基于自動(dòng)壓力跟隨并汽的二拖一聯(lián)合循環(huán)機(jī)組APS的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王繼強(qiáng) 劉亞峰

摘 要：針對(duì)某三菱F級(jí)二拖一燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行方式多樣、工藝流程復(fù)雜等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了二拖一燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組不同工況下的自啟停程序。通過(guò)引入自動(dòng)壓力跟隨并汽等控制方式，使APS能夠自動(dòng)適應(yīng)機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)，完成多方式復(fù)雜工況下的自動(dòng)啟停功能，減少人工干預(yù)、縮短機(jī)組并汽時(shí)間，提高了機(jī)組并汽過(guò)程中運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組；二拖一；APS；輔機(jī)自啟動(dòng)；自動(dòng)壓力跟隨并汽

中圖分類號(hào)： TH18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）16-175-2

0 引言

二拖一燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組（簡(jiǎn)稱二拖一機(jī)組）因運(yùn)行方式多樣、工藝流程復(fù)雜、設(shè)備自動(dòng)化程度高、輔助設(shè)備少、啟動(dòng)速度快等特點(diǎn)，機(jī)組自啟停功能已在部分燃機(jī)電廠得以應(yīng)用。但是，針對(duì)二拖一機(jī)組工藝流程和運(yùn)行模式可變，并汽時(shí)旁路控制和水位控制不協(xié)調(diào)，使得全機(jī)組自啟停控制難度增加。對(duì)此，本文針對(duì)二拖一機(jī)組自啟停過(guò)程中出現(xiàn)的典型問(wèn)題進(jìn)行了研究，通過(guò)引入自動(dòng)壓力跟隨并汽等控制方式，使機(jī)組APS能夠自動(dòng)適應(yīng)機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)，減少人工干預(yù)，使機(jī)組并汽時(shí)間縮短三分之一，完成多方式復(fù)雜工況下的自動(dòng)啟停功能。

1 機(jī)組自啟停功能組成

某二拖一燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)859MW機(jī)組采用2臺(tái)M701F4型燃?xì)廨啓C(jī)、2臺(tái)余熱鍋爐、1臺(tái)帶SSS離合器直接空冷供熱蒸汽輪機(jī)，燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組與蒸汽輪發(fā)電機(jī)組為不同軸結(jié)構(gòu)。該機(jī)組可分為一拖一、二拖一兩種運(yùn)行方式，同時(shí)蒸汽輪機(jī)高中壓缸與低壓缸采用SSS離合器連接，可實(shí)現(xiàn)蒸汽輪機(jī)純凝、抽凝、背壓三種模式切換運(yùn)行。

該機(jī)組自啟停設(shè)計(jì)的主體為APS上層框架調(diào)用各順控子功能組。針對(duì)機(jī)組運(yùn)行方式多樣、工藝流程復(fù)雜的特點(diǎn)，主體框架共4層功能組， 8個(gè)執(zhí)行斷點(diǎn)，4條可選擇控制支線。4層功能組分為輔機(jī)啟動(dòng)準(zhǔn)備功能組、鍋爐上水功能組、主機(jī)啟動(dòng)功能組、并汽功能組。8個(gè)斷點(diǎn)分別為輔機(jī)油系統(tǒng)正常、余鍋上水系統(tǒng)正常、汽包水位正常、燃機(jī)并網(wǎng)、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、機(jī)組并汽、汽機(jī)并網(wǎng)、汽機(jī)運(yùn)行模式切換。4條可選擇控制支線為#1機(jī)組啟動(dòng)、#2機(jī)組啟動(dòng)、二拖一啟動(dòng)、汽機(jī)運(yùn)行模式切換。機(jī)組自啟停功能組成方框圖如圖1所示。

2 機(jī)組自啟停功能設(shè)計(jì)

二拖一機(jī)組自啟動(dòng)程序主要由輔機(jī)自啟動(dòng)、鍋爐給水系統(tǒng)自啟動(dòng)、高中低壓上水、疏水系統(tǒng)自動(dòng)控制、燃機(jī)啟動(dòng)、燃機(jī)并網(wǎng)、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、汽機(jī)并網(wǎng)、汽機(jī)運(yùn)行模式切換構(gòu)成。其中，針對(duì)二拖一機(jī)組工藝流程和運(yùn)行模式可變，并汽時(shí)旁路控制和水位控制不協(xié)調(diào)等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了二拖一機(jī)組獨(dú)有的輔機(jī)自啟動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)壓力跟隨并汽功能組，使全廠機(jī)組控制簡(jiǎn)單、安全、穩(wěn)定。機(jī)組自啟停流程被8個(gè)斷點(diǎn)分為若干步序，每一步序均包括設(shè)備動(dòng)作順序、重要參數(shù)監(jiān)視、等待時(shí)間、運(yùn)行狀態(tài)判斷，運(yùn)行人員可以通過(guò)自啟停畫面實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組全自動(dòng)啟停的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。

2.1 輔機(jī)自啟動(dòng)

該機(jī)組自啟停設(shè)計(jì)將輔機(jī)自啟動(dòng)程序融合在了系統(tǒng)APS中，操作員可以在完成就地設(shè)備檢查后，實(shí)現(xiàn)閉式水系統(tǒng)、空壓機(jī)系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)、控制油系統(tǒng)的一鍵啟動(dòng)。同時(shí)，在4層功能組運(yùn)行過(guò)程中，輔機(jī)的任一運(yùn)行狀態(tài)的改變或重要參數(shù)變化，都會(huì)在相應(yīng)的斷點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，非關(guān)鍵狀態(tài)可以由運(yùn)行人員手動(dòng)確認(rèn)是否繼續(xù)執(zhí)行，關(guān)鍵狀態(tài)直接暫停機(jī)組自啟停控制。

2.2 自動(dòng)壓力跟隨并汽控制

二拖一并汽過(guò)程中會(huì)由于并汽速度、并汽溫度壓力偏差、汽輪機(jī)進(jìn)氣流量、鍋爐運(yùn)行參數(shù)的不同，使汽包水位、排汽裝置真空、暖管溫度和時(shí)間、旁路系統(tǒng)都不易控制。在進(jìn)行機(jī)組自啟停設(shè)計(jì)中，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的積累，首先對(duì)旁路系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，采用自動(dòng)壓力跟隨并汽控制方式，實(shí)現(xiàn)二拖一機(jī)組的自動(dòng)并汽。

二拖一機(jī)組的旁路系統(tǒng)分為最小閥位控制、變壓力控制和壓力跟隨控制，在進(jìn)行自動(dòng)壓力跟隨并汽過(guò)程中，旁路采用自動(dòng)方式，壓力設(shè)定值由壓力設(shè)定計(jì)算回路根據(jù)機(jī)組運(yùn)行階段自動(dòng)生成，當(dāng)汽輪機(jī)進(jìn)行沖轉(zhuǎn)時(shí)，壓力設(shè)定值自動(dòng)設(shè)置為沖轉(zhuǎn)前的實(shí)際主汽壓力；當(dāng)旁路進(jìn)入壓力跟隨模式時(shí)，壓力設(shè)定值始終高于實(shí)際值；當(dāng)機(jī)組進(jìn)行并汽或者退汽時(shí)，壓力設(shè)定值自動(dòng)設(shè)置為并汽或退汽前的實(shí)際主汽壓力。

二拖一機(jī)組蒸汽輪機(jī)的壓力等級(jí)分為高、中、低3種等級(jí)的過(guò)熱蒸汽壓力，且不同壓力等級(jí)的進(jìn)、排汽之間容易互相影響，機(jī)組自動(dòng)并汽過(guò)程中采用先中壓再高壓最后低壓的并汽順序，同時(shí)在高、低壓并汽過(guò)程中，并汽閥采取分步開啟方式，以使中壓缸排汽壓力波動(dòng)減緩，防止并汽時(shí)因某壓力等級(jí)的排汽不暢而使排汽壓力增加，造成機(jī)組跳閘。機(jī)組高壓并汽允許條件為1、2號(hào)爐高壓主蒸汽壓力偏差<0.1MPa，1號(hào)爐與2號(hào)爐高壓蒸汽溫度偏差<15℃，高壓旁路投入自動(dòng)，熱再電動(dòng)門已開且高壓主汽電動(dòng)門已關(guān)。機(jī)組高壓退汽允許條件為燃機(jī)功率<200MW，高壓旁路在自動(dòng)位置。

3 機(jī)組自啟停在實(shí)際中的應(yīng)用

以某二拖一燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)859MW機(jī)組2015年10月13日采用機(jī)組自啟停控制技術(shù)為例，機(jī)組在啟動(dòng)過(guò)程中全程采用機(jī)組自啟停技術(shù)，運(yùn)行巡檢人員只負(fù)責(zé)檢查就地設(shè)備啟動(dòng)后的運(yùn)行狀態(tài)，從設(shè)備分系統(tǒng)啟動(dòng)、燃機(jī)并網(wǎng)、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)再到機(jī)組二拖一并汽完成，全程8個(gè)斷點(diǎn)全部自動(dòng)完成，各系統(tǒng)運(yùn)行正常，汽包水位、主蒸汽壓力溫度參數(shù)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組二拖一的全程自啟動(dòng)設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)二拖一燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行方式多樣、工藝流程復(fù)雜，并汽時(shí)旁路控制和水位控制不協(xié)調(diào)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了二拖一燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組不同工況下的自啟停程序，通過(guò)引入輔機(jī)自啟動(dòng)、自動(dòng)壓力跟隨并汽等控制方式，使APS能夠自動(dòng)適應(yīng)機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)，完成多方式復(fù)雜工況下的自動(dòng)啟停功能，在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中無(wú)需手動(dòng)干預(yù)，全程自動(dòng)控制，使機(jī)組并汽時(shí)間縮短三分之一，顯著提高了機(jī)組的控制水平。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王燕晉，張偉東.燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試[J].華北電力技術(shù)，2013（7）：38-40.

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