智慧电厂干货｜APS导引的锅炉给水一键启停控制

二、 锅炉给水系统顺序控制

1 、 给水系统顺序控制

锅炉给水调节总体控制策略上贯穿了系统高度自动化的“一键启停”设计思路和原则，顺序控制与过程调节无缝互动配合，使开关量控制和模拟量调节两种不同控制方式有机衔接成一个整体。APS对锅炉给水系统实施全过程导引，通过锅炉给水系统顺序控制主控器的自动命令（AUTOMATIC COMMAND）控制锅炉给水系统启动（ON COMMAND FOROM APS）和停止（OFF COMMAND FORM APS），锅炉给水系统的投入和停止状态实时回馈到APS。锅炉给水系统顺控主控器工作的允许条件包括单元级开关量信号也包含模拟量信号，4个条件如下：

① 除氧器水箱水位正常；② 电动给水泵单元顺序控制已在自动；③ A汽动给水泵单元顺序控制已在自动；④ B汽动给水泵单元顺序控制已在自动。

2 、 运行控制策略

为什么主控器没有直接指令电动给水泵或汽动给水泵投入或退出？这是因为，机组启动或停运过程中，电动给水泵或汽动给水泵的投入、退出取决于机组当时的运行状态，既然APS是全自动的，这些给水泵的投入或切除都要通过逻辑运算来替代人工判断和操作，锅炉给水系统顺控主控器指令传递到给水泵单元主控器前还要经过电泵/汽泵选择器逻辑决策后，才能确定给水泵的启动策略。

电动/汽动给水泵运行控制逻辑输出以下控制指令：

① 汽动给水泵启动；② 电动给水泵单元顺序控制自动启动；③ 给水泵切换时机；④ 汽动给水泵退出；⑤ 电动给水泵单元顺序控制自动停止；⑥ 汽动给水泵停止；⑦ A/B汽动给水泵并列；⑧ 增加1台汽动给水泵；⑨ 减少1台汽动给水泵；⑩ 解列第一台投入的汽动给水泵。

三、 电动给水泵单元顺序控制

1 、 电动给水泵单元顺控主控器

1）单元自动控制指令

APS控制方式下，电动给水泵在机组启动和停机过程中，两次启动两次停泵。

(1)APS机组启动，第一阶段“机炉辅助系统启动”（UNIT START PREPARATION），APS分布式主控器节点步序逻辑向锅炉顺序控制系统发出指令，启动锅炉给水系统。

(2)APS机组停止，第一阶段机组降负荷（LOAD DOWN），APS分布式主控器节点步序逻辑发出指令，启动锅炉给水系统。

2）顺控系统启动许可条件（PERMISSIVE CONDITIONS）

同时满足9个条件：①电动给水泵未反转；②电动给水泵最小流量阀已经开启；③电动给水泵在自动方式；④电动给水泵入口电动门在自动方式；⑤电动给水泵辅助油泵在自动方式；⑥电动给水泵大旁路电动门在自动方式；⑦电动给水泵主给水电动门在自动方式；⑧除氧器水箱水位正常；⑨电动给水泵最小流量阀自动调节在自动方式。

3）启动指令输出

电动给水泵单元顺控启动（SG M-BFP “ON”）。

2 、 电动给水泵单元顺控启动步序

图7 电动给水泵启动和停止步序

STEP 0 电动给水泵单元顺控接到给水系统主控器发来的“SG M-BFP ON”指令；

STEP 1 发出两条指令：

1）开启电动给水泵入口电动门（M-BFP INLET MW “OPEN”）;

2）电动给水泵液偶辅助油泵合闸（M-BFP AUXILIARY PUMP “ON”）。

STEP 2 发出两条指令：

1）关闭电动给水泵给水调节阀出口电动门（M-BFP DISCHARGE MV（START-UP）“CLOSE”）；

2）关闭电动给水泵出口主给水电动门（M-BFP DISCHARGE MW（MANIN）“CLOSE”）。

STEP 3 同时满足5个条件：

① 电动给水泵液偶辅助油泵已经合闸；② 电动给水泵入口电动门已经开启；③ 电动给水泵给水调节阀出口电动门已经关闭；④ 电动给水泵出口主给水电动门已经关闭；⑤ 电动给水泵润滑油压＞80kPa。

发出最后一条指令：电动给水泵合闸（M-BFP “ON”）。

3 、 电动给水泵给水调节阀出口电动门控制

1）电动门开启：锅炉主控器目标负荷（BM MW）＜75MW，且超过10秒，电动给水泵给水调节阀调节回路就会向调节阀出口电动门发出“开启电动给水泵给水调节阀出口电动门”命令。

2）电动门关闭：锅炉目标负荷超过77MW，并且给水调节阀已经关闭超过2秒，又接到开启电动给水泵出口主给水电动门的命令，则给水调节阀出口电动门关闭。

由此看出，开、关给水调节阀出口电动门是由锅炉主控器目标负荷确定的。

4 、 电动给水泵出口主给水电动门控制

开启电动给水泵出口主给水电动门指令来自模拟量调节锅炉给水液偶调速回路，电泵主给水电动门开、关，由液偶调速和调节阀两个自动调节回路的工作状态来决定，基本逻辑条件就是电泵液偶调速工作方式在自动而电泵给水调节阀工作方式非自动。开启和关闭电泵主给水电动门源于同一个指令,取反后作为主给水电动门关闭指令。电动门开关控制逻辑在锅炉顺序控制系统电动给水泵单元顺序控制中，自动关闭指令来自电泵启动步序逻辑。

5 、 电动给水泵单元顺控停止步序

STEP 0 收到电动给水泵单元顺控发来的停止命令（SG M-BFP SHUT DOWN）。（参阅图7）。

STEP 1 启动电动给水泵辅助润滑油泵（M-BFP AUX. OIL PUMP）；

STPP 2 电动给水泵分闸（M-BFP “OFF”）。

四、 A汽动给水泵单元顺序控制

1 、 A汽动给水泵单元顺序控制许可条件

同时满足11个条件，允许启动：（1）A汽动给水泵暖泵已经完成；（2）A汽动给水泵最小流量阀已经开启；（3）除氧器水箱水位正常；（4）冷却水已经投入；（5）A汽动给水泵未倒转；（6）A汽动给水泵盘车已经投入；（7）A汽动给水泵前置泵在自动；（8）A汽动给水泵入口电动门在自动；（9）A汽动给水泵出口电动门在自动；（10）A汽动给水泵润滑油单元顺控在自动；（11）A汽动给水泵最小流量阀调节在自动。

2 、 A汽动给水泵自动控制命令

1）自动启动：指令来自汽动给水泵选择器（SELECTOR FOR T-BFP）。

2）自动退出，以下三个信号之一：

① 汽动给水泵选择器停泵信号；② MFT信号；③ A给水泵汽轮机跳闸状态信号。

3 、 A汽动给水泵单元顺控主控器指令输出

1)启动A汽动给水泵，去A汽动给水泵单元顺控启动步序逻辑。

2)停止A汽动给水泵，去A汽动给水泵单元顺控停止步序逻辑。

4 、 A汽动给水泵启动步序：

图8 汽动给水泵单元顺控启动步序

STEP 1 接到A汽动给水泵单元顺控主控器发来指令SG A-BFPT “ON”，则发出指令启动2个顺控单元（见图8）：

1)投入A汽动给水泵汽轮机蒸汽单元（SG A-BFPT STEAM “ON”）；

2)投入A汽动给水泵润滑油单元（SG A-BFPT OIL “ON”）。

STEP 2 开启入口电动门（A-BFPT INLET MV “OPEN”）。

STEP 3 关闭出口电动门（A-PFPT DISCHARGE MV “CLOSE”）。

STEP 4 同时满足4个条件：① 出口电动门已关闭；② 目标功率＞18%ECR；③ 给水泵汽轮机两个调节阀都已关闭；④ A汽动给水泵启动准备就绪。

发出第四条指令，前置泵合闸。

如果此时给水泵汽轮机转速＞100rpm，则直接跳过上述4个条件，直接发出第四条指令。

STEP 5 给水泵汽轮机挂闸（（A-BFPT RESET）。

若此时给水泵汽轮机的两个主汽门都已经开启（BOTH A-BFPT MSV OPENED），则给水泵汽轮机目标转速给定2200rpm（A-BFPT SPEED SET 2200rpm）。

STEP 6 给水泵汽轮机最高转速设定在5950rpm（A-BFPT SPEED SET 5950rpm），开始升速。

STEP 7 确认A汽动给水泵升速已完成（A-BFPT SPEED UP COMPLETE），发出第七条指令，开启出口电动门。

5 、 A汽动给水泵汽轮机蒸汽单元

APS自动工作方式下，APS直接控制给水泵汽轮机蒸汽单元启动和停止，给水泵汽轮机蒸汽单元包括5台设备，但由蒸汽单元主控器控制的设备只有高压蒸汽电动门和低压蒸汽电动门，其余暖泵阀、排气电动蝶阀和轴封蒸汽电磁阀都有各自的控制方式，启动后状态则作为给水泵汽轮机蒸汽单元顺控已完成的必要条件。

接到APS启动“汽机抽真空”（VACUUM UP）阶段发来指令：投A给水泵汽轮机蒸汽单元。

1)A汽动给水泵汽轮机蒸汽单元主控器发出指令：

(1)开启A汽动给水泵汽轮机高压蒸汽电动门；

(2)开启A汽动给水泵汽轮机低压蒸汽电动门。

2)协同设备状态

(1)排气电动蝶阀（A-BFPT EXHAUST MD）

给水泵汽轮机排气电动蝶阀控制是在汽机顺控抽真空系统中，但在设备归属上却划归在给水泵汽轮机蒸汽系统里。由抽真空系统顺控主控器发布指令打开给水泵汽轮机排气电动蝶阀。汽机凝汽器真空高于给水泵汽轮机排汽真空-15kPa作为打开给水泵汽轮机排气电动蝶阀的许可条件。

(2)轴封蒸汽电磁阀（A-BFPT GLAND SEAL STEAM V/V）

接受给水泵汽轮机排气电动蝶阀开、关控制指令，与给水泵汽轮机排气电动蝶阀联动。

(3)给水泵汽轮机预暖阀（A-BFPT WARMING MV）

给水泵汽轮机预暖阀虽然纳入给水泵汽轮机蒸汽单元，但采用手动远方控制，设计有联动功能，随给水泵汽轮机排气电动蝶阀同步关闭。排气电动蝶阀已打开作为预暖阀开启的许可条件。