APS控制策略在300MW火力發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用

辛巖　徐兵

【摘 要】機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)作為提高自動化水平行之有效的方法，受到越來越多的關(guān)注和重視。本文通過在電廠中的實(shí)際應(yīng)用，說明APS在組態(tài)過程中的步驟和方法，以及需要注意的問題。

【關(guān)鍵詞】機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)；斷點(diǎn)；組態(tài)

1 APS概述

機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)是機(jī)組自動啟動和停運(yùn)的信息控制中心，它按規(guī)定好的程序發(fā)出各個(gè)設(shè)備/系統(tǒng)的啟動或停運(yùn)命令，并由以下系統(tǒng)協(xié)調(diào)完成：模擬量自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)（MCS）、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）、鍋爐爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)（FSSS）、汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）、鍋爐汽機(jī)順序控制系統(tǒng)（SCS）、給水全程控制系統(tǒng)、燃燒器負(fù)荷程控系統(tǒng)及其它控制系統(tǒng)（如ECS電氣控制系統(tǒng)、AVR電壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)等），以最終實(shí)現(xiàn)機(jī)組的自動啟動。

在設(shè)計(jì)有APS功能的機(jī)組時(shí)，MCS、CCS、FSSS、DEH等系統(tǒng)均要圍繞APS進(jìn)行設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)APS完成機(jī)組自啟動功能。在機(jī)組啟動過程中，隨著機(jī)組負(fù)荷的增加，MCS系統(tǒng)與FSSS系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)自動完成燃燒器的投切功能，以滿足全程燒料自動控制功能；同時(shí)給水全程控制與SCS等系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，自動完成電泵、汽泵啟動、停止，電泵、汽泵之間的并泵、倒泵等功能，以滿足全程給水自動控制功能[1]。

APS的主要功能如下：

（1）實(shí)現(xiàn)對各設(shè)備系統(tǒng)子組順控功能組的調(diào)度工作。

（2）APS控制系統(tǒng)狀態(tài)控制及顯示；

（3）機(jī)組APS控制系統(tǒng)設(shè)置為按需使用，不投入時(shí)不影響機(jī)組的正常控制；

（4）采用斷點(diǎn)的形式，將機(jī)組各種系統(tǒng)按機(jī)組啟動要求進(jìn)行時(shí)序控制；

（5）具有對系統(tǒng)子組狀態(tài)的監(jiān)控功能；

（6）具有一定超馳控制能力，例如斷點(diǎn)自動選擇以及并行系統(tǒng)的跳步運(yùn)行；

（7）每個(gè)斷點(diǎn)順控組應(yīng)具有中斷及恢復(fù)功能。按設(shè)備的運(yùn)行情況選擇執(zhí)行步序；

（8）操作員站上具有根據(jù)系統(tǒng)控制邏輯的操作畫面及指導(dǎo)。

本文以赤峰新城熱電#1機(jī)組為例，闡述APS功能如何在實(shí)際DCS組態(tài)中的實(shí)現(xiàn)。

2 APS系統(tǒng)斷點(diǎn)設(shè)置

依據(jù)赤峰新城熱電廠的實(shí)際情況，在兼顧自動水平和運(yùn)行安全性的基礎(chǔ)上，計(jì)劃冷態(tài)、溫態(tài)啟動設(shè)置六個(gè)斷點(diǎn)。只有在前一斷點(diǎn)完成的條件下，通過所提供的按鈕確認(rèn)啟動下一斷點(diǎn)，APS才會開始下一斷點(diǎn)。這六個(gè)斷點(diǎn)分別如下：

（1）機(jī)組啟動準(zhǔn)備斷點(diǎn)。

（2）鍋爐上水/沖洗斷。

（3）鍋爐點(diǎn)火及升溫?cái)帱c(diǎn)。

（4）汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)（ATC）斷點(diǎn)。

（5）機(jī)組并網(wǎng)斷點(diǎn)。

（6）升負(fù)荷斷點(diǎn)（方式可選擇“CCS投入”或“升負(fù)荷至100%”）。

第6個(gè)斷點(diǎn)完成后，機(jī)組負(fù)荷由CCS系統(tǒng)控制，APS退出。

3 APS系統(tǒng)各斷點(diǎn)包括的功能組

（1）機(jī)組啟動準(zhǔn)備斷點(diǎn)：凝補(bǔ)水功能組， 閉冷水系統(tǒng)功能組，閉式冷卻水泵功能子組，磨煤機(jī)油系統(tǒng)功能子組，汽機(jī)油系統(tǒng)功能組，輔汽系統(tǒng)功能組，濕式排渣系統(tǒng)功能組。

（2）鍋爐上水/沖洗斷點(diǎn)：凝結(jié)水功能組，凝結(jié)水泵A/B功能子組，除氧器管道上水功能組，除氧器加熱功能組，鍋爐疏水系統(tǒng)功能組，給水管道注水功能組（電泵模式/汽泵模式），軸封投入功能組，空冷系統(tǒng)投運(yùn)功能組，抽真空系統(tǒng)投入功能組，電動給水泵啟動功能組，電泵暖泵功能組，給水泵汽輪機(jī)啟動功能組，小機(jī)A/B沖轉(zhuǎn)功能組，小機(jī)A/B盤車功能組，鍋爐上水功能組，鍋爐開式?jīng)_洗功能組，鍋爐底部加熱功能組。

（3）鍋爐點(diǎn)火及升溫?cái)帱c(diǎn)：風(fēng)煙系統(tǒng)功能組，引風(fēng)機(jī)功能組，送風(fēng)機(jī)功能組，一次風(fēng)機(jī)功能組（變頻啟動/工頻啟動），空預(yù)器功能組，制粉準(zhǔn)備系統(tǒng)功能組，制粉系統(tǒng)功能組，汽機(jī)EH油系統(tǒng)投運(yùn)功能組，發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)投運(yùn)功能組。

（4）汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)（ATC）斷點(diǎn)：低加水側(cè)投入功能組，低加水側(cè)退出功能組，5號低加投入功能組，6號低加投入功能組，7號低加投入功能組。

（5）機(jī)組并網(wǎng)斷點(diǎn)：運(yùn)行確認(rèn)斷點(diǎn)。

（6）升負(fù)荷斷點(diǎn)：1號高加投入功能組，2號高加投入功能組，3號高加投入功能組。

4 APS操作畫面

（1）APS啟動操作畫面

當(dāng)選擇APS啟動時(shí)，相應(yīng)的斷點(diǎn)條件滿足，點(diǎn)擊調(diào)出操作面板，即可執(zhí)行相應(yīng)的斷點(diǎn)。各斷點(diǎn)執(zhí)行的內(nèi)容均在面板上顯示出來，通過點(diǎn)擊還可進(jìn)入到相應(yīng)的功能子組畫面。當(dāng)APS執(zhí)行過程中遇到故障時(shí)，操作畫面能直觀地顯示故障出現(xiàn)的子功能組及相應(yīng)的執(zhí)行步，就能立即找到故障所在的部位，以便消除故障使APS繼續(xù)執(zhí)行下去。

（2）APS操作畫面定義

APS操作畫面如圖1所式，整個(gè)圖形分成3大塊：斷點(diǎn)操作及狀態(tài)參數(shù)顯示區(qū)域；本功能組操作及顯示區(qū)域；報(bào)警顯示區(qū)域。

條件滿足時(shí)，描述前的圖框會打紅勾。如需手動確認(rèn)的設(shè)備或狀態(tài)，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕，進(jìn)行確認(rèn)，按鈕由灰色背景變成綠色背景。

斷點(diǎn)操作：

啟動——當(dāng)APS啟動、停止允許條件滿足時(shí)，背景狀態(tài)P顯示綠色，按下斷點(diǎn)啟動執(zhí)行斷點(diǎn)下 功能組及設(shè)備操作。同時(shí)，按鈕變成紅色。

暫停——當(dāng)斷點(diǎn)未啟動時(shí)，此按鈕不執(zhí)行；當(dāng)斷點(diǎn)正在執(zhí)行時(shí)，按“暫停”按鈕，斷點(diǎn)順控操作暫停。同時(shí)，按鈕變成紅色。

復(fù)位——當(dāng)斷點(diǎn)運(yùn)行過程中，按“復(fù)位”按鈕，斷點(diǎn)操作停止，輸出指令清零。復(fù)位按鈕瞬時(shí)變成紅色，后仍為灰色。

狀態(tài)顯示：

運(yùn)行/結(jié)束模式——斷點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，灰色背景的“斷點(diǎn)未運(yùn)行”變成紅色背景的“斷點(diǎn)運(yùn)行步序”。斷點(diǎn)順控執(zhí)行完畢，變成綠色的“斷點(diǎn)順控結(jié)束”。如果完成判斷條件滿足，灰色背景的“斷點(diǎn)狀態(tài)”變成綠色背景的“斷點(diǎn)結(jié)束”。

手動確認(rèn)按鈕：

灰色：斷點(diǎn)未執(zhí)行到該步；

紅色：該手動確認(rèn)前的操作已完成，等待執(zhí)行手動確認(rèn)中包含的設(shè)備。

綠色：手動確認(rèn)包含的設(shè)備操作均完成。

閃爍：斷點(diǎn)執(zhí)行到該步。

“手動確認(rèn)”中的設(shè)備屬于斷點(diǎn)管理的一部分，但不作為單獨(dú)的功能組來操作。點(diǎn)擊該按鈕，會彈出需要手動確認(rèn)已完成的操作或自動進(jìn)行的操作。

“手動確認(rèn)”旁邊的向下箭頭，在前一組功能組完成后，變成紅色，該按鈕對應(yīng)的設(shè)備操作或確認(rèn)完成后，箭頭變成灰色。

5 總結(jié)

APS是單元機(jī)組最高級自動控制技術(shù)，是DCS控制系統(tǒng)中所有常規(guī)子系統(tǒng)的統(tǒng)領(lǐng)。要實(shí)現(xiàn)APS，必然要求機(jī)爐側(cè)SCS、MCS、DEH、MEH、FSSS、CCS、BYPASS，以及電氣側(cè)ECS等所有子系統(tǒng)的正確與完善，小至每一個(gè)測點(diǎn)信號和通道，大至每一個(gè)閥門和轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備的控制，都能滿足機(jī)組安全運(yùn)行的要求[2]。實(shí)現(xiàn)機(jī)組APS功能在提高機(jī)組自動化控制水平的同時(shí)，全面提高機(jī)組的運(yùn)行水平，主要體現(xiàn)在：提高機(jī)組長期安全運(yùn)行水平；提高機(jī)組長期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平；提高機(jī)組設(shè)備故障處理的正確率；減少運(yùn)行人員的操作失誤；減輕運(yùn)行人員的操作強(qiáng)度。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鄭慧莉.大型火電廠自動化設(shè)計(jì)的若干問題.電力系統(tǒng)自動化，2006，29（24）：79-82.

[2]任建勇，楊政.火力機(jī)組APS的應(yīng)用研究.山西電力，2002，7（增刊1）：26-27.endprint