智慧电厂干货｜火电燃煤机组APS启动步序设计管窥-第2页-北极星火力发电网

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四、汽轮机冲转阶段（TURBINE ROLLING）

1.汽轮机冲转阶段起步许可条件：同时满足，① 炉膛吹扫&点火已完成；② 汽机交流辅助油泵已投入；③ 汽机转速＞2900 rpm，或汽机主油箱排烟风机已投入；④ 汽机抽真空已完成；⑤ 汽轮机进汽许可或汽机转速≮100 rpm。

2.汽轮机冲转节点运行准备条件：同时满足，① 汽轮机冲转时机条件；② DEH在APS方式；③ A汽动给水泵小汽机盘车已经投入；④ B汽动给水泵小汽机盘车已经投入。

3.汽轮机冲转逻辑步序

汽轮机冲转节点分8个步序完成（参阅图6）。

按键选择“TURBINE ROLLING”，并触发按键“GO”（参阅图2）。

第一步 APS接到“汽轮机冲转开始” 信号，向T-SCS发出指令：打开汽轮机中压主汽门电磁平衡阀。

第二步确认自T-SCS汽轮机左/右侧中压主汽门电磁平衡阀已经打开，延时1分钟后向DEH发出指令：汽轮机挂闸。

第三步确认自T-SCS汽轮机已经挂闸。向DEH发出指令：设定汽轮机目标转速在500rpm。

第四步确认自DEH汽轮机摩擦检查条件已满足，向DEH发出指令：请求汽轮机摩擦检查。

第五步确认自DEH汽轮机摩擦检查已退出或汽轮机转速＜100rpm。向DEH发出指令：汽轮机重新设定目标转速定值在500rpm。

第六步确认自DEH汽轮机第一次升速已经完成，向DEH发出指令：汽轮机设定目标转速定值在2100rpm。

第七步确认自DEH汽轮机第二次升速已经完成，向DEH发出指令：汽轮机设定目标转速定值在3000rpm。

第八步确认 ① 自MCS，再热器压力＞0.75MPa；② 自DEH，汽轮机升速已经完成。向DEH发出指令：汽轮机阀门转换。

提示：汽轮机转速升至500rpm，摩擦检查程序自动开始，汽轮机关闭主汽门，转速下降。

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图6 汽机冲转阶段逻辑步序

4.设计刍议

APS在此阶段表现得既专注又专业，所谓专注是说APS在这个阶段心无旁骛，就专心于汽轮机冲转一件事儿，从零转速升到3000rpm。说到专业，汽轮机冲转这个过程，DEH能做到的，APS当然不让全部做到。而且，DEH没有做到的，APS一气呵成。DEH在APS启动前就把汽轮机冲转的控制权交给了APS，APS则把汽机冲转各个环节链接成全自动控制，其中也包括了“汽轮机摩擦检查”这项试验。二次冲转、2100rpm暖机、3000rpm等转速定值都由APS给定,汽机冲转完成后的阀门切换也由APS自动完成。当然，APS并没有喧宾夺主，APS的主要作用还是“导引”，穿线搭桥，把手动的“点”连成自动的“线”，DEH固有的控制功能仍然本色发挥，汽轮机冲转，一键搞掂。

五、发电机并网＆初负荷阶段（SYNCHRO. & INIT. LOAD）

1.发电机并网＆初负荷阶段起步许可条件：同时满足 ① 炉膛吹扫&点火已完成；② 汽机交流辅助油泵已投入；③ 汽机转速＞2900rpm，或汽机主油箱排烟风机已投入；④ 汽机抽真空已完成。

2.发电机并网＆初负荷阶段运行准备条件：同时满足 ① 发电机并网时机条件；② B煤粉燃烧器顺控在自动；③ DEH在APS控制方式；④ 一次风系统顺控在自动；⑤ A一次风调节自动伺服；⑥ B一次风调节自动伺服；⑦ 锅炉燃烧器顺控主控器自动（APSIN）。

3.发电机并网＆初负荷逻辑步序

发电机并网&初负荷阶段分4个步序完成（参阅图7）。

按键选择“SYNCHRO. & INIT. LOAD”，并触发按键“GO”（参阅图2）。

第一步 APS接到“发电机同期指令”且满足以下任一条件：

1）3种状态同时出现，① 所有保护都已复位；② 汽机转速≥2950rpm；③ 励磁已投自动。

2）发电机开关已经合闸或自动准同期装置可供使用。则向DEH发出指令：合励磁开关。

第二步确认自DEH发电机开关已经合闸或自动准同期装置可供使用。按下DCS操作员站显示器APS启动画面上“ASS CONFIRM”按键。向DEH发出指令：投入自动准同期装置、并网。

第三步确认自DEH全部状态：① 发电机开关已经合闸；② 初负荷设定已完成。向B-SCS发出指令：启动锅炉一次风系统。

第四步确认全部状态：① DEH在负荷自动方式；② 锅炉一次风系统启动已完成；③ 初负荷实发功率＞5％ECR。发出指令，① 去BMS启动锅炉第一套煤粉燃烧器；② 启动锅炉电除尘器。

提示：机组带上初负荷，DEH即由“GOV”转“LL”方式，机炉协调（CCS）汽机主控器由伺服（Stand－By）自举为调节（AUTO）。

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图7发电机并网&初负荷阶段逻辑步序

4.设计刍议

本阶段始于电气操作，终在BMS控制，发电机合闸并入电网带初负荷是关键环节。事先把发电机励磁装置投入“自动”,置自动准同期装置处于“可供使用”状态，投入所有的电气保护。万事俱备，发电机合闸并网、带5%初负荷，都是自动的。对，阶段中有一步人工操作，进程第二步，按下 “ASS CONFIRM”按键。但不要质疑APS的自动水平，所谓的“一键启停”指的是热工控制系统，非APS。APS启、停各有6个阶段相互独立又次第连接，APS从来没有自诩是“一键启停”，是APS为热工控制立了规矩，要求参与其中的系统必须“一键启停”。

发电机并网＆初负荷结束了吗？还没有。机组带上初负荷，DEH即由“GOV”转“LL”方式，负荷刚到4MW，机炉协调（CCS）汽机主控器就由伺服（Stand－By）自举为调节（AUTO），而此前从高旁开启那一刻CCS锅炉跟随（BF）的扩展方式，高旁跟随压力调节（BER FLW MODE）就已经开始工作，也就是说，机炉协同控制系统早在锅炉投入两对油枪以后，就进入调节方式。

步序逻辑最后的指令有一条是去BMS“投入第一层煤粉燃烧器”。看似简单，别急，老鼠拉木锨—大头还在后面。其实，APS在本阶段直接管控了三层煤粉燃烧器，步序逻辑之外，专门为投运另外两套煤粉燃烧器设计有独立的“条件顺序控制”，以机组发电负荷为启动阈值，＞16%ECR启第二套煤粉燃烧器，＞ 25%ECR启动第三套。待三套制粉系统投入后，APS发出指令，把“磨煤机出力逻辑”控制权交还给BMS系统，锅炉煤粉燃烧器的自动增减就由BMS+CCS系统接续完成。机组实发负荷升至245MW（35%ECR），APS退出。

果然不同凡响，要知道，煤粉燃烧器是五用一备，备用燃烧器是随机的，投运燃烧器就一定要按有利维持“火焰中心”的原则进行排列组合，既然APS包揽了控制，只能，或者说是智能“思量”选择燃烧器了。并且，单说每套制粉系统启动就有13个步序， 5个模拟量回路。那么，三套制粉系统就要39步操作、投15个自动。这份思量、这么多动作，而操作人员只需目视无需伸手，这就是APS，这就是APS的标准。

六、机组升负荷阶段（LOAD UP）

1.机组升负荷阶段起步许可条件：发电机并网&初负荷阶段已完成。

2.机组升负荷阶段运行准备条件：同时满足，① 机组升负荷时机条件；② 任一油层在运行；③ DEH在APS方式控制；④ C煤粉燃烧器顺控在自动；⑤ D煤粉燃烧器顺控在自动；⑥ 轻油系统顺控在自动；⑦ 第一台汽给泵小汽机MEH在自动伺服；⑧ 一级过热喷水减温调节A在自动伺服；⑨ 一级过热喷水减温调节B在自动伺服；⑩ 二级过热喷水减温调节A在自动伺服；⑾ 二级过热喷水减温调节B在自动伺服；⑿ 再热事故喷水调节A在自动伺服；⒀ 再热事故喷水调节B在自动伺服；⒁ 再热温度（喷燃器摆角）调节在自动伺服。

3.机组升负荷逻辑步序

机组升负荷10个步序（参阅图8）。

按键选择“LOAD UP”，并触发按键“GO”（参阅图2）。

第一步 APS接到“机组升负荷”信号，发出指令：① 去DEH，DEH链接CCS；② 去DEH，低负荷限制方式；③ 去MCS，投机炉协调功率控制。

第二步确认全部工作方式：① 自DEH，汽轮机功率控制；② 自DEH，低负荷限制方式；③ 自MCS，CCS功率控制方式。则发出指令：去DEH，设定目标负荷在20％ECR。

提示：实发负荷＞84MW，确认汽机旁路阀已关闭，机组协调控制（CCS）转协调（CC）控制方式。

第三步确认全部状态：① 任一台给水泵小汽机已经启动；② 目标负荷已经设定在20％或35％ECR。发出指令：去MCS，并列第一台汽泵。

提示：机组实发负荷18％ECR，第一台给水泵小汽机开始冲转。

第四步确认自MCS，第一台汽泵已经并入给水系统。发出指令：去MCS，解列电动给水泵。

提示：实发负荷20％ECR，汽／电给水泵切换，第一台汽动给水泵并列，电动给水泵解列。

第五步确认自MCS电泵已经解列。发出指令：去MCS，设定目标负荷在35％ECR。

第六步确认全部状态：① 自MCS，目标负荷已经设定在35％ECR；② 自MCS实发功率＞200MW；③ 自BMS第三套制粉系统启动已经超过180秒。发出指令：去MCS，燃油自动流量调节给定“最低流量”。

提示：① 负荷指令到达21％ECR，第二台给水泵小汽轮机开始冲转、并列。② 机组实发负荷25％ECR， DEH投 “IPR”及真空限负荷控制。③磨煤机出力计算程序转“AUTO”。

第七步确认自BMS只有一层油枪在运行或只有一对油枪在运行再或者全部油枪角阀都已经关闭。发出指令：去BMS，退出倒数第二对轻油枪；去MCS，燃油自动压力调节给定“最低压力”。

第八步确认只有一对油枪在运行或全部油枪角阀都已经关闭。发出指令：去BMS，退出最后一对轻油枪；去MCS，燃油自动压力调节给定“最低压力”。

第九步确认自BMS全部油枪角阀都已经关闭且燃油速断阀已经关闭。发出指令：去B-SCS，停运锅炉轻油系统。

提示：实发负荷35%ECR，DEH切汽机单阀为顺序阀控制。

第十步实发负荷MW＞35%ECR，确认自BMS任一层油枪在运行且“油枪负荷程序”已在手动方式。或者，自BMS全部油枪角阀都已经关闭，同时自B-SCS锅炉轻油已经停运。发出指令：去DEH，汽轮机高压调节门转为顺序阀控制。

机组升负荷完成。

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图8机组升负荷阶段逻辑步序

4.设计刍议

APS升负荷阶段，热工控制火力全开。运行准备的14个条件中有5个开关量控制，模拟量调节多达9个，又见复变参数控制。机组负荷才到12%ECR，APS就导引CCS投CC方式，和常规的CCS比，投入时刻那是相当的早，可见APS中的CCS功能非同一般。所以强调，在某种意义上说模拟量调节才是决定APS成功的关键因素。机组目标负荷给定在35%。20%ECR给水系统并第一台汽泵、解电泵，负荷再升10MW，并第二台汽泵。汽动给水泵投入和电泵退出越早，机组运行越经济，APS做到了。锅炉投煤粉、退油枪，起起停停， APS再次披挂上阵从BMS手里接过最后两对油枪并将其安全退出，机组负荷升到35%，汽轮机阀门切换成顺序阀控制，其后再升、降机组负荷就是CCS、DEH、BMS和MCS联手撑起一片天了。最后一支油枪退出，APS启动工作结束，虽全身而退，然枕戈待击，机组停机时再被唤醒，重显身手。

结语

通过APS启动机组的6个阶段，我们看到了复合参量系统中开关量和模拟量交互作用、无缝衔接，我们看到了APS的程序控制过程。DCS是软件、硬体结合的电子计算机控制系统，硬体设备再先进，若软件有短板，避不开“木桶定理”，木桶的短板决定着盛水容量。应用软件的短板对DCS应用而言会导致昂贵的资源浪费。以上看到的APS功能，先进工业国家三十多年前已经在火电燃煤机组中成功应用。如果把APS作为一种标准，可以比较出提升空间。如果把APS作为一个目标，在火电燃煤机组中还有许多工作需要开拓。

APS停机也是6个阶段，控制同样精彩，欲知后事如何，且听下回分解。

《火电燃煤机组程序自动启停系统（APS）与智能控制》作者：王立地

可供大型火力发电厂、电力研究院、电力设计院、DCS生产厂家、火电安装调试等单位从事热工自动化、节能优化运行、智能电厂规划等专业的技术人员在生产培训、工程设计、系统调试、软件组态时借鉴应用，也可作为大专院校相关专业的辅助教材。