淺談對百萬機(jī)組自啟停系統(tǒng)的認(rèn)識

渠國防 孟憲民

摘 ?要：通過對機(jī)組自啟停技術(shù)的研究，文章對本工程2×1 000 MW機(jī)組的自動(dòng)啟停系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施提出建議，為提高電廠的熱工自動(dòng)化水平，提供了科學(xué)合理的建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：自啟停;斷點(diǎn)

中圖分類號：TM76 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）36-0051-02

1 ?概 ?述

目前，國內(nèi)大型超超臨界機(jī)組發(fā)展迅速，為確保機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行， 提高發(fā)電廠自動(dòng)控制水平已經(jīng)刻不容緩，究其原因是機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)不斷提高、自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、對運(yùn)行人員的操作水平要求高。因此，在機(jī)組啟動(dòng)、停運(yùn)過程中，如果僅僅依靠運(yùn)行人員的手動(dòng)操作，不僅工作量大而且容易發(fā)生誤操作事故，大大影響機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

2 ?基本概念

機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)是基于機(jī)組整機(jī)自動(dòng)啟停控制的理念，通過協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)、鍋爐燃燒管理系統(tǒng)、汽機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)等系統(tǒng)傳遞指令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單元機(jī)組的自動(dòng)啟動(dòng)或停止。機(jī)組自啟停系統(tǒng)不僅能夠提高機(jī)組的自動(dòng)化控制水平，還可以最大范圍的減少運(yùn)行人員的操作數(shù)量，減輕運(yùn)行人員的工作量，降低誤操作，縮短機(jī)組啟停時(shí)間、提高機(jī)組的長期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

3 ?應(yīng)用現(xiàn)狀

國內(nèi)絕大多數(shù)電廠的順序控制系統(tǒng)做到功能組級。國外一些控制水平較高的電廠順序控制一般都做到了機(jī)組級，也就是通常所說的“一鍵啟動(dòng)”，運(yùn)行人員在操作員站上通過一個(gè)啟動(dòng)鍵或適當(dāng)?shù)脑O(shè)置幾個(gè)斷點(diǎn)即可完成整個(gè)機(jī)組的自動(dòng)啟動(dòng)和停止。由此可見，在機(jī)組自動(dòng)控制水平上，國內(nèi)的運(yùn)行機(jī)組與國外先進(jìn)運(yùn)行機(jī)組還是存在著一定的差距，。

其中，華能海門電廠2×l ?000 MW超超臨界1、2號機(jī)組，采用美國艾默生公司制造的Ovation OCR-400X系列DCS，設(shè)置了機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)，采用分層控制方式及斷點(diǎn)控制手段，于2009年順利投入運(yùn)行。

4 ?自啟停系統(tǒng)介紹

4.1 ?總體架構(gòu)

目前國內(nèi)自啟停系統(tǒng)均采用4層金字塔形結(jié)構(gòu)，由上至下分別為機(jī)組級控制層、功能組級控制層、子功能組級、驅(qū)動(dòng)級，該結(jié)構(gòu)采用合理的層控制方式，自啟停系統(tǒng)的體系框架，如圖1所示。

4.2 ?斷點(diǎn)設(shè)置

為保證機(jī)組自啟停功能的實(shí)現(xiàn)，各相關(guān)系統(tǒng)需要圍繞機(jī)組自啟停功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，如CCS、MCS、FSSS、DEH等機(jī)組自啟停多采用斷點(diǎn)控制方式。同時(shí)，在各個(gè)斷點(diǎn)下面設(shè)計(jì)相關(guān)功能組完成特定的功能。

斷點(diǎn)方式就是將機(jī)組的啟動(dòng)或停止這個(gè)大順控分為若干個(gè)順控來完成，每個(gè)斷點(diǎn)的執(zhí)行均需人為確認(rèn)才能開始。

斷點(diǎn)的設(shè)置，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)際情況，滿足各常規(guī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行要求，既可給機(jī)組自啟停系統(tǒng)提供支持，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的自啟停控制，也可滿足對各單獨(dú)運(yùn)行工況及過程的操作要求。

目前新建工程的自啟停控制系統(tǒng)啟動(dòng)過程一般設(shè)置4個(gè)斷點(diǎn)，停止過程設(shè)置3個(gè)斷點(diǎn)。其中啟動(dòng)模式的斷點(diǎn)有：①機(jī)組啟動(dòng)準(zhǔn)備（含冷態(tài)沖洗及真空建立）;②鍋爐點(diǎn)火升溫;③汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)斷點(diǎn);④機(jī)組并網(wǎng)升負(fù)荷斷點(diǎn)。停機(jī)模式的斷點(diǎn)有：①降負(fù)荷斷點(diǎn);②機(jī)組解列斷點(diǎn);③機(jī)組停運(yùn)斷點(diǎn)。

4.3 ?機(jī)組自啟停包含的范圍

機(jī)組自啟停系統(tǒng)包括范圍的一般為：順控系統(tǒng)和MCS的系統(tǒng)應(yīng)可考慮納入自啟停系統(tǒng)，在實(shí)際操作時(shí)可由自啟停系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，也可由人為操作，增加自啟停系統(tǒng)運(yùn)行方式的靈活性。系統(tǒng)的起點(diǎn)，一般從凝補(bǔ)水系統(tǒng)啟動(dòng)開始，終點(diǎn)是升負(fù)荷到500 MW（機(jī)組50%額定負(fù)荷）。系統(tǒng)停止過程的起點(diǎn)為當(dāng)前負(fù)荷，終點(diǎn)一般是真空破壞，主機(jī)盤車投入，鍋爐吹掃完成。

啟動(dòng)過程的設(shè)計(jì)范圍應(yīng)包括以下內(nèi)容： ①機(jī)組啟動(dòng)準(zhǔn)備：循環(huán)水系統(tǒng)、閉冷水系統(tǒng)、凝補(bǔ)水系統(tǒng)、磨煤機(jī)油站、主機(jī)油系統(tǒng)、小機(jī)油站、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)油站、引風(fēng)機(jī)油站、爐底水封及渣水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)、主機(jī)盤車。凝結(jié)水系統(tǒng)、汽機(jī)疏水系統(tǒng)、除氧器系統(tǒng)、鍋爐疏水系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、輔汽系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)。②鍋爐點(diǎn)火升溫：等離子點(diǎn)火系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、火檢系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、定子冷卻水系統(tǒng)、磨煤機(jī)系統(tǒng)、磨煤機(jī)密封風(fēng)系統(tǒng)、一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、過熱器噴水減溫系統(tǒng)、再熱器溫度控制系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)。③汽機(jī)沖轉(zhuǎn)：DEH系統(tǒng)。④機(jī)組并網(wǎng)升負(fù)荷：低加系統(tǒng)、高加系統(tǒng)、ECS系統(tǒng)、CCS系統(tǒng)、汽機(jī)疏水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、磨煤機(jī)系統(tǒng)。⑤機(jī)組停運(yùn)時(shí)，高負(fù)荷階段由CCS進(jìn)行控制，直到機(jī)組負(fù)荷減至設(shè)定投入自啟停系統(tǒng)的負(fù)荷點(diǎn)。停運(yùn)過程的設(shè)計(jì)范圍應(yīng)包括以下內(nèi)容：⑥降負(fù)荷：等離子點(diǎn)火系統(tǒng)、磨煤機(jī)系統(tǒng)、CCS系統(tǒng)、主機(jī)油系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、高加系統(tǒng)、低加系統(tǒng)。⑦機(jī)組解列： DEH系統(tǒng)、ETS系統(tǒng)、ECS系統(tǒng)。⑧機(jī)組停運(yùn)：等離子點(diǎn)火系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、底渣系統(tǒng)、汽機(jī)疏水系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)。

5 ?自啟停實(shí)施的注意問題與建議

總的來說，在實(shí)現(xiàn)機(jī)組自啟停的過程中，需解決以下難題。

5.1 ?技術(shù)方面的難題

①運(yùn)行方式的非確定性;②系統(tǒng)設(shè)計(jì)的局限性;③設(shè)定值大偏差投閉環(huán);④全程模擬量控制的復(fù)雜性;⑤測量儀表的局限性。

5.2 ?目前電力建設(shè)大環(huán)境的限制

①國產(chǎn)火電機(jī)組自啟停系統(tǒng)成功的例子少，可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)幾乎沒有。

②國內(nèi)火電建設(shè)的大環(huán)境所致，一臺機(jī)組常常由于工期原因，沒有給自啟停系統(tǒng)足夠的調(diào)試時(shí)間，導(dǎo)致自啟停系統(tǒng)邏輯調(diào)試不充分。

③即使項(xiàng)目公司留的調(diào)試時(shí)間足夠長，電網(wǎng)調(diào)度也不一定會給機(jī)組反復(fù)啟停的機(jī)會。

④設(shè)備招標(biāo)時(shí)的設(shè)備選型問題，經(jīng)常選用性價(jià)比高的設(shè)備，而一些性能優(yōu)良價(jià)格高的設(shè)備經(jīng)常不能入圍，導(dǎo)致設(shè)備可靠性、可控性一般，也是自啟停系統(tǒng)不能成功的一個(gè)因素

5.3 ?建 ?議

①從設(shè)計(jì)工作抓起，并協(xié)調(diào)好設(shè)備招標(biāo)、施工、邏輯組態(tài)、現(xiàn)場調(diào)試、機(jī)組運(yùn)行等各個(gè)階段的工作。

②在設(shè)備的招標(biāo)過程中均應(yīng)對設(shè)備提出要求，提高相關(guān)設(shè)備的可靠性。在控制系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)及組態(tài)過程中，充分考慮實(shí)現(xiàn)自啟停系統(tǒng)所需的接口，并且在調(diào)試階段預(yù)留足夠的時(shí)間用于完成自啟停系統(tǒng)調(diào)試所需的時(shí)間。

6 ?結(jié) ?語

自啟停控制的實(shí)施盡管有很多困難和問題，只要各參建單位團(tuán)結(jié)一致，群策群力，自啟停控制系統(tǒng)一定能在工程中順利完成。

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