Invensys产品为美国第三大的公用电力设施消除无效警报信号

盐河工程—介绍 盐河工程坐落于亚利桑纳州的菲尼克斯市，修建于1903年，当时是美国第一座获得了国家垦务法案批准的综合性垦务工程。该工程是美国第三大公用电力设施，最大供电量达6500兆瓦（MW），可满足900000多用户用电，在亚利桑那的中部供电区域达2900平方里。2006该工程的收入接近25亿美元。2004年， 电气照明和电力部门授予SRP“年度最佳工程”称号。 SRP运作或参与运作了10家发电厂。其中包括：靠近亚利桑纳州佩兹的纳瓦霍印第安居留区内的Navajo发电站，运行3台800MW的燃煤发电机组；吉尔伯特的Santan发电站运行9台综合循环发电机组，供电综合总量达到1100 MW；距离潭蓓谷15里远的Kyrene发电站，运行1台综合循环发电机组和3台单一循环发电机组，供电总量达430 MW。 客户要求 虽然程序警报系统对确保发电厂安全高效的运转是至关重要的，但是过多和过频繁的警报也会产生相反的效果。在拥有核反应堆的国家第三大设施中，为了减少伴有频率增加的警报信号的不断出现，亚利桑纳盐河项目（SRP）在其下的两个发电站Navajo和Santan实施了一项极为有效的警报管理方案。 1990年，SRP开始对此类电厂中的模拟设备控制系统进行改造、改进成为单一的现代数字控制系统，该系统是以Invensys加工系统I/A系列®的分布式计算机控制系统为基础的。2006年，I/A系列系统在新近建成的Santan机组中得到应用。I/A系列系统目前已经覆盖了SRP的40000多个输入/输出点，其中包括涡轮、锅炉、机组逻辑元件、洗刷器、数据获取器和性能监控器之间的连锁控制。数字控制系统应用所带来的惊人效益在已开始便得以彰显。 “当调度员见到机组以平均200MW/分钟的速度进行400MW复位的时候，他们简直难以相信自己的眼睛。锅炉和涡轮的参数不仅完成了排列，而且也排列的十分有序。每个操作过一次性循环机组的人都会说到这简直太棒了。”一位SRP的调度员在谈到Navajo电厂的启动程序的时候，这样说道。 如此功能强大的控制系统，它的好处之一就是：既能对改变条件下的运行发出警报信号，又不会使操作人员因过多和过频繁的警报信号而感到不安。 “在过去，无论是在启动关闭机组时还是在进行日常操作时，我们每时每刻都会接到警报。在18个小时内操作人员就会接到5000个警报，每个警报都需使用各种手段对其进行干涉；而其中竟有98%的警报都需要做高优先处理。 “电厂必需指派操作人员专门处理这些警报。”在评论由于对警报疏于管理导致整个电厂发生危险这一问题时，作为I&E督导和I/A管理员的Ron Bewsey这样说道。从Ivensys购买了警报管理方案以后，现在的SRP已经可以 完全应付这些挑战了。 SRP已经将此项方案应用到Santan发电站的9个机组当中，即将在Nanajo的一台机组中应用，并在两站之间已通过一套跨站应用该方案的实施方案。 Bewsey说：“目前，我们拥有了有效的警报系统， 它帮助操作人员在面对警报时做出适当的反应，意义巨大。它不但提高了操作人员应对警报的效率也提高了警报的可靠性。操作人员已经把该警报系统视为能够为其减少不必要麻烦的必备工具。” 警报方案 在启动Santan发电站的两台机组方面，SRP派出一名I&C专家和一名控制室操作人员，连同两名Invensys的工程师一同实施警报管理方案，该方案分为三阶段进行。在第一阶段，Santan/Invensys团队深入地研究了警报系统的性能，制作一份报告。在报告中说明了基线警报系统的性能和基于EEMUA（工程设备和材料的用户协会）最佳实践制定了性能目标，并阐述了系统改进方法。 第二阶段则集中精力进行系统性能改进。此阶段中包括了对警报系统体系和警报合理化的改进、改进后警报系统的执行以及人机交互界面（HMI），能使电厂人员进入警报系统操作和警报记录的可视化界面的改进。 在相关文件中对每个警报信号产生的原因、疏忽警报信号的后果以及必要的补救措施和基本原理都做出了详细叙述。文件中还对工作过程做出了详细规定，指导操作人员、技术人员和工程师的工作。设计和合理化过程中考虑到了电厂中全部符合警报原理的警报信号。 SRP的警报管理小组将警报信号按照经济因素、安全性、和环境损害烈度进行区分，如有需要，还要对某些信号做出即时反应。优先至前三位的警报信号将直接送至操作人员，前四位的警报信号将报告为继续诊断或修理。根据SRP的最新警报系统原理，前五位的警报信号将被派送达历史记录而非操作人员。 在进行文件制作和合理化过程前，98%的警报信号都以第一位的优先等级进行传送，而仅有2%的其他优先等级。在进行文件制作和合理化过程后，仅有11%的警报信号的优先等级为1，14% 为优先等级2，75%为优先等级3。将最新的优先等级编入负责将警报信号处理至恰当位置的I/A系列系统中。 结果 Santan电站的9个机组在实行了专门的警报系统后，大大降低了警报频率。先前，需要2个人历时4个小时的工作才能启动的电厂，现在仅需1人便可在不到2小时的时间内启动了。 控制室操作人Rees Scott说：“现在，我们只需要集中精力处理各具体警报信号就可以了，无需一味点击确认按钮。这样我们就节约了更多的时间，可以专注于改善机组的性能，而不用再忙于停止噪音了。” 除了工作得到“最大程度简化”外，消除了无效警报信号后，操作人员就有更多的时间以积极的方式来提高电厂的工作效率。警报信号除了能报告故障外，还能为操作人员指示提高电厂运行效率的机会，例如，通过降低加热速度。 Invensys警报系统在Navajo电站的应用结果更为惊人。警报管理小组对电厂警报系统原理进行了合理化配置，并将1号机组的警报信号按照EEMUA标准进行了划分，结果减少了44%的配置警报信号。经过合理化处理后的警报信号在SRPNavajo电站的SimSci-Esscor®电厂模拟装置得到了应用。Navajo正在利用该模拟装置对操作人员进行最新警报系统和电厂警报理论的培训。模拟装置模仿电厂的实际运作，在做出改进前，对最新警报系统设计进行作用预测。运行系统预定将于2007年秋季实际实施。 在1号机组项目完成后，将对其余的两台机组和漆刷器重复执行同一程序。 第三阶段中，继续对警报系统进行优化，更大程度的减少警报信号的产生。SRP警报管理小组称：“第二阶段将实施更先进的报警系统，此报警系统将专门针对减少大量的警报信号”。 结论 众所周知，无效警报信号的处理会占用操作人员大部分工作时间与精力，是导致工作效率低下的主要原因。安全方面的专家认为，如果操作人员对警报信号习以为常，不急于立即采取措施，就会导致“漠视”态度。 事实证明，SRP在警报管理系统方面的重大投资具有重大的经济意义，因为该系统不仅能够减低不必要警报信号产生机率，也能够缩短启动时间和基本性能改进所用的时间。 SRP的优势如下： -在Santan发电站，原来需要两个操作人员历时4小时的电厂启动工作，现在仅需1个操作人员在不到两小时的时间内就能办到。 -在Santan发电站的6台机组上，减少并删除了39.8%的配置警报信号，对剩下的警报信号按照EEMUA指南191进行了合理化配置。 -在Navajo发电站的1号机组上，减少了44%的配置警报信号，并对剩下的警报信号按照EEMUA指南191进行了合理化配置。