第一篇：浅谈火电及核电DCS
浅谈国内火电DCS与核电DCS的异同
企业： 北京广利核系统工程有限公司领域： DCS
日期： 202_-03-05 点击数： 4852
摘要：DCS控制系统是随着现代工业生产自动化的不断发展和自动化控制需求不断提高应运而生的综合控制系统。不论是火力发电厂还是核能发电厂随着DCS系统的不断完善，基本在上世纪末期普遍采用DCS控制系统取代了传统的模拟仪表控制系统及PLC等控制系统。核电DCS与火电DCS由于控制对象的不同而各有特点。
关键词：DCS；超临界机组；压水堆
引言
1975年美国Honeywell公司推出了第一套DCS系统：TDCS-202_。经过多年的发展，当前全球约有数百家厂商推出了千余种DCS系统，广泛应用于电力、石化、冶金等工控领域。世界上第一座火力发电厂是1875年在法国巴黎建成的，距今有130多年的历史。第一座核电站是奥布尼斯克(Obninsk)核电站，于1954年在前苏联卡卢加州开始运行，距今有50多年的历史。到上世纪末期DCS系统逐渐成熟后，火电厂和核电厂的仪控系统开始普遍采用DCS。
火力发电厂生产过程：煤等化石燃料在锅炉炉膛中燃烧加热水冷壁里的水使之变为蒸汽，锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，汽轮机旋转带动发电机发电。核能发电厂(压水堆)的生产过程：反应堆中的核燃料经过核裂变反应产生热量来加热一回路的水，一回路的给水在蒸汽发生器中将热量传给二回路的给水使之转化为蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，从而带动发电机发电。这个过程与火力发电厂相似，因此核反应堆也被称为“核锅炉”。由于燃煤锅炉与核锅炉有着不同的能量转换特性，也就注定了火电DCS与核电DCS有着不同的特点。DCS系统的基本特点
2.1 高可靠性
由于DCS将系统控制功能分散在不同的计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
2.2 开放性
DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中断开，几乎不影响系统其他计算机的工作。开放性另一方面表现在，当前主流的DCS产品几乎都可以通过组态直接无缝集成第三方系统和设备，无需更改系统程序。
2.3 灵活性
通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系，从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。
2.4 易于维护
功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。2.5 协调性
各工作站之间通过通信网络传输各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。
2.6 控制功能齐全
控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。
火电DCS的侧重点
以超临界百万火电机组为代表进行介绍。水的临界状态参数为22.12MPa，374.15℃，当机组主蒸汽压力参数高于这一临界状态参数时，通常称为超临界参数机组。对于超超临界参数，目前国际上尚无标准明确界定是多少，国内863课题把机组主蒸汽压力为25MPa以上、主蒸汽温度达580℃以上时，称其为超超临界机组。截止到202_年10月份，国内已经商运的百万超临界火电机组就达到了64台，这些机组的热控系统采用了四个厂家的DCS，其中采用西屋OVATION系统的44台、采用西门子SPPA-T3000系统的18台、采用和利时HOLLiASMACS系统的1台、采用国电智深EDPF-NT+系统的1台。综合以上四家的仪控系统，总结出当前国内百万火电机组DCS系统具有以下特点。
3.1 管控一体化成趋势
常规火电厂按工艺生产流程分为单元机组部分、机组公用部分、电厂辅网部分，与之配套的传统DCS也主要应用于这三块主要生产流程上。而近年来，随着计算机网络技术、数据安全和容错技术、模型仿真技术、实时数据库技术不断提高和电厂经营管理需求的不断提高，火电厂DCS系统已经从单纯的生产过程控制系统逐渐演变为以集生产过程控制系统(DCS)、生产管理系统、经营管理系统于一体的火电厂数字化系统，暨管控一体化系统，如图1所示。在当前的火电DCS市场上，除了最基本的生产过程监控系统之外，DCS厂商还要提供客户集生产管理、经营管理、资产管理等于一身的全方位一体化控制系统(或留有与厂级数字网的通讯接口)。
图1 火电厂管控一体化示意图
3.2 仪控系统结构及子系统分类基本一致
常规火电单元机组为一套仪控系统，按工艺分为炉、机、电三部分，按功能分为DAS（Data Acquisition System 数据采集系统）、MCS（Modular Control System 模拟量控制系统）、SCS（Sequence Control System 顺序控制系统）、FSSS（FurnaceSafeguard Supervisory System 炉膛安全监控系统）、ECS（ElectroControl System 电气控制系统）、DEH（Digital Electro-HydraulicControl System 数字式电液控制系统）、BPCS（By-pass ControlSystem 旁路控制系统）、MEH（Boiler Feedpump Turbine ControlSystem 给水泵汽轮机数字式电液控制系统）、ETS（EmergencyTrip System 紧急停机系统）、TSI（Turbine SupervisoryInstrumentation 汽轮机监控仪表）等，以上多数功能都集中在一套DCS系统中实现，只有FSSS、DEH、ETS、TSI设置独立的监控系统。而近年来随着DCS系统可靠性和开放性的不断提高，有些机组的FSSS和DEH功能也纳入了DCS系统中，一般只保留ETS、TSI为独立的监控系统。
3.3 采用的控制算法先进
相当一部分先进的控制算法、控制模式已经应用到火电厂的自动化控制过程中。
（1）AGC自动发电控制(Automatic Generation Control)
自动发电控制(简称AGC)是现代电网控制的一项基本和重要功能，是建立在电网调度自动化能量管理系统(简称EMS)与发电机协调控制系统(简称CCS)间闭环控制的一种先进的技术手段。AGC能控制机组自动响应电网调度发出的负荷指令，结合一次调频功能自动控制机组有功功率的增减，使电网频率维持稳定，同时使得发电和用电达到平衡。AGC提出虽已有10年时间，但前期应用自动化程度很不理想，近年来随着CCS功能的不断完善，使得AGC才开始名符其实。上海外高桥三期百万机组AGC应用是很成功的，另外，机组CCS功能还设置了热控智能保护，此项功能在不降低现有保护可靠性的同时还减少了机组误动和拒动的次数。
（2）FCB快速甩负荷(Fast Cut Back)
202_年3月，上海外高桥三厂百万机组分别完成了75%和100%负荷的FCB功能试验。试验时，控制人员未做任何干预，事先未采取任何预防措施，仅依靠自动控制系统良好的协调控制能力，使机组做到全甩供电负荷时，发电机带厂用电，锅炉和汽轮机运行平稳，真正实现了孤岛运行。202_年6月宁夏宁东电厂#2机组(660MW)100%额定功率快速甩负荷试验成功。机组FCB试验成功，表明机组主机设备、辅机设备、仪控DCS系统已经达到相当高的水平。试验显示：FCB功能不仅能显著提高电厂运行的安全系数，还大大增强了电力系统的安全性和稳定性。
（3）优化控制
由于当前电力市场的峰谷差日益增大，百万机组也要参与电网调峰，如某DCS在提高机组负荷的快速响应能力上就进行了控制优化，具体采用以下措施：①电网负荷指令变化后，调整汽轮机机前压力设定值，从而提高负荷的初始响应速度；②将给水量和燃烧率的相互作用减小，增加焓值调整和机组调整的稳定性；③采用负荷或分离器压力校正调节参数，用变参数调节来提高调节品质。核电DCS的侧重点
我国核电站经过30多年的发展，目前在进入商运的机组有11台，分布在秦山(5台)、大亚湾(2台)、田湾(2台)、岭澳(2台)。我国引进二代堆技术(法国M310)加以改进，形成了二代加压水堆CPR1000及CP1000(这两种堆型同宗同源，除燃料组件数目不一致外，主要结构基本一致)，同时我国也直接引进了三代堆技术AP1000和EPR。这四种堆型在我国都有项目在实施，会成为我国一定时间内的主流堆型。这四种堆型结构不同，所以他们采用的DCS仪控系统也不相同。本文提及的核电DCS选取AP1000、EPR、CPR1000这三种堆型采用的仪控系统为例。相比火电DCS，核电DCS具有以下不同之处。
4.1 核电厂DCS安全级别并非只有一类各国对核电仪控系统的安全级别分类并不统一，其中美国只有核安全级和非安全级，但是欧洲却将仪控系统分为A、B、C三个等级，目前我国核电仪控系统参照美国的做法也分为两类。无论是三代堆AP1000和EPR，还是自我改善的二代加压水堆(CPR1000、CP1000)，这几种堆型的核电厂DCS都包括以下部分，即核岛DCS、常规岛DCS和BOP(Balance of Plant)。核岛DCS主体属于安全级设备范畴，常规岛DCS和BOP属于非安全级设备范畴。
4.2 核电厂DCS系统结构多样
AP1000压水堆采用的仪控系统是西屋公司的Common Q+OVATION平台；EPR压水堆采用的仪控系统是西门子的TXS+TXP平台；CPR1000压水堆采用的仪控系统是三菱公司与和利时公司提供的MELTAC-Nplus R3+HOLLYSYS N平台，CP1000压水堆采用的仪控系统是INVENSYS公司提供的TRICON+I/A平台，下面对前三种平台进行详解。
（1）AP1000采用Common Q+OVATION平台，核岛DCS采用Common Q平台，常规岛DCS采用OVATION平台，整套DCS包括8大子系统：OCS（Operation and Control Centers System 运行与控制中心系统）、DDS（Data Display and Processing System 数据显示与处理系统）、PMS（Protection and Safety Monitoring System保护与安全监督系统）、PLS（Plant Control System 电站控制系统）、TOS（Turbine Control System 汽轮机控制与诊断系统）、IIS（Incore Instrumentation System 堆芯测量系统）、SMS9SpecialMonitoring System 专用监测系统0、DAS（Diverse ActuationSystem 多样化驱动系统)。系统结构如图2所示。
图2 AP1000仪控系统示意图
（2）EPR采用西门子公司的TXS+TXP平台，核岛DCS采用TXS平台，常规岛DCS采用TXP平台，整套DCS包括8大子系统：PICS（Process Information and Control Centers System 过程信息和控制系统）、SICS（Safety Information and Control Centers System安全信息和控制系统）、PAS（Process Automation System 过程自动化系统）、RCSL（Reactor Control,Surveillance and LimitationSystem 反应堆控制监督和限制系统）、PS（Protection System保护系统）、TPCS（Turbine Protection and Control System 汽轮机保护和控制系统）、SAS（Safety Automation System 安全自动化系统）、PACS（Priority and Actuator Control System 优先级和执行器控制系统）。系统结构如图3所示。
图3 EPR仪控系统示意图
（3）CPR1000采用MELTAC-Nplus R3+HOLLYSYS N平台，核岛DCS采用MELTAC-Nplus R3平台，常规岛DCS采用HOLLYSYS N平台，核岛DCS系统主要包括：RPC（ReactorProtection Cabinet 反应堆保护系统）、ESFAC（Engineered SafetyFeatures Actuation Cabinet 专设安全驱动系统）、SLC（SafetyLogic Cabinet 安全逻辑机柜系统）、RPCC（Reactor PowerControl Cabinet 反应堆功率控制柜系统）、CCMS（Core CoolingMonitoring System Cabinet 堆芯冷却监测系统）、SR（SafetyRelated Cabinet 安全相关系统）。常规岛中汽轮机本体监控采用ALSTOM公司的专用系统TGS，其它的汽轮机辅机和电气监控采用一套整体MACS系统。系统结构如图4所示。
4.3 核电DCS中的常规岛仪控系统更可靠
（1）常规岛重要的联锁保护功能由两个冗余的独立回路实现。这两个回路，从信号源到保护信号的输出都是互为冗余、相互独立，分布在不同的机柜控制器内，相关的I/O冗余通道也是分布在不同的机柜控制器内。可靠性上考虑宁拒动勿误动时，两回路串联输出；可靠性上考虑宁误动勿拒动时，两回路并联输出。
（2）对于一些重要的输出，在信号测量、控制器处理、执行单元三个环节均进行了交叉冗余设置，只要同一个环节上不同时出现故障，这个保护回路就可以正常工作。这种设计是非常可靠的。在火电厂，一般只有汽轮机保护回路才采取这样的配置，所以核电站的设计对控制的可靠性要求比火电厂要高得多。
图4 CPR1000仪控系统示意图
4.4 功能设计上更可靠
为保证核电站安全、稳定、经济运行，核电DCS设计时必须遵循以下原则：单一故障原则、独立性原则、多样化原则、冗余性原则、故障安全原则、共模故障最小原则和经济运行原则。两者的区
别火电机组DCS与核电机组DCS比较不是同一层面的比较，而是多方位多角度存在差异，本文仅狭义地比较DCS本身的差异：
5.1 DCS设计标准不同
（1）火电DCS设计遵循及参考的主要标准规程包括：
电力部标准系列，如《中华人民共和国电力行业标准》(DL/T 5210.4-2009R热工仪表及控制装置)、《火力发电厂热工控制系统设计技术规定》(DL/T 5175-202_)、《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》等；
国际电工委员会标准类IEC系列，如《信息技术设备的安全要求》(IEC 60950)等；
美国仪器学会标准类ISA系列，如《数字处理计算机硬件测试》(ISA RP55.1)等；
美国科学仪器制造商协会标准类SAMA系列，如《仪表和控制系统的功能图表示法》(SAMA PMC 22.1)等；
美国电子和电气工程师学会标准类IEEE系列，如《电厂分布式数字控制和监视导则》(IEEE 1046-)等；
美国电子工业协会标准类EIA系列，如《数字终端设备与使用串行二进制数据进行数据交换的数据通讯设备之间的接口》(EIA RS-485)等；
（2）核电DCS设计遵循及参考的主要标准规程包括：
核安全法规类HAF系列，如《核电厂质量保证安全规定》(HAF003)、《核电厂设计安全规定》(HAF102)等；
核安全导则类HAD系列，如《核电厂质量保证大纲的制定》(HAD003/01)、《核电厂安全有关仪表和控制系统》(HAD102/16)等；
国际原子能机构标准类IAEA系列，如《核动力厂安全重要仪表控制系统》(IAEA-NS-G-1.3)等；
国际电工委员会标准类IEC系列，如《核电厂安全系统用计算机软件》(IEC 60880)等；
国家标准类GB系列，如《核反应堆保护系统安全准则》(GB403)、《核电厂仪表和控制系统及其供电设备安全分级》(GB/T15474)等；
美国电子和电气工程师学会标准类IEEE系列，如《数字计算机系统应用于核电站安全系统准则》(IEEE 7-4.3.2)等；
法国标准RCC系列，如《反应堆核电站核岛电气设备设计和建造规则》(RCC-E)等；
5.2 仪控设备安全级别不同
核电仪控设备按用途和功能分为安全级(1E)和非安全级(NC)两大类。在发生事故时和事故后为保护公众所需的所有仪控设备为安全级，安全级以外的设备属于非安全级。按此标准，核电DCS包括安全级DCS设备和非安全级DCS设备，而火电DCS只包括非安全级DCS设备。
5.3 系统体系结构不同
火电站一个单元机组DCS采用炉、机、电一体化控制。核电站一个单元机组分为三个子系统：核岛DCS(1E级)、常规岛DCS(NC级)、辅控岛BOP-DCS(NC级)。结束语
根据日本福岛事故后核电安全检察结果，即将出台的《核电安全规划》提出，国内未来新上核电项目要按照国际先进标准设计下一代核电站，在核电技术设备上要全面引进包括AP1000（美国西屋公司独创的先进非能动压水堆）和EPR（法国阿海法公司研发的欧洲压水堆）在内的第三代核电技术，同时要求尽量新上大容量设备，安全指标和质量标准均比《核电中长期发展计划》要求更高。另外从能源地理结构上看，近期我国东部将限制火电审批，将以核能发电取而代之，“十二五”期间将形成山西等五大综合能源基地加上中东部以兴建核电为主的“5+1”能源格局。所以，核电和火电在我国当前的能源结构都是不可缺少的，与之配套的火电DCS与核电DCS也将互相借鉴、取长补短、共同获得良好的发展。
第二篇：核电、火电耐热钢
核电、火电耐热钢
一、发展历程
当今社会对于能源的需求与日俱增，为此需要修建大量的核电或者火力发电厂，而这些发电厂内部结构使用的钢材，对于设备的正常安全运行以及提高发电效率都具有很重要的作用。
最早在锅炉和加热炉中使用的材料是低碳钢，使用的温度一般在200℃左右，压力仅为0.8MPa。直到现在使用的锅炉用低碳钢，如20g，使用温度也不超过450℃，工作压力不超过6MPa。随着各类动力装置的使用温度不断提高，核电与火电的装机容量越来越大，工作压力迅速增加，现代耐热钢的使用温度已高达700℃，使用的环境也变得更加复杂与苛刻。现在，耐热钢的使用温度范围为200～1300℃，工作压力为几兆帕到几十兆帕，工作环境从单纯的氧化气氛，发展到硫化气氛、混合气氛以及熔盐和液金属等更复杂的环境。为了适应各种工作条件不断发展的要求，耐热钢也在不断地发展。从最早期的低碳钢、低合金钢，到成分复杂的、多元合金化的高合金耐热钢。
耐热钢在本世纪 20-30年代首先被电力工业用于提高蒸汽循环的温度和压力，二战后，铁索体、奥氏体耐热钢获得很大的发展。在发展的初期，西方各国就制订了耐热铸钢标准，确立了自己的领先地位。50年代，锅炉用的耐热钢主要是低合金铁素体钢 2.25Cr-1Mo和奥氏体不锈钢TP 3O4H、TP347H，其后，耐热钢的研究重点更多地在于加深对已有耐热钢在冶金、生产和加工控制方面的理解。其中，在1949年，前苏联建造了第一台超超临界的火力发电设备，引发了西方各国的仿制，但由于缺乏高性能耐热钢，西方建造的超超临界设备只能降温到超临界温度运行，缺乏燃料经济性。之后，由于不同的原因，超临界温度以上的高蒸汽参数机组的发展在70年代曾经受阻，但在80年代初期，世界各国开始重新审视超临界机组的可靠性问题。80年代后期，日、美、苏、德、法等国已着手研制开发可实际运行的超超临界机组(USC)，并制定了超超临界机组的两步发展计划。近年来．日本、美国、英国，丹麦以NF616、HCMi 2 A、TBI2M等新一代9～12 Cr钢为对象，制定了国际共同研究计划，并由丹麦的ELSAM电力公司在97年装机试用，这一计划的实现必将加速新一代高热强性铁素体钢的商业化进程。
中国目前是世界上发电机组装机容量仅此于美国的第二大国，因此对于耐热钢的需求是很大的，然而，目前我国的耐热钢产业不论是规模或者是技术深度方面都不如西方国家，绝大部分的耐热钢都依赖于进口。那么是什么原因呢？简单回顾一下我们国家耐热钢的发展历史便会不难发现。O年代初期，我国自行研制超高压机组时，确定了不采用奥氏体钢的方向。由于12 Cr 1MoV钢已不能满足需要，有关单位联合协作，以冶金部钢铁研究院为主，利用以W代Mo、多元复合强化的原理，成功地开发了102钢，对我国发展高参数的发电机组起了重要的作用。后来由于各种客观原因，对102钢的完善以及再开发停滞了。在从美国引进亚临界参数的锅炉时，虽然争取到可以使用102钢，但因国内冶金工业条件所限，不得不将小口径厚壁102钢管移至日本生产，以得到长度、性能、表面质量都优于国产的厚壁管。到了1981年，引进了第一套超临界火电机组设备，直到1987年，才建立了我们国家的第一个耐热铸钢国家标准，总体来说，我们国家耐热钢的发展基本上也是重复了别的国家走过的路，但我们也有创新的地方。90年代日本住友金属开发了HCM2S，并已列入ASME规范，该公司钢管负责人曾说，HCM2S钢 的成分配比是基于中国以W代Mo的原理，但其性能全面优于102钢。因此，以HCM2S代替102钢，改进后的9～l2Cr钢可以代替部分奥氏体钢，在锅炉受热面的高温区采用少量的 Super 304H，不但提高了亚临界参数锅炉材料的可靠性，而且可以实现向超临界压力机组24 MP a，566 /566摄氏度的过渡。虽然最终得到的不是自己发明的东西，但是也证明了我们拥有实力，需要的只是时间。202_年，国产超临界火电机组成功运行，202_年，国产超超临界机组也顺利运行，一系列的成就说明我国的耐热钢产业正在赶超世界先进水平的道路上快速发展。
对比西方和中国的发展不难发现两者的差别，国外耐热钢的研究开发注重成分配比、试材制造、性能评价、工艺试验、装机验证、纳入标准一体化。并由钢材制造商、锅炉制造商和电力公司共同完成。新开发的钢材会尽快在大型机组上使用验证，为新材料的商业化提供了可靠性的依据。而在我国，研究开发的任务通常都是高校的相关教师来承担，相关企业不愿意将钱投入到新型耐热钢材料的研发中。学校的教师受困于划拨的的科研经费以及相关实验设施的不完善，因此导致我国新型耐热钢材料研发的进度相对比较缓慢。所以，相比较而言，西方耐热钢产业的发展叫我国而言具有相当明显的优势。
二、性能要求
一种材料所应该具备的性能取决于这种材料所处的环境，对于核电和火电耐热钢，他们所处的高温、高压同时伴随各种杂质微粒的环境决定了他们必须具备一定的特殊性能才在确保在这样的环境中正常工作。所以，他们必须能够抗腐蚀、抗氧化以及在高温下保持良好的强热性。
抗腐蚀性（即化学稳定性）：火电厂热力设备用钢需要具有较高的化学稳定性，即腐蚀性能。锅炉设备中过热器管和水冷壁管等受热面管子，在运行过程中其外壁直接与高温火焰和具有腐蚀性的烟气相接触，其内壁与汽、水相接触，因而受热面管子会产生腐蚀现象。汽轮机中的许多零部件也是在与腐蚀性介质相接触的条件下长期运行的，也有一个腐蚀的问题。特别是汽轮机叶片，工作时转速很高，又与蒸汽介质直接接触，不仅要受到蒸汽的锈蚀和冲蚀，还可能产生应力腐蚀和腐蚀疲劳，引起损坏。
核电火电耐热钢中腐蚀的基本形式有蒸汽腐蚀、烟气腐蚀、垢下腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀、苛性脆化、高温硫化腐蚀、高温氮化腐蚀、高温碳化腐蚀、高温氢腐蚀高温热腐蚀等等，所以，用于电厂的耐热钢会受到各种各样的腐蚀，对于他们的性能提出了很高的要求。
抗氧化性：由于大多数金属在高温下其氧化物的自由能低于纯金属，所以都能自发地被氧化腐蚀。耐热钢中的金属Fe和氧的亲和力大，当氧在Fe晶格内溶解度达到饱和时，就在耐热钢表面上形成氧化物。一旦形成了氧化膜，氧化过程的继续进行将取决于两个因素：（a）界面反应速度，包括Fe/氧化物界面及氧化物/高温气体两个界面上的反应速度；（b）参加反应的物质通过氧化膜的扩散速度。在一般情况下，当耐热钢的表面与氧起始反应生产极薄的氧化膜时，界面反应起主导作用，即界面反应是氧化膜生成的控制因素。但随着氧化膜的生长增后，扩散过程将逐渐起着越来越重要的作用，成为继续氧化的控制因素。耐热钢表面形成的氧化膜一般是固态，但是根据氧化膜的性质不同，在较高温度下，有些耐热钢的氧化物是液态，甚至是气态
铁的氧化物有氧化铁、氧化亚铁和四氧化三铁三种。氧化亚铁结构疏松，原子容易通过亚铁层。氧离子由表向里扩散，而铁离子由里向外扩散，不断被氧化。冷却时，氧化亚铁要分解发生相变，有一定的应力，并且和基体结合力弱，因此氧化皮容易剥落。而其他两种氧化物结构比较致密，与基体的结合紧密。铁和氧形成的氧化膜结构与温度有关，当温度在570摄氏度以下时，氧化膜由氧化铁和四氧化三铁组成，高于570时，氧化膜则由这三种氧化物组成，所以，当温度高于570摄氏度时，由于氧化亚铁的原因，铁的氧化过程会大大加快，造成零件的失效或者机组的报废。所以，这就要求耐热钢在高温下具备良好的抗氧化性。
热强性：热强性就是材料在高温状态下仍能保持自身一定强度的性能，金属零件在高温下长时间承受负荷时，有可能会出现两种情况的失效：一种是在远低于抗拉强度的应力作用下，抗拉强度与塑性会随载荷持续时间的增长而显著降低，发生断裂；另一种是在工作应力低于屈服强度的情况下，工件会连续而缓慢的发生塑性变形而导致失效。如蒸汽锅炉及化工设备中的一些高温高压管道，在长期的使用中，会产生缓慢而连续的塑性变形，使管径越来越大。这就是说金属在高温下的力学性能及力学行为和温度及时间密切相关，或者说温度和时间对材料的高温性能有很大的影响。所以钢的热强性能指标的表达方式有其特殊性。
热强性的主要性能指标有蠕变极限、持久强度、高温疲劳强度、持久寿命以及应力松弛等。
三、组织形貌特点
先了解一下耐热钢的分类，主要为以下几类：奥氏体型耐热钢、珠光体型耐热钢（也称为珠光体-铁素体耐热钢）、马氏体型耐热钢、沉淀硬化型耐热钢、铁素体型耐热钢。
各种耐热钢的组织及其用途为（1）铁素体耐热钢中的合金元素为Cr：12~28%，少量的Si、Al、Ti。典型牌号有0C6r13Al、10Cr17、16Cr25N，主要用于燃烧室、喷嘴等，使用时的组织为铁素体。
（2）珠光体耐热钢（即珠光体-铁素体耐热钢）中合金元素含量不超过5~7%，属低合金钢，典型牌号为15CrMo、12Cr1MoV、17CrMo1V等，用于工作温度350~670℃下的锅炉管、汽包和气轮机的紧固件、主轴、叶轮等，组织在正火+高温回火后为铁素体+珠光体或贝氏体。
（3）马氏体耐热钢中合金元素主要为Cr：12%，还可加入W、Mo、V、Si，典型牌号有12Cr13、14Cr11MoV、15Cr12NiWMoV、40Cr10Si2Mo等，用于工作温度475~540℃下的气轮机的叶片、螺栓、内燃机的进、排汽阀等，组织在淬火+高温回火后为回火索氏体
（4）奥氏体耐热钢中主要含有较多扩大和稳定奥氏体的合金元素，由18-8型钢演变而来，典型牌号有022Cr19Ni10、07Cr18Ni11Ti、45Cr14Ni14W2Mo、20Cr25Ni20等通常用于工作温度600℃以上，强度要求不高的耐热受力件，高温炉中部件、汽阀等，组织为固溶，奥氏体+M23C6。
（5）沉淀硬化型耐热钢主要包括马氏体型沉淀硬化型，代表性钢号为0Cr17Ni4Cu4Nb、奥氏体-马氏体沉淀硬化型，代表型钢号为0Cr17Ni7Al/0Cr15Ni7Mo2Al，以及奥氏体沉淀硬化型，代表型钢号为0Cr15Ni25Ti2MoV13。
四、强化机制
通常情况下，强化所针对的都是某项性能而言的，对于耐热钢，强化针对的是之前提到的三个主要性能指标：抗氧化性、抗腐蚀性和热强性。
抗氧化性不是说在高温条件下不被氧化，而是指在高温下迅速氧化，但在氧化后能在金属表面形成一层连续致密的，并能牢固附着在金属表面的氧化薄膜，这层薄膜起到隔绝氧气与金属基体接触的作用，防止金属被继续氧化。这样的膜需要具备三个条件：连续、致密和牢固。不连续就不能覆盖金属表面，不致密就不能组织原子的扩散，不牢固就容易剥落。强化金属的抗氧化性可以从多个角度来进行，这里就仅以合金化角度来看。
（1）加入合金元素铬、铝、硅，提高钢氧化膜稳定性。这些合金元素可以融入氧化膜形成固溶体，使氧化膜获得固溶强化，增加其稳定性，同时，它们三者还可以提高氧化亚铁出现的温度，同样可以改善氧化膜的稳定性。（2）加入铬、铝、硅、钛等元素时在氧化过程中，由于铁离子的消耗，而它们的氧化物比较稳定，会使氧化物底层逐渐富集为稳定氧化物的膜层，形成以合金元素氧化物为主的氧化膜，如氧化铝、二氧化硅和三氧化二铬。这些致密的氧化膜有限地阻止了铁、氧原子的扩散，所以大大地提高了钢的抗氧化性。在实际应用中，如果在耐热钢中加入复合加入上述元素，它们能形成互容的氧化物，那么钢的抗氧化性会更好。
抗腐蚀性指的是金属耐腐蚀的能力，按照腐蚀的原理可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。腐蚀形式主要有均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀和穿晶腐蚀。常用的提高抗腐蚀性能力的方法主要有保护层防腐、阴极保护、降低腐蚀介质的浓度等。最根本的方法是在钢中加入合金元素以提高钢的抗氧化性能和抗电化学府蚀的能力。加入合金元素后,提高钢的耐腐蚀性能的途径主要有三个方面：
（1）使钢的表面生成一层致密的氧化模。钢的抗氧化能力决定于氧化膜的致密程度，实践证明，钢中加入铬、硅、铝后所生成的、、是比较致密的，本身的硬度也比较高，能隔绝金属与氧接触．避免钢继续被腐蚀，起到保护作用。这三种元素中以铬的影响最大，铬的氧化膜致密程度最高，保护作用最好。
（2）提高钢的电极电位。
普通的钢电极电位很低，抗电化学腐蚀的能力差。为了提高钢的抗电化学腐蚀的能力．必须提高钢的电极电位。实践近明：铬溶于钢中形成固溶体时，钢的耐腐蚀性能可以大大提高。当含铬量超过11．7％时，钢的电极电位有一突变，即由负变正，达到有较好的抗电化学腐蚀的能力。
（3）使钢的组织形成单相固溶体，如单相的铁素体或奥氏体，能进一步提高抗电化学腐蚀的能力。为了形成单相的铁素体，一般加入缩小奥氏体区域的元素，如铬、硅、钼、钛、铌等；为了形成单相的奥氏体，一般加入扩大奥氏体区域的元素，如镍、锰、氮、铜等。奥氏体钢比铁素体钢具有更高的韧性、较好的塑性及冷变形能力，加热时晶粒长大倾向较小。合金化是提高钢材的耐腐蚀性能最根本的方法，常用的合金元素有铬、镍、锰、氮、硅、钼、钛、铌、铜、钴等。
热强性强化的基本原理是提高金属和合金基体的原子结合力，具有对抗蠕变有利的组织结构。具体的途径主要有基体强化（固溶体强化）、晶界强化、热处理强化和弥散相强化。具体为：
（1）低合金耐热钢管的组织是以固溶体为基体的。提高固溶体的强度，增加固溶体的组织稳定性，都能有效地提高耐热钢的高温性能。加入合金元素，以增加原子之间的结合力，可使固溶体强化。外来原子溶入固溶体使晶格畸变，也能提高强度；有些元素能提高再结晶温度，延缓再结晶过程的进行，从而组织的稳定性，也同样能提高强度。通常用于强化固溶体的合金元素有铬、钼、钨、锰、铌等。
（2）增加晶界的强度，是提高耐热钢高温强度需要研究的重要课题之一。晶界强度在高温时降低的速度较快。晶界强度降低后，晶界易产生裂纹以致断裂破坏。耐热钢中加入微量的硼或锆或稀土元素后，可以提高晶界的强度。目前，主要用硼元素来强化晶界。实践证明，如果硼和钛或铌一起加入钢中，则强化晶界的效果更为显著。
（3）金属基体上分布着细小的第二相质点，能有效地阻止位错的运动，而提高强度。对于高温合金来说，这种强化机制的效果主要取决于弥散相质点的性质、大小、分布及在高温下的稳定性。获得弥散相的方法有直接加入难容质点和时效析出。对于不同的合金，时效析出的弥散相是不同的，他们大多是各种类型的碳化物和金属间化合物。在钼钢、钒钢中加入少量的铌和钽元素，可以使它们各自的碳化物的成分复杂化，稳定性更好，使强化效果能保持到更高的温度。
（4）对耐热钢进行热处理一方面可以获得需要的晶粒度，另一方面可以改善强化相的分布状态，调整基体与强化项的成分。因为钢的显微组织对热强钢的蠕变强度有很大影响。
五、合金化原理
耐热钢中常用的合金元素有铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）、钨（W）、钒（V）、硅（Si）、铝（Al）、钛（Ti）、铌（Nb）、硼（B）、钴（Co）、锰（Mn）、碳（C）、氮（N）、稀土（Re）、铜（Cu）、铁（Fe）等。磷和硫一般为有害的杂质元素。铬、铝、硅和稀土元素能提高耐热钢的抗氧化性能。铬、钼、钨、钒、钛、铌、钴、硼、稀土等能提高或改善耐热钢的热强性。铁为耐热钢的基本元素。镍和锰的作用主要是获得奥氏体组织。下面分别介绍一下主要合金元素在耐热钢中的作用。
（1）铬是耐热钢中抗高温氧化和抗高温腐蚀的主要元素，并能提高耐热钢的热强性。耐热钢的抗高温腐蚀性能与其含铬量有一定的关系。因此常用的耐热钢的铬含量应不低于12%。
（2）镍是耐热钢中的重要合金元素之一。为了使钢在室温下获得纯奥氏体组织，其中镍含量不低于25%。但当钢中含有其他合金元素时，为获得纯奥氏体组织，镍含量可适当减少。例如，当钢中含碳量0.1%含碳量为18%时，为了获得钢的纯奥氏体组织，含镍量为8%即可，这就是典型的18-8型奥氏体耐热不锈钢。当钢中含有其他铁素体形成元素时，为获得纯奥氏体组织，含镍量就要增加，如不增加镍含量，或降低镍含量，就会出现双向组织，或出现不稳定的奥氏体组织，冷加工时可能产生相变（奥氏体组织转变为马氏体组织）。
（3）钼为难熔金属，熔点高（2625℃）。对提高耐热钢的热强性有较好的作用。
（4）钨为难熔金属，熔点高（3380℃）。加钨可提高固溶体的热强性。
（5）钒为难溶金属，熔点高（1910℃）钒是提高铁素体型耐热钢的热强性的有
效元素，钒也在奥氏体型耐热钢中获得应用，但凡含量一般在0.3%～0.5%之间。
（6）硅是耐热钢中抗高温腐蚀的有益元素，同时，在钢中加入硅也能改善它在室温条件下工作的性能。耐热钢中的硅含量一般不超过2%。
（7）铝是耐热钢中抗氧化的重要合金元素，耐热钢中的铝含量一般不超过6%。
（8）钛是强碳化物形成元素之一，钼的是防止间接腐蚀。
（9）铌也是强碳化物形成元素，铌的碳化物在高温下十分稳定，只比钛的碳化物略为逊色。由于铌具有良好的热强性，因此铌在体合金耐热钢和高合金耐热钢中获得了广泛的应用。高合金耐热钢中的铌含量一般为1%～2%。
（10）硼与氮和氧都有很强的亲和力，钢中微量硼（0.001%）就可以成培地提高其淬透性。在珠光体耐热钢中，微量硼可以提高钢的高温强度；在奥氏体耐热钢中加入0.025%硼可以提高其抗蠕变性能，但硼含量较高时，其作用相反。加入硼强化晶界对增强耐热钢的持久强度十分重要。硼原子主要分布在晶界上，因此硼对强化晶界起着重要的作用。
（11）钴在奥氏体型耐热钢中的作用与镍的作用类似，在铬镍奥氏体型耐热钢中加钴对提高该钢的耐高温腐蚀性能是有利的。钴是一种稀有而昂贵的金属，应当节约使用。
（12）锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，它使钢形成和稳定奥氏体组织的能力仅次于镍，以锰代镍的耐热钢，有广泛的用途。锰对钢的高温瞬时强度虽有所提高，但对持久强度和蠕变强度则没有什么显著的作用。
（13）碳是钢中不可缺少的元素。碳在钢中的强化作用与它形成的碳化物的成分和结构有着密切的关系，其强化作用也与温度有关。随着温度的升高，由于碳化物的聚集，强化作用有所下降。钢中碳含量增加，会降低钢的塑性和可焊性。因此除强度要求较高的钢中外，一般奥氏体型耐热钢中的碳含量都控制在较低的范围内。
（14）氮作为合金化元素在奥氏体型耐热钢中的作用与碳有些类似。在铬镍奥氏体型耐热钢中含氮可提高钢的热强性，几乎对脆性无影响。其原因可能是由于析出弥散的氮化物所致。
（15）稀土元素对提高耐热钢的抗氧化性能有较明显的作用。稀土元素的氧化物可以增加基体金属与氧化膜之间的附着力，因为稀土氧化物对基体金属有“钉扎”作用。稀土元素对钢的晶粒度细化有一定的作用。稀土元素与氧、硫、磷、氮、氢等的亲和力都很强。是很好的脱氧、去硫和清除其他有害杂质的气体添加剂。稀土元素能提高耐热钢的抗蠕变性能。
第三篇：核电与火电之比较
核电与火电之比较
核电站也称原子能发电站是将原子核裂变释放的核能转变为电能的系统和设备。自从3月11号日本核电站因海啸引发爆炸而靠造成核泄露，核电站的安全再一次引起人们的观注。核电与火电相比有何利弊，火电建设会不会迎来一个高峰期呢，这将拭目以待。现将从以下几个方面比较一下火电与核电。
1、所用的燃料：
核电站的燃料是U235，利用核裂变产生的能量，是核能；火电则是烧煤炭，利用的是燃烧发出的热量，是化学能。
核电站是一种高能量、少耗料的电站。以一座发电量为100万千瓦的电站为例，如果烧煤，每天需耗煤 7000～8000吨左右，一年要消耗200多万吨。若改用核电站，每年只消耗1.5吨裂变铀或钚，一次换料可以满功率连续运行一年。其成本是每度电0.3元，平均7000小时的年可发电小时数，近100%的能源利用效率，核电可以说是最经济、最高效的发电方式，同时也可以大大减少电站燃料的运输和储存问题。此外，核燃料在反应堆内燃烧过程中，同时还能产生出新的核燃料。
煤炭是一种不可再生的化石燃料，总量有限，而且随着石油的枯竭，煤炭将成为重要的化工燃料，作为燃料使用是一种巨大的浪费，所以近几年煤碳价格一直在上涨，这也给不少火电厂造成了很大的压力。
2、所消耗的成本：
核电的建设成本远高于火电，但是发电成本却低于火电。
3、所产生的污染：
从广义来说，都有污染，不过核电因为产生的是核废料，所以比较特殊，第一产生的核废料非常少，第二，核废料的储存很特别，几乎没有人会接触到。所以从人类居住角度而言核电可以算是几乎无污染。而火电理论上是有很大污染的，在中国尤其是，不过因为现在火电都要上脱硫设施的，所以现在新建的火电产生的污染仅仅是二氧化碳一种而已，而二氧化碳则是造成地球温室效应的罪魁祸首。
4、所能达到的规模：
火电现在最大的机组容量大概100万千瓦左右，而核电目前再建的EPR机组能到170万千瓦，所以单机容量而言核电是能远超火电的，原因就在利用的水蒸气的状态不一样，火电的水蒸气的压力和温度远远超过核电，对相应设备的要求太高，所以提高的空间已经很小了。
5、发电过程中的能量转化过程：
核电：核能—水蒸气的内能—汽轮机的动能—电能。
火电：煤的化学能—热能—水吸收热能—汽轮机的动能—电能。
从表面原理看来，核电站与火电站原理一致的是：核电站从二次循环开始，与火电站一样都是利用高温高压蒸汽驱动汽轮机，从而带动发电机发电；不同的是蒸汽产生部分及核电站的一次循环核岛部分。火电站是燃料在锅炉中燃烧从而产生高温高压蒸汽，而核电站是核岛里原子裂变产生的能量加热了一次循环里的液相介质，此介质通过热交换器将热量传递给二次循环系统，在其中产生蒸汽，去驱动汽轮机。两者都是用蒸汽推动汽轮机来做功，但是不同之处在于火电汽轮机的压力和温度都高，进入火电汽轮机的蒸汽是具有很高过热度的过热蒸汽，但是进入核电汽轮机的是低压低温的湿蒸汽，蒸汽的可用焓降仅为火电的65%，汽耗约大一倍。在冷凝器内的相同背压下，排气容积流量约大60%-70%。因此核电站的饱和蒸汽汽轮机与火电站的汽轮机相比，具有一些特点，核电汽轮机组的转速一般取1500转/分钟，是火电机组转速的一半。火电厂饱和蒸汽汽轮机是在湿蒸汽区工作，一般在高压与低压缸之间装有汽水分离再热器，以提高循环效率和减少叶片水蚀。而核电站由于饱和蒸汽汽轮机在事故条件下超速较大，因此在低压缸入口处采用快速关闭截止阀来防止超速。
从以上各方面看核电站是优于火电站的，但是核电站一旦发生泄漏，那将给环境和人类造成的伤害将是长远而巨大的。前苏联80年代发生的切尔诺贝利核电站泄漏一事就影响了全球核电的发展，但随着煤炭价格的上涨，环境污染的加剧，以及核电站自身技术和安全性的提高，各国核电事业加速复兴。截至目前，全球共有31个国家共439 座核电站正在投入运行，核电发电量已经占到总发电量的六分之一。而在我国在运行核电站仅6座，核电装机规模不到总发电装机的五十分之一，远远落后于世界平均水平。在核电站建设停滞了近20年后，我国于202_年重启核电建设，仅08、09年新建机组就相当于目前在运行核电装机的3倍，成为全球核电站建设速度最快的国家之一。我国核电站选址已经超过20处，如果全部利用，等同于近10座三峡电站，是目前核电装机存量的20倍，未来核电成长空间巨大。
镡冬芳
第四篇：广东火电台山核电BOP土建项目毕业实习报告
广东火电台山核电BOP土建项目实习报告
大学毕业前，我非常荣幸参加广东火电台山核电BOP项目（一期）为期一个月左右的工作实习，建筑公司的各级领导对我们的到来也较为重视，对我们进行实习部署以及相关的实习培训，让我们倍感温暖！
由于时间有限，尽管许多东西还没能进一步充分领悟，不过幸好台山核电BOP土建项目（一期）工程较大，现在开工的有HBH(技能培训中心)、HBC(热机修车间与仓库)、HBM(应急指挥中心)、净水厂以及配套设施等多个建筑物和一条3公里长的HGM(廊道)，各个施工阶段都有，让我从平整场地起到基础处理，再到地下室、上部结构等分部分项工程都有了高度的认识及体会。
一个建构筑物要施工方便、技术先进、安全可靠、工期保证等，必须要从场地勘察起，评价场地性质、环境特征和岩土工程条件，让其来指导设计和施工活动。由于台山核电站位于广东地貌区划的崖门—吴川低丘陵地区，东面临广袤的南海，其他三面为高山，西倚北东向分布的低山丘陵、剥蚀残丘和滨海平原区，总的地势呈北，西、南部高、东部低。对本工程影响最大的灾害天气主要有：台风和暴雨。因此核电站要根据工程地质资料要进行场地规划、设计等合理部署，从而进行便利的施工建设，作为土建毕业生的我，下面对土建施工方面进行具体详细的实习总结。
首先从管理方面，对土建项目要有一个系统的工程项目管理组织，常见的形式有直线型、职能制、直线职能制和矩阵式等，究竟选择哪个形式要根据实际工程而定，而矩阵式正是适合如台山核电这样的现代大型工程项目，能根据工程任务的实际情况灵活组建与之相适应的管理，具有较大的机动性和灵活性。工程项目管理的核心任务是控制项目的四大目标（投资、质量、进度、安全），而四大目标贯穿于项目建设的始终，在这动态控制的工程中，随时纠正发生的投资偏差，建立进度控制的措施（组织措施、技术措施、经济措施、合同措施等）和工程质量及安全责任体系。
然后对技术方面而言，需根据工程项目管理组织要求来制定施工组织总设计，包括施工总平面图、施工总进度计划、施工方案等，以便流水施工，确定施工中的劳动、材料、机械设备等的需要量，合理利用施工现场的空间，以确保全面、高质、优质地完成最终的建筑产品。
在实习过程中，自己掌握了场地平整原理，按照场地设计标高来进行土方调配，若天然地基土质不良而无法满足建筑物对地基变形和承载力方面的要求时，需要进行地基处理，方法有预压法、换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压旋喷注浆法等对地基进行加固，要是上部荷载较大或变形要求高时，则采用桩、地下连续墙、沉井等基础形式，检测地基基础的方法有平板载荷试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、低应变法、高应变法、钻芯法、声波投射法、单桩竖向抗压静载试验等，根据检测的结果来推断地基承载力是否符合建筑工程的设计需要。还有学会常用钢筋的链接方法有焊接连接（闪光对焊、电弧焊、点焊）、绑扎连接、机械连接等，钢筋配料和钢筋代换的原则，特别注意钢筋的除锈，在使用钢筋前，应将其表面的油渍、漆污、铁锈等清除干净。模板安装质量要求：1)模板的接缝不应漏浆；在浇筑混凝土前，木模板应浇水湿润，但模板内不应有积水。2)模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷剂，但不得采用影响结构或妨碍装饰工程的隔离剂。3)浇筑混凝土前，模板内的杂物应清理干净。4)对清水混凝土工程及装饰混凝土工程，应使用能达到设计效果的模板，对跨度不小于4m的现浇钢筋混凝土梁、板模板应按设计要求起拱，不得产生影响构件的下沉、裂缝、起砂或起鼓等。
混凝土工程施工包括配料、搅拌、运输、浇筑、养护等施工过程，任一施工过程处理不当都会影响混凝土的施工质量，因此要做好混凝土的施工配合比的换算，确保混凝土运输过程中应保持混凝土的均匀性，运输时间应保证混凝土初凝前浇入模板内捣实完毕，在浇筑混凝土时应注意：1)砼在浇筑前不应发生离析现象；2)浇筑砼时，根据实际情况控制好浇筑砼的下落高度；3)分层浇筑砼确保砼振捣密实；4)浇筑砼如不能连续，应根据情况留设施工缝，宜在结构受剪力较小的部位同时照顾施工方便。对大体积钢筋混凝土结构，通常不允许留施工缝，选用如下浇筑方案：全面分层、分段分层、斜面分层。混凝土初凝前要捣实成型，其方法有振捣法、挤压法、离心法等。混凝土养护常用方法有自然养护、蒸汽养护，在砼强度达到1.2N/mm*2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。防水工程按所用材料的不同，分柔性防水和刚性防水两大类，柔性防水用的是对变形相对不敏感的柔性材料，包括各种卷材和涂膜材料，而刚性防水用的是对变形相对敏感的刚性材料，主要是砂浆和砼材料。工程建设根据防水等级和抗渗等级来选
择防水材料以及施工方法，地下室底板防水多是自粘性的卷材，侧墙防水多是聚氨酯防水涂料，而屋面防水多是高聚物改性沥青防水卷材或合成高分子防水卷材。
在这短暂的实习里，在建筑公司王总、王工及李工的大力关怀和悉心指导下，让我收获颇多，培养了自己土建职业道德素质！通过这次实习，使我能够更好地结合大学四年以来学到的专业知识和实际工程的有机结合，了解一些施工过程中常见的问题和解决思路，同时也发现自己专业知识掌握和认识的一些不足。
毕业前，工作实习使我更加了解建筑工程施工的任务和过程，我将尽量把这次实习所得，灵活运用到即将开始的毕业设计中去，充分展示自我的个人价值和人生价值！同时，我非常渴望7月份大学毕业后，能继续到广东火电台山核电BOP土建项目进行深造！
第五篇：DCS
乙氧基化装置的DCS原先是ROSEMOUNT 的R3老系统,由于以前这套系统在以前被洪水淹没过，除10块处理接口卡外，整个系统几乎全被浸泡于水中，再加上这套系统和现在先进的控制系统相比，也已经很落后，主要备件购买很是昂贵。厂部根据这种情况，决定对系统升级改造，我被安排负责这次升级改造的具体工作，这项工作从202_年5月22日开始正式准备到202_年6月3日开车成功，在这1年多时间的升级改造中，我经历了三次比较大的困难，第一次是在项目资料准备时期，由于我们没有自己的技术人员、没有现成的资料和图纸、没有设计院参与，我靠着自己积累的DCS常识和对几本关于老系统的英文说明书的理解，从老系统中打印出1米多厚的资料来，为这个项目的成功打下了基础；第二次是我和厂家的工程师配合把老系统的程序用新系统的语言编译完成时，厂家工程师的不辞而别，给本来就非常困难的改造工作增添了更多难以想象的困难，我楞是靠着编译程序时的记忆配合另一位工程师把新程序读懂，并一次次进行修改和模拟测试，把项目很艰难的向前推进；第三次就是拆接线工作，由于老系统的接线图纸不全，并且有很多接线改动而无任何标识，我们有时得一根一根把线弄清，我们冒着弄错一根线就可能无法挽回的风险，完美的完成了接线工作。下面我就把整个项目改造的全过程做一个介绍。
一、开工会（202_.5.22）
我们于202_年5月22日与深圳极光公司在**车间召开了开工会，机动部、技术部、工建合洗项目部、乙氧基化车间参加了会议，我代表机动部主持会议，会议中确定了系统的网络结构、操作站的布置；对系统的设备清单做了确认；确定了工作进度、工作范围划分、工程联络方式等。
二、前期准备资料（202_.5.22-5.29）
开工会结束后，我和厂家的工程师积极准备前期资料，主要是把老系统的仪表回路情况、PID参数、软硬件连锁、批量控制程序等从老的计算机里打印出来，这一阶段是这个项目很艰苦的时期，由于是老系统，厂家的工程师也不熟悉，我凭着当时进厂时收集的各种DCS说明书，边学边做，基本上把前期的资料打印完成，另外还提供了我所收集的老系统的各种图纸，我把资料通过邮局寄到深圳，由厂家的另一位软件工程师读懂老程序，然后用CS3000的SEBOL语言来编写新程序。
三、软件的主要编写阶段（202_.5.31-6.22）
在这20天，我配合厂家的软件工程师进行编译程序，软件组态，由于我们刚刚接收这套装置不久，对工艺参数、联锁认识不是很准确，只有靠从老程序里把工艺参数和联锁扒出来，再让工艺人员来检查确认，由于老系统的程序编写很复杂，一个普通的点要15个画面来完成，并且相互交叉，程序和联锁也相互引用穿插，几乎找每一个联锁都得翻阅一遍厚厚的资料，繁重而困难的工作可想而知，程序编译工作很是艰难而缓慢，经过这一阶段的艰苦的工作，软件组态和程序编译工作基本完成。
四、技术培训和软件组态（202_.6.22-7.10）
新系统的技术培训、软件组态培训及操作维护培训在深圳进行，我厂参加培训人员包括车间工艺、仪表等8人，厂方为我厂提供了7台电脑供大家学习，除我以外，我让大家人手一
台电脑，大家学习很认真，劲头也很足，态度也很好，我把学习时间安排的很满，直到最后一天还让大家做了一个模拟工程，在培训期间我组织大家边学边上机练习，不懂的就积极向培训老师请教，取得了不错的效果。培训老师说历届在那培训的人员，我们的学习是最认真的，最后经过19天的组态培训，全部考试合格，并颁发了《CS3000学习成绩合格证书》。
五、系统现场验收调试（202_.8.21-9.5）
（1）现场验收
设备到现场后，我组织开箱验收，确认装箱单和设备完好并组织仪表人员对各种卡件一一测试，对每块I/O卡的通道全部测试。
（3）程序模拟测试
厂家派来软件工程师在我厂经过15天的现场模拟测试，对工艺参数进行了确认，对所有的DI、DO点进行了实际操作，进行了6次生产批次模拟测试，把所有联锁进行了调试和确认，厂家把发现的问题进行修改，有些个别技术问题记录下来，继续研究解决。
六、施工前准备（202_.5.4-5.17）
此时得知厂家的参加这个项目的软件工程师辞职的消息，我更是非常担心，按照厂里要求，我积极联系厂家，把厂里对此次DCS改造的重视和担心反馈给厂家，通过我们的努力和使压，厂家派另一位工程师在4月27号来我厂，对DCS改造做施工前准备工作。
硬件方面：我和另外一名厂家工程师协商，先把三个新控制柜做好基础并安装好，安装3套新系统柜子，其中控制柜1套，安全栅柜1套，电源柜1套；安装工程师站1套，2套操作站；安装控制单元1套；安装AAI543卡件3块，AAI143卡件7块，AAR181卡件6块，ADV151卡件9块，ADV551卡件4块，24V电源2组，Vnet/IP网络交换机2套，系统网络电缆1套，连接信号电缆15条，端子板共计29块。同时开始接新柜子一端的线，4月31日把AI和DI线接完，5月4日-5月7日把RTD线和安全栅更换完，同时把2台操作站和1台工程师站搭建完，并给新系统上电；5月8日-5月10日把RTD线接完，并把新增加的AI和RTD点也接完，5月11日-5月17日对所接线进行核实，核实硬联锁及现场开关类型、继电器触点类型。
软件方面：从5月4日开始把工程师站程序、配方、软件联锁下装到下位机，并开始做全仿真模拟测试，对发现的问题进行修改。从5月4日开始直到开车成功，我们每天工作到晚上10：00，一次次做DCS离线模拟测试和联锁测试，让工艺人员确认，对出现的问题及时修改程序，对车间提出的操作上的问题进行修改，我们尽量把工作作到最细，保证装置系统改造开车一次成功。
七、施工（202_.5.18-5.30）
1.拆接线
5月18日老系统停电，拆接信号线工作全面展开，我把4名仪表人员分成两组，每组两人，由于事先工作做的很细致，接线工作非常顺利，我们工作到晚11点，把所有的接线工作都做完了，其中数字输入量360对，数字输出量193对，模拟输入量165对，模拟输出量50对，MCC控制量188对，硬联锁转接端子187对，并安装了91台新安全栅，对49台老安全栅重新布线。5月19日，检查所有新老接线，检查电源接线、工作接地、网络等，系统220V、24V送电一次性成功，所有的接线都正确无误。
2.仪表联校
5月19日至5月20日，单点测试工作开始。我们兵分两组，每组内操1人、外操1人、仪表1人，主要是测试接线情况及DCS系统的硬件性能，确认操作画面的编组，FCS系统调试，应用软件调试，包括模拟回路测试，P、I、D参数设置。联锁控制系统调试由于分工合理、配合默契，整个装置所有的开关量、模拟量在2天内全部测试完成。
3.联锁测试
5月21日至5月22日，联锁测试工作如期开始。我组织仪表维护人员、工艺人员对所有的软硬联锁一一测试，由于联锁数量多，软硬件联锁相互串联给联锁测试工作带来极大困难，我先是让工艺人员通过联锁顺控表把所有的联锁都整理出来，这样做一是加快了测联锁的进度，另外也为车间留下了最为准确的联锁表，通过这种方式我们的联锁测试工作也比较顺利在两天时间内成功完成。
4.培训工作
5月23日至5月24日，我组织分别对车间操作人员和仪表维护人员进行集中培训，对车间操作人员主要培训新系统的操作、配方启动和停止、新老系统的区别等内容；对仪表维护人员主要培训CS3000系统的系统组成、各种卡件的结构和功能、软件组态、如何更换通道和卡件及常见的系统故障和解决方法。
5.在线批量配方测试
截止5月22日，DCS所有的调试工作已经圆满完成，因装置其他检修还没完成，我又组织安排新系统的在线批量配方测试、批量控制系统调试，联锁控制系统调试，并配合车间做好开车准备工作，一次次的程序测试使我们距离成功越来越近。
八、油运开车
由于准备工作做的很细，模拟测试工作做的很成功，使的在6月1日车间收环氧时，各种调节阀、电磁阀、循环泵等运行非常正常。6月2日热运发现一些小问题，经过精心修改后，在6月3日装置开车一次成功，并生产出合格产品。
DCS升级改造工作胜利结束了,而此时正值一年一度的高考时间,这让我很容易的把这次改造工作当作我的又一次高考,前期资料的准备阶段和程序编译程序时间就象在学习基础知识,一次次的程序模拟测试就象在做高考前的模拟测试题,而接线工作和油运开车就象我在考场
上做着一道道试题,装置一次开车成功和产品分析合格的结果就是我的高考成绩，如果这次DCS升级的考试满分是100分，接线工作的顺利完成和EO罐顺利接收环氧及循环泵的稳定运行可以得到30分；批量程序的顺利进行和环氧的成功引入反应器，可以得到30分；产品分析全部合格的结果又可以得到30分；最后10分我将继续组织对程序进行改进和完善，把这次DCS升级改造画上圆满的句号.
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