随着国家电力事业的发展,发电机组已经由中小机组,向超临界、超超临界机组等大型机组发展。国家的能源现状,也决定了必须发展高效、节能、环保的大型火力发电机组。而大型火力发电机组对可靠性、安全性的要求比小型机组有非常大的提高。大型机组的事故跳闸,对电网产生巨大冲击,很容易引起电网故障;大型机组的事故停运,将使原来的发电计划不能完成,导致发电单位和用电单位巨大的经济损失;大型机组参数高,高压力高温度的汽水,一旦发生事故,对机组设备的冲击大,对现场的人身安全威胁也大;大型机组发生事故,对周围环境的破坏比小机组大的多。总之,对大型机组来说,没有稳定安全,就没有效益可言。分散控制系统DCS已经在大小型火力发电机组的全厂控制中广泛应用。DCS作为全厂控制的中枢,涉及监视、控制及保护功能,其总体结构、硬件组成和软件设计对机组的稳定与安全起着关键作用。本文结合盘南电厂一期#3#4 2×600MW机组DCS项目,设计了整个DCS系统。根据控制系统安全完整性等级SIL,设计了高SIL级别的控制系统体系结构及控制策略,从而提高了机组DCS的安全性可靠性。盘南电厂#3#4机组DCS,采用国产新华XDPS分散控制系统。机组良好的运行效果得到了用户的好评。本文主要完成了以下几方面的工作:1.介绍了DCS系统的特点以及目前DCS发展的最新技术,结合功能安全基础标准IEC61508,引出了安全性与可靠性对DCS系统的重要性。并结合我国火电机组控制系统应用实际,介绍了火电厂对DCS系统可靠性与安全性的要求。2.针对盘南电厂2×600MW机组的工程实际情况,和大型火电机组对DCS系统本身各项性能的要求,以及现场对DCS系统可靠性试验的方法,设计了全厂DCS系统,覆盖DAS、MCS、SCS、FSSS、BPC及ECS等各个功能,并描述了为提高各功能的可靠性而使用的实现方法。3.对实现整个DCS系统的硬件配置作了详细介绍,包括DPU、I/O模件、MMI站及XDPS的网络结构,实现了2×600MW机组DCS系统的完整设计。4.介绍了安全功能标准IEC 61508的概念和内容,引出了DCS系统可靠性和安全性的指标,包括:可靠度R(t)、失效率λ(t)、平均故障间隔时间(MTBF)、平均故障修复时间(MTTR)、有效度A等。针对提高可靠性和有效度的方法,描述了在盘南电厂DCS系统中,大量应用的各种冗余结构,包括工作冗余、后备冗余、表决系统、后退冗余及多级操作冗余等,由此保证了系统的安全等级达到SIL3水平和有效性度到99.9%。最后通过对电厂DCS安全要求最高的部分FSSS系统应用的描述,特别是MFT跳闸板的描述,完善了盘南电厂DCS系统的安全性和可靠性的设计,从而提高了机组DCS的安全性可靠性。5.介绍了盘南电厂600MW机组DCS人机界面MMI的设计,并采用屏幕拷贝,展示了机组的现场运行情况。并总结经验,提出缺陷及拟解决的方法,使新华XDPS系统的安全性与可靠性能够进一步提高。盘南电厂#3机组DCS项目于2006年2月完成设计,2006年12月开始现场分步试运,于2007年6月完成168小时试运,移交生产。盘南#3机组XDPS系统在现场运行稳定,维护方便,获得用户好评。