、2燃机遥控操作员站与AGC系统MOXA多串口服务器相连。将#1、2燃机有功、无功、进气温度、IGV角度、负荷预选值、负荷设定值、平均排气温度、排气温度基准、振动、无功设定值等信号传输到AGC系统，同时将AGC系统负荷控制的指令传到#1和#2燃机的MARK V系统中，通过修改燃机的预选负荷设**，达到控制燃机的负荷目的。

    （3）AGC系统与#3燃机通讯采用GSM（GEDS Standard Message）以太网协议通讯。TCP/IP GSM协议支持以下4类运用层的信息：管理信息，由MARK V发送至DCS，反映通讯链路可用性；事件驱动信息，当报警发生/清除、系统事件发生/清除以及SOE开关量开/合时，MARK VI自动将这些信息传送给DCS，每个逻辑点带有单独的时间标签；定期的数据信息，MARK V中的所有约5000点数据都可以由DCS定义为数据组，加上组时间标签后，以1S的周期发送至DCS。#3燃机MarkV控制系统与AGC系统C网交换机相连，将#3燃机相关信号传输到AGC系统，同时将AGC系统负荷控制的指令传到#3燃机的MARK V系统中，通过修改燃机的预选负荷设**，达到控制燃机的负荷目的。

    （4）AGC系统与#4燃机通讯采用OPC通讯协议。OPC（OLE for Process Control）作为一种工业标准已广泛应用于工控领域。XDPS系统OPC客户端程序是作为一个I/O驱动程序附着在VDPU程序上，通过两部分Opcdrv.dll驱动程序动态连接库文件和Opcdrv.ini驱动程序文件的配置，将#4燃机相关信号传输到AGC系统，同时将AGC系统负荷控制的指令传到#4燃机的MarkVIe系统中，实现对燃机负荷的控制。

    3.2 燃机蓄量预测

    （1）燃机基本负荷预测：汽轮机的额定负荷是定值，而燃机基本负荷受环境温度、湿度、大气压、机组清洁系数以及单循环联合循环运行模式等因素影响。同时，燃机的负荷还受发电机、开关、变压器容量等因素的限制。联合循环方式运行时，为保证联合循环机组效率和锅炉主汽温度有足够的过热度、保证汽机安全稳定运行，要求燃机带负荷不能过低。我们根据GE的控制规范、燃机的各种实际运行参数，通过函数功能计算出燃机的和允许负荷，如表1所示。

                      
                           表1 #1－＃4燃机联合循环在不同环境温度下允许负荷
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    以上求出的只是各燃机在不同环境温度下的功率理论值，它还不能**过我厂规定的各台燃机的负荷限制。并且，机组额定功率还与发电机开关、变压器容量等因素有关。单台燃机正常运行时，为使燃机运行稳定，保证一定的机组效率，单台燃机应运行在一定的负荷以上，这个负荷值就是其额定功率#GT1为4MW、#GT2为4MW、#GT3为4MW、#GT为8MW。AGC系统根据设计中的参数，在不同运行方式，自动给出不同的机组负荷变化范围，使AGC负荷指令不要**出这个范围。

    （2）燃机增储量减储量计算：燃机机组的实际负荷与其允许负荷之间差值为燃机的调节蓄量，分为增负荷蓄量和减负荷蓄量。负荷蓄量计算原理如图2所示。
                     
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                                           图2 增减负荷储量框图

    负荷分配站根据联络线的负荷参数和联络线给定曲线比较，当燃机的调节蓄量小于某一定值，发出报警，“增加（减少）#7-#10机的负荷”。此时自动调节仍起作用，直到调节蓄量为零，当人工加减#7-#10机的负荷后，应通过内扰控制，调整燃机的负荷，保证燃机随时有一定的调整蓄量。

    （3）燃机在投AGC时负荷允许变化率：对于燃气轮机在AGC中的负荷变化率，一般可以参考机组制造厂提供的数据对控制系统进行初步设定，然后在此基础上进行大量的启动和负荷变动试验，试验研究首先应该考虑机组安全和可靠性，同时应该研究经济性，在保证安全的前提下既要满足电网的调节要求，又要使电厂得到较好的经济性。由此得出适合具体机组的负荷变动率。