百萬千瓦超超臨界機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)

龍海云

(四川省江電建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，四川 成都 610021)

0 引言

截至2011年，中國投運(yùn)的1 000 MW 超超臨界機(jī)組已達(dá)30 多臺(tái)。超超臨界機(jī)組尤其是百萬千瓦超超臨界機(jī)組的設(shè)備數(shù)量多、容量大，運(yùn)行參數(shù)高和控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此機(jī)組對(duì)運(yùn)行人員的操作和管理水平提出了更高要求，在機(jī)組運(yùn)行特別是機(jī)組啟動(dòng)和停運(yùn)過程中，如果靠運(yùn)行人員手動(dòng)操作，不僅容易發(fā)生誤操作事故，而且也極大地影響了機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)(automatic power plant start up and shutdown system，APS)可以使機(jī)組按照規(guī)定的程序進(jìn)行設(shè)備的啟停操作，不僅大大簡(jiǎn)化了操作人員的工作，減少了出現(xiàn)誤操作的可能，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性，同時(shí)也縮短了機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。因此對(duì)發(fā)電機(jī)組特別是大容量、超超臨界機(jī)組自啟?？刂萍夹g(shù)進(jìn)行研究和應(yīng)用，提高機(jī)組的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性，成為近年電廠熱工自動(dòng)化和自動(dòng)控制技術(shù)的研究熱點(diǎn)。

1 自啟?？刂葡到y(tǒng)(APS)

機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)APS(automatic power plant startup and shutdown system)是機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)和停運(yùn)的控制中心。APS 系統(tǒng)作為一個(gè)機(jī)組級(jí)的順控系統(tǒng)，充分考慮機(jī)組啟停運(yùn)行特性、主輔設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和工藝系統(tǒng)過程參數(shù)，并通過相關(guān)的邏輯發(fā)出對(duì)其它順控功能組SCS、FSSS、MCS、汽機(jī)控制系統(tǒng)、旁路控制系統(tǒng)、給水全程控制系統(tǒng)、燃燒器負(fù)荷控制系統(tǒng)及其它控制系統(tǒng)(如電氣控制系統(tǒng)ECS、電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)AVR 等)等的控制指令來完成機(jī)組的自啟?？刂?，以最終實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)啟動(dòng)或自動(dòng)停運(yùn)。

APS 對(duì)電廠的控制是應(yīng)用在電廠常規(guī)控制系統(tǒng)與上層控制邏輯共同實(shí)現(xiàn)的。在沒有投入APS 的情況下，常規(guī)控制系統(tǒng)獨(dú)立于APS 實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠的控制;在APS 投入時(shí)，常規(guī)控制系統(tǒng)給APS 提供支持，實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠機(jī)組的自動(dòng)啟/停控制。在設(shè)計(jì)有APS功能的機(jī)組時(shí)，MCS、CCS、FSSS、MEH、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(dòng)和停止功能。APS 下面的功能組設(shè)計(jì)就不能是單純的順控，而是一個(gè)能自動(dòng)完成一定功能的功能組，功能組具有很強(qiáng)的管理功能，作為中間的連接環(huán)節(jié)，向下協(xié)調(diào)有關(guān)的控制系統(tǒng)(如MCS)按自啟停系統(tǒng)的要求控制相關(guān)的設(shè)備，向上盡量減少和APS 的接口，成為功能較為獨(dú)立的一塊，這樣就減輕了上一級(jí)管理級(jí)APS 的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也提高了機(jī)組自動(dòng)化水平。

APS 功能包括機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)與自動(dòng)停止。其中自動(dòng)啟動(dòng)有冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)4種啟動(dòng)方式，對(duì)于汽輪機(jī)來說，其區(qū)別主要在于汽輪機(jī)自動(dòng)開始沖轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)主蒸汽參數(shù)的要求不同，因而汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前鍋爐升壓時(shí)間不同。對(duì)于鍋爐來說，區(qū)分以上4種啟動(dòng)方式，主要由鍋爐壁溫、分離器壓力和停爐時(shí)間等來決定。

2 APS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的和意義

機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)研究和應(yīng)用是個(gè)復(fù)雜的課題，涉及范圍比較廣，啟動(dòng)過程從循環(huán)水泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)到機(jī)組帶到一定的負(fù)荷，停止過程從當(dāng)前負(fù)荷減負(fù)荷到真空破壞、風(fēng)煙系統(tǒng)停運(yùn)。因此，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)組自啟停控制，對(duì)機(jī)組的控制和運(yùn)行具有重要意義。

2.1 提高機(jī)組的控制和自動(dòng)化水平

機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)提高了機(jī)組的控制和自動(dòng)化水平，機(jī)組自啟停控制是一種先進(jìn)的控制理念，它涉及到多種復(fù)雜控制策略。APS 對(duì)電廠的控制是通過電廠底層控制系統(tǒng)與上層控制邏輯共同實(shí)現(xiàn)的。在沒有投入APS 的情況下，常規(guī)控制系統(tǒng)獨(dú)立于APS 實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠的控制;在APS 投入時(shí)，由常規(guī)控制系統(tǒng)執(zhí)行APS 的控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠的自動(dòng)啟/?？刂?。它將模擬量控制和順序控制等各個(gè)控制系統(tǒng)整合起來，共同完成設(shè)備啟停任務(wù)。

百萬千瓦超超臨界機(jī)組是典型的多輸入多輸出控制系統(tǒng)，參數(shù)之間耦合較強(qiáng)，而且控制對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的延遲時(shí)間和慣性時(shí)間比較大，非線性比較嚴(yán)重，這些都對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)提出了更高的要求。另外，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)組自啟?？刂疲捅仨殞?shí)現(xiàn)風(fēng)煙系統(tǒng)的全程自動(dòng)、全程給水自動(dòng)、燃料的自動(dòng)增減、燃燒器負(fù)荷全程控制、主蒸汽壓力全程控制及主蒸汽溫度的全程控制。這些控制策略的實(shí)施和應(yīng)用，從本質(zhì)上提高了機(jī)組整體的自動(dòng)化控制水平和運(yùn)行效率。

2.2 提高電廠的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益

機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)實(shí)質(zhì)上是對(duì)電廠運(yùn)行規(guī)程的程序化，它的應(yīng)用保證了機(jī)組主、輔機(jī)設(shè)備的啟停過程嚴(yán)格遵守運(yùn)行規(guī)程，減少運(yùn)行人員的誤操作，增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的安全性。

機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)過程，既是對(duì)主設(shè)備運(yùn)行規(guī)范優(yōu)化的過程，也是對(duì)控制系統(tǒng)優(yōu)化的過程。APS 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用不但要求自動(dòng)控制策略要更加完善和成熟，機(jī)組運(yùn)行參數(shù)及工藝準(zhǔn)確詳實(shí)，而且對(duì)設(shè)備的管理水平也提出了更高的要求。快速準(zhǔn)確的機(jī)組啟動(dòng)縮短了機(jī)組啟、停設(shè)備時(shí)間，優(yōu)化的控制策略降低了啟停過程中的煤耗和油耗，提高了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 具有廣泛的推廣和應(yīng)用價(jià)值

百萬千瓦超超臨界機(jī)組是目前國內(nèi)單機(jī)容量最大的火電機(jī)組，也是今后國內(nèi)電力系統(tǒng)的主導(dǎo)機(jī)組。百萬千瓦機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)研究和應(yīng)用提高了機(jī)組的自動(dòng)控制水平，豐富了熱工自動(dòng)控制的內(nèi)容，對(duì)熱工控制先進(jìn)理論的應(yīng)用和研究起到了積極的推動(dòng)作用。同時(shí)在百萬千瓦超超臨界機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試中，積累的經(jīng)驗(yàn)對(duì)其他同類型機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試具有重要的參考價(jià)值。

3 APS 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

3.1 APS 系統(tǒng)的總體架構(gòu)

APS 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)采用金字塔形的分層結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示?？傮w上是4 層結(jié)構(gòu)，即機(jī)組控制級(jí)、功能組控制級(jí)、功能子組控制級(jí)和設(shè)備控制級(jí)。

機(jī)組控制級(jí)執(zhí)行最高級(jí)的控制任務(wù)，包括啟動(dòng)方式的預(yù)先選擇和協(xié)調(diào)，可有冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)、極熱態(tài)4種啟動(dòng)方式;運(yùn)行整個(gè)電廠的“啟動(dòng)”和“停止”程序;基于CRT 的操作;運(yùn)行方式的切換。機(jī)組控制級(jí)是整個(gè)機(jī)組啟?？刂乒芾碇行?，它根據(jù)系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行情況及既定的控制策略，向底層功能組及功能子組發(fā)出啟動(dòng)和退出的指令，保證機(jī)組的安全運(yùn)行。

功能控制級(jí)又可細(xì)分為功能組控制、功能子組控制兩個(gè)層次，它和機(jī)組控制系統(tǒng)相連，接受上級(jí)或同級(jí)控制系統(tǒng)的指令自動(dòng)啟動(dòng)或以手動(dòng)方式啟動(dòng)。其中功能組接受機(jī)組控制級(jí)的激勵(lì)信號(hào)，決定什么時(shí)間哪個(gè)功能子組需投運(yùn)和進(jìn)入備用狀態(tài)，運(yùn)行本功能組內(nèi)設(shè)備的“啟動(dòng)”和“停止”程序。功能子組接受來自功能組的激勵(lì)信號(hào)，決定什么時(shí)間哪個(gè)子回路需投入運(yùn)行，運(yùn)行本功能子組內(nèi)所控設(shè)備的“啟動(dòng)”和“停止”程序。功能子回路接受功能子組來的命令，將子回路控制設(shè)定為要求的運(yùn)行方式，運(yùn)行設(shè)備的“啟動(dòng)”和“停止”程序。功能組控制的操作方式可以手動(dòng)操作，也可以接受自動(dòng)指令。

圖1 機(jī)組自啟停系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

3.2 機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)功能組設(shè)計(jì)

功能組和機(jī)組控制級(jí)以及常規(guī)控制系統(tǒng)的關(guān)系，機(jī)組控制級(jí)不直接發(fā)指令到常規(guī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，更多地是通過對(duì)功能組管理實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的調(diào)用，因此底層功能組安全順利地運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)的根本保證。

3.3 斷點(diǎn)的設(shè)計(jì)思想

對(duì)于火電機(jī)組來說，設(shè)計(jì)機(jī)組自啟停時(shí)，根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行方式采用斷點(diǎn)控制方式較為理想，根據(jù)國外成功的例子，火電機(jī)組都是采用斷點(diǎn)控制方式的。

斷點(diǎn)方式，就是將APS 啟動(dòng)這個(gè)大順控分為若干個(gè)順控功能來完成，每個(gè)斷點(diǎn)的執(zhí)行均需要人為確認(rèn)才開始執(zhí)行。采用斷點(diǎn)方式也符合火電機(jī)組的運(yùn)行工藝要求，對(duì)于火電機(jī)組的點(diǎn)火、沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)等均要人為的確認(rèn)才能進(jìn)行。另外，采用斷點(diǎn)控制方式，各個(gè)斷點(diǎn)既相互聯(lián)系，又相互獨(dú)立，只要條件滿足，均可獨(dú)立執(zhí)行，這樣適合火電機(jī)組多種多樣的運(yùn)行方式，符合電廠生產(chǎn)過程的工藝要求。

APS 系統(tǒng)使用斷點(diǎn)方式進(jìn)行機(jī)組自啟?？刂?，可實(shí)現(xiàn)從機(jī)組啟動(dòng)準(zhǔn)備到帶50%MRC 負(fù)荷，以及由減負(fù)荷至停爐的自動(dòng)控制。APS 分啟動(dòng)模式和停止模式，其中自動(dòng)啟動(dòng)模式有冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)4種啟動(dòng)方式，有關(guān)APS 斷點(diǎn)的設(shè)置，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際情況，滿足各常規(guī)控制系統(tǒng)運(yùn)行要求，即可給APS 提供支持，實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)啟/停控制，亦可滿足操作員對(duì)各單獨(dú)運(yùn)行工況及過程的操作要求。

4 自啟?？刂葡到y(tǒng)APS 設(shè)計(jì)

4.1 APS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍

百萬千瓦機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)APS 啟動(dòng)過程起點(diǎn)從凝補(bǔ)水系統(tǒng)啟動(dòng)開始，終點(diǎn)至機(jī)組帶500 MW 負(fù)荷(高壓加熱器投入完成、第2 臺(tái)汽動(dòng)給水泵并泵完成、至少3 臺(tái)磨煤機(jī)投入，協(xié)調(diào)投入)，投入給煤機(jī)自動(dòng)管理系統(tǒng)，設(shè)定1 036 MW 負(fù)荷，退出自啟?？刂茊?dòng)模式。APS 系統(tǒng)停止過程從機(jī)組當(dāng)前負(fù)荷開始減負(fù)荷至投汽輪機(jī)盤車結(jié)束、風(fēng)煙系統(tǒng)停運(yùn)。

4.2 APS 啟動(dòng)過程設(shè)計(jì)

依據(jù)目前百萬千瓦機(jī)組的實(shí)際情況，APS 系統(tǒng)啟動(dòng)過程設(shè)置6 個(gè)斷點(diǎn)，停止過程設(shè)置3 個(gè)斷點(diǎn)。只有在上一斷點(diǎn)啟動(dòng)完成后，運(yùn)行人員才能通過所提供的按鈕確認(rèn)啟動(dòng)下一斷點(diǎn)，在每一斷點(diǎn)的執(zhí)行過程中，均設(shè)計(jì)“GO/HOLD”邏輯。啟動(dòng)過程包括6個(gè)斷點(diǎn)，分別是機(jī)組啟動(dòng)準(zhǔn)備斷點(diǎn)、冷態(tài)沖洗和真空建立斷點(diǎn)、鍋爐點(diǎn)火及升溫?cái)帱c(diǎn)、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)斷點(diǎn)、并網(wǎng)及初負(fù)荷控制斷點(diǎn)、升負(fù)荷斷點(diǎn)。

投入APS 前，必須投入相關(guān)的外圍系統(tǒng)，包括工業(yè)水系統(tǒng)、化學(xué)凝補(bǔ)水系統(tǒng)等，且灰處理系統(tǒng)具備投入條件，發(fā)電機(jī)充氫等已準(zhǔn)備好。

機(jī)組啟動(dòng)準(zhǔn)備斷點(diǎn)，APS 投入凝補(bǔ)水系統(tǒng)啟動(dòng)功能組、閉冷水系統(tǒng)啟動(dòng)功能組、循環(huán)水系統(tǒng)啟動(dòng)功能組、磨煤機(jī)油站和旁路油站、汽輪機(jī)油系統(tǒng)啟動(dòng)功能組(主機(jī)潤(rùn)滑油、頂軸油系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)及盤車)、機(jī)組輔汽系統(tǒng)、爐底水封及渣水系統(tǒng)。

冷態(tài)沖洗及真空建立斷點(diǎn)，APS 啟動(dòng)凝結(jié)水系統(tǒng)、用凝結(jié)水上水功能組進(jìn)行凝結(jié)水系統(tǒng)清洗，凝結(jié)水水質(zhì)合格后，除氧器上水，爐水泵注水、投輔汽系統(tǒng)、鍋爐疏水排氣、管道靜態(tài)注水、啟動(dòng)投軸封、抽真空、除氧器加熱、鍋爐上水、冷態(tài)循環(huán)清洗。

鍋爐點(diǎn)火及升溫?cái)帱c(diǎn)，APS 投入鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)，啟動(dòng)火檢冷卻風(fēng)機(jī)、給水投自動(dòng)維持省煤器入口給水流量25%BMCR，等離子點(diǎn)火裝置點(diǎn)火準(zhǔn)備，進(jìn)行燃油泄漏試驗(yàn)、爐膛吹掃、開始高壓缸預(yù)暖、等離子點(diǎn)火裝置點(diǎn)火或采用油槍點(diǎn)火、投汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)、啟動(dòng)EH 油，投定子冷卻水系統(tǒng)，當(dāng)啟動(dòng)分離器進(jìn)口溫度達(dá)到190℃開始熱態(tài)清洗直至Fe≤100 μg/L鍋爐繼續(xù)升溫升壓，當(dāng)主蒸汽溫度高于271℃，調(diào)節(jié)閥(CV)蒸汽室內(nèi)壁或外壁溫度低于150℃時(shí)，高壓主汽門、調(diào)門室預(yù)暖，直至調(diào)門室預(yù)暖完成，主蒸汽參數(shù)達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)。

汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)階段，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)采用ATC 沖轉(zhuǎn)，在沖轉(zhuǎn)過程中汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速＞1 500 r/min 將低壓加熱器隨機(jī)投入。

機(jī)組并網(wǎng)斷點(diǎn)，APS 投入電氣同期裝置，并網(wǎng)及帶初始負(fù)荷暖機(jī)。

升負(fù)荷斷點(diǎn)，APS 以一定的速率升負(fù)荷，旁路調(diào)節(jié)主蒸汽壓力，逐漸退出運(yùn)行;機(jī)組負(fù)荷升至150 MW 時(shí)投入第二套制粉系統(tǒng);負(fù)荷到180 MW 時(shí)將給水上水旁路調(diào)門切到主路運(yùn)行，維持給水流量穩(wěn)定;升負(fù)荷至200 MW 第1 臺(tái)汽動(dòng)給水泵開始沖轉(zhuǎn)升速暖機(jī)(若臨爐供汽，開始升負(fù)荷時(shí)第1 臺(tái)汽動(dòng)給水泵就開始沖轉(zhuǎn)升速暖機(jī));升負(fù)荷到230 MW 并入第一臺(tái)汽動(dòng)給水泵，退出電動(dòng)給水泵并維持電動(dòng)給水泵回水循環(huán)運(yùn)行;由濕態(tài)轉(zhuǎn)為干態(tài)升負(fù)荷到300 MW，投第3 臺(tái)磨煤機(jī);升負(fù)荷到350 MW 沖轉(zhuǎn)第2 臺(tái)小機(jī)進(jìn)行暖機(jī)，投入高壓加熱器;升負(fù)荷到400 MW 啟第2 臺(tái)變頻凝結(jié)水泵運(yùn)行，將第2 臺(tái)小機(jī)并入運(yùn)行，停電動(dòng)給水泵、退油槍、退等離子點(diǎn)火裝置;升負(fù)荷至500 MW 啟動(dòng)第4 套制粉系統(tǒng)，投入磨煤機(jī)管理自動(dòng)，設(shè)定目標(biāo)負(fù)荷1 036 MW，完成APS 啟動(dòng)過程。

4.3 APS 停機(jī)過程設(shè)計(jì)

機(jī)組停運(yùn)前的各項(xiàng)試驗(yàn)及操作由運(yùn)行人員進(jìn)行，此部分可作為機(jī)組投入APS 前的斷點(diǎn)內(nèi)容，停運(yùn)過程的APS 設(shè)計(jì)包括3 個(gè)斷點(diǎn)。分別是降負(fù)荷斷點(diǎn)、機(jī)組解列斷點(diǎn)、機(jī)組停運(yùn)斷點(diǎn)。

降負(fù)荷斷點(diǎn)，設(shè)定目標(biāo)負(fù)荷450 MW，以一定的速率減負(fù)荷，機(jī)組負(fù)荷到450 MW 時(shí)第1 臺(tái)汽動(dòng)給水泵SERVICE OUT 并停運(yùn)，降負(fù)荷至400 MW;若A 磨煤機(jī)運(yùn)行，將等離子點(diǎn)火裝置投入運(yùn)行，否則投入兩層油槍助燃;停運(yùn)第3 臺(tái)磨煤機(jī);降負(fù)荷至350 MW，退出CCS 模式，降負(fù)荷至250 MW 由干態(tài)轉(zhuǎn)濕態(tài)，啟動(dòng)電動(dòng)給水泵將第2 臺(tái)汽動(dòng)給水泵退出，停運(yùn)1 臺(tái)凝結(jié)水泵，停運(yùn)倒數(shù)第2 臺(tái)制粉系統(tǒng)，減少最后1 臺(tái)給煤機(jī)出力，將最后1 臺(tái)制粉系統(tǒng)退出運(yùn)行。

機(jī)組解列斷點(diǎn):汽機(jī)跳閘、發(fā)電機(jī)解列。

機(jī)組停運(yùn)斷點(diǎn)，停運(yùn)燃燒器，鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)停運(yùn)，停運(yùn)底渣系統(tǒng)，關(guān)閉高中壓主汽門前疏水，啟動(dòng)真空停運(yùn)功能組子組，破壞真空，啟動(dòng)軸封停運(yùn)功能組，停運(yùn)1 臺(tái)循環(huán)水泵。

4.4 APS 系統(tǒng)機(jī)組控制級(jí)框架

從APS 系統(tǒng)的軟件邏輯上分析，機(jī)組自啟停系統(tǒng)機(jī)組控制級(jí)的框架可分為3 層。

第1 層為操作管理邏輯。其作用為選擇和判斷APS 系統(tǒng)是否投入，選擇啟動(dòng)模式還是停止模式:選擇哪個(gè)斷點(diǎn)及判斷該斷點(diǎn)允許進(jìn)行條件是否成立。如果條件成立則使斷點(diǎn)進(jìn)行。從斷點(diǎn)的選擇邏輯上分析，可以直接選擇最后1 個(gè)斷點(diǎn)(如升負(fù)荷斷點(diǎn))，其產(chǎn)生的指令會(huì)判斷前面的6 個(gè)斷點(diǎn)是否已完成，如沒有完成則先啟動(dòng)最前面的未完成斷點(diǎn)，即具有判斷選擇斷點(diǎn)功能，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)組的整機(jī)啟動(dòng)。

顯示啟動(dòng)的狀態(tài)，是冷態(tài)啟動(dòng)、溫態(tài)啟動(dòng)、熱態(tài)啟動(dòng)還是極熱態(tài)啟動(dòng)。

第2 層為步進(jìn)程序。是APS 機(jī)組控制級(jí)構(gòu)成的核心內(nèi)容，每個(gè)斷點(diǎn)都具有邏輯結(jié)構(gòu)大致相同的步進(jìn)程序(STEP SEQUENCE)。

第3 層為各步進(jìn)行時(shí)產(chǎn)生的指令，即產(chǎn)生送至各個(gè)控制系統(tǒng)的功能組命令。當(dāng)該功能組啟動(dòng)完畢，則由鍋爐順序控制系統(tǒng)返回該步完畢信號(hào)到APS。

5 APS 系統(tǒng)與其他系統(tǒng)接口

APS 系統(tǒng)與MCS、FSSS、SCS、DEH、MEH、ECS等系統(tǒng)的接口信號(hào)全部采用通信的方式實(shí)現(xiàn)。APS系統(tǒng)作為基于MCS、FSSS、SCS、DEH、MEH、ECS、BPS 之上的機(jī)組級(jí)指管理、調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)APS 系統(tǒng)與這些底層系統(tǒng)的無縫連接是實(shí)現(xiàn)APS 系統(tǒng)自啟停的關(guān)鍵。這些系統(tǒng)與APS 系統(tǒng)接口功能設(shè)計(jì)的好壞將直接影響APS 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。

6 APS 系統(tǒng)調(diào)試和試驗(yàn)要求

APS 實(shí)現(xiàn)從機(jī)組啟動(dòng)準(zhǔn)備到帶滿負(fù)荷全過程的自動(dòng)控制，或從滿負(fù)荷減到零以至機(jī)組完全停止的全過程自動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)機(jī)組級(jí)自啟/停要通過一個(gè)漸進(jìn)的過程來實(shí)現(xiàn)。如何在較短時(shí)間內(nèi)高水平實(shí)現(xiàn)APS 功能且不影響DCS 其他功能的實(shí)現(xiàn)，對(duì)APS 的調(diào)試和投運(yùn)工作提出了較高的要求。

6.1 APS 調(diào)試的環(huán)境和特殊要求

實(shí)現(xiàn)機(jī)組級(jí)自啟/停要通過一個(gè)漸進(jìn)的過程來實(shí)現(xiàn)。如何在較短時(shí)間內(nèi)既能較高水平地完成DCS各個(gè)功能，又能實(shí)現(xiàn)APS 功能且不影響DCS 其它功能的實(shí)現(xiàn)，APS 的結(jié)構(gòu)方案成了關(guān)鍵。機(jī)組級(jí)自啟停(APS)采用多層級(jí)功能組結(jié)構(gòu)，最高層為機(jī)組級(jí)自啟停功能組。這樣做不但使APS 對(duì)下層DCS 功能的影響較小，而且還可以把APS 拆開分步試投。

APS 的調(diào)試要盡早進(jìn)入，在APS 設(shè)計(jì)階段應(yīng)對(duì)APS 的方案進(jìn)行審查，對(duì)APS 邏輯進(jìn)行深入分析研究，不斷優(yōu)化邏輯，在DCS 系統(tǒng)復(fù)原后，滿足DCS 具備啟動(dòng)條件即可逐漸開始APS 的靜態(tài)試驗(yàn)調(diào)試。

6.2 自啟?？刂葡到y(tǒng)仿真試驗(yàn)和測(cè)試

自啟停控制系統(tǒng)邏輯和畫面組態(tài)完成后要進(jìn)行系統(tǒng)仿真試驗(yàn)和測(cè)試，仿真試驗(yàn)的目的是檢查邏輯設(shè)計(jì)的合理性和畫面組態(tài)及連接的正確性。

6.3 自啟?？刂葡到y(tǒng)靜態(tài)調(diào)試

機(jī)組斷點(diǎn)的靜態(tài)調(diào)試是和仿真試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行的，功能的靜態(tài)調(diào)試是把相關(guān)設(shè)備(泵和風(fēng)機(jī)等)打到試驗(yàn)位置，電動(dòng)門、調(diào)節(jié)門盡量實(shí)際開關(guān)，不能實(shí)際開關(guān)的要做好隔離措施，保證能實(shí)際開關(guān)電動(dòng)門和調(diào)節(jié)門，強(qiáng)制不滿足的條件，啟動(dòng)功能組，模擬功能組的啟動(dòng)過程，試驗(yàn)每一步是否能正常進(jìn)行下去。

6.4 自啟?？刂葡到y(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)試及投運(yùn)

動(dòng)態(tài)調(diào)試階段是控制系統(tǒng)的實(shí)際投運(yùn)過程，在調(diào)試工程中必須密切關(guān)注設(shè)備的動(dòng)作和系統(tǒng)的狀態(tài)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)APS 系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的修改和完善，確保了機(jī)組的安全運(yùn)行。

在動(dòng)態(tài)調(diào)試時(shí)，機(jī)組斷點(diǎn)投運(yùn)前必須保證斷點(diǎn)中的相關(guān)設(shè)備的傳動(dòng)正確，聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)完成，設(shè)備能夠正常啟停和投運(yùn)，斷點(diǎn)中所涉及的功能組完成靜態(tài)試驗(yàn)并可實(shí)際投運(yùn)或已經(jīng)實(shí)際投運(yùn)過，才能確保APS 系統(tǒng)控制動(dòng)作的正確性和整個(gè)機(jī)組的可靠運(yùn)行。在動(dòng)態(tài)調(diào)試過程中還對(duì)投入和使用的控制策略進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整，確保了控制的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

7 結(jié)語

廣東海門2 ×1 000 MW 機(jī)組電廠自啟?？刂葡到y(tǒng)的成功應(yīng)用，推進(jìn)了國內(nèi)其他電廠技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)改造的步伐，目前國內(nèi)其他一部分1 000 MW機(jī)組電廠等技術(shù)改造項(xiàng)目也提出了實(shí)施機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)的要求。相信自啟?？刂萍夹g(shù)還將在全國范圍內(nèi)進(jìn)行推廣，機(jī)組自啟?？刂萍夹g(shù)在高參數(shù)、大容量火力發(fā)電站具有廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。