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1、十、机组自启停APS系统专题机组自启停控制系统APS是热工自动化技术的最新开展方向之一。APS是实现机组启动和停顿过程自动化的系统，其优势在于可以提高机组启停的正确性、规X性，大大减轻运行人员的工作强度，缩短机组后停时间，从整体上提高机组的自动化水平。FOXBORO公司根据应用经历，做如下说明：APS功能设计APS功能包括机组自动启动与自动停顿。其中自动启动有冷态、温态、热态和极热态四种启动方式，对于汽机来说，其区别主要在于汽轮机自动开场冲转时对主蒸汽参数的要求不同，因而汽轮机冲转前锅炉升压时间不同。冷态方式：第一级金属温度120温态方式：第二级金属温度120,且300热态方式：第一级金属温度
2、300C,且380极热态方式：第一级金属温度380C对于锅炉来说，区分以上4种启动方式，主要由汽包壁温、汽包压力和停炉时间来决定。四种启动方式都可分为九步，每步设计为1个断点。只有在前一步完成的条件下，通过所提供的按钮确认启动下一步，APS才会开场下一步，在每一步的执行过程中，均设计“GO/HOLD逻辑，这九步为：1）启动准备2）汽机抽真空3）锅炉初始清洗4）锅炉冷态清洗5）锅炉点火6）热态清洗7）汽机冲转8）并网、带初负荷9）升至目标负荷（40%BMCR）第九个断点即加负荷断点中进展到由APS设定负荷指令为40%MCR并实现后，发出由CCS进展负荷控制并投入协调方式的命令，断点完成后，APS
3、退出，此时机组的启动已完成，机组负荷由CCS系统控制升至操作员的设定值或由中调(AGC)给出的设定值方式。为了适应随后整个生产过程的全程自动控制，CCS必须能根据负荷指令要求自动地投切燃烧器，适应不同的负荷要求。投入APS前，必须具备启动允许条件，如锅炉加药系统、汽水采样系统、锅炉排污系统、灰处理系统、锅炉补水系统具备投入条件，凝结水、给水系统上水，循环水系统上水，开闭式冷却水系统上水、压缩空气系统、化学精处理系统、凝汽器胶球清洗系统、凝汽器铜管造膜系统具备投入条件，启动密封油系统，发电机充氢等已准备好。机组自动停顿也可设6步，也设计“GO/HOLD”逻辑，这6步分别为：1减负荷2最小负荷3解
4、列4汽机跳闸5真空破坏及燃烧器退出6停炉APS构造实现机组级自启/停要通过一个渐进的过程来实现。如何在较短时间内不但较高水平地完成DCS各个功能，又能实现APS功能且不影响DCS其它功能的实现，APS的构造方案成了关键。机组级自启停(APS)采用多层级功能组构造，最高层为机组级自启停功能组。这样做不但使APS对下层DCS功能的影响较小，而且还可以把APS拆开分步试投。APS对电厂的控制是应用电厂常规控制系统与上层控制逻辑共同实现的。常规控制系统是指：闭环控制系统(MCS/CCS)、锅炉炉膛平安监视系统(FSSS)、顺序控制系统(SCS)、数据采集系统(DAS)、给水泵汽轮机数字电液调节系统(M
5、EH).汽轮机旁路控制系统(BPC)；给水全程控制系统；汽轮机数字电液控制系统(DEH)及电气控制局部(ECS)等。在没有投入APS的情况下，常规控制系统独立于APS实现对电厂的控制；在APS投入时，常规控制系统给APS提供支持，实现对电厂的自动启/停控制。机组自启停系统可分为三层：第一层为操作管理逻辑，其作用为选择和判断APS是否投入，是选择启动模式还是停顿模式，选择哪个断点及判断该断点允许进展条件是否成立。如果条件成立那么产生一信号使断点进展。可以直接选择最后一断点(如升负荷断点)，其产生的指令会判断前面的五个断点是否已完成，如没有完成那么先启动最前面的未完成断点，具有判断选择断点功能，从
6、而实现机组的整机启动。第二层为步进程序，是APS的构成核心内容，每个断点都具有逻辑构造大致一样的步进程序，步进程序构造分为允许条件判断（与门），步复位条件产生（或门）及步进计时。当该断点启动命令发出而且该断点无完毕信号，那么步进程序开场进展，每一步需确认条件是否成立，当该步开场进展时同时使上一步复位。如果发生步进时间超时，那么发出该断点不正常的报警。第三层为各步进展产生的指令。指令送到各个顺序控制功能组实现各个功能组的启动/停顿，各个组启动/停顿完毕后，均返回一完毕信号到APS。APS的自动启动和自动停顿功能构造初步可按下列图1和图2所示：U5WrlIl家用血1川长阪舞MhiU，用型R31M2
7、栋机舶动停机瑜Wt留各功能组及子功能组APS的投入主要依靠各功能组来实现，APS系统相当于机组启停信息控制中心，按规定好的程序发出各个设备系统启动的命令，由各个系统相互协调共同完成： SCS锅炉/汽机顺序控制系统 MCS/CCS机组自动控制系统 FSSS锅炉炉膛平安监视系统 DEH数字电液调节系统 MEH给水泵汽轮机数字电液调节系统 BPC汽轮机旁路控制系统 其它控制系统(AVR电压自动调节系统)APS能否全面投入运行的关键是各个控制子系统的自动投入情况，其中锅炉、汽机顺序控制系统、锅炉炉膛平安监视系统(FSSS)和机组闭环自动控制系统CCS的投入情况最为关键。APS设计要灵活，在操作员站的A
8、PS操作画面上可以进展整机的自动启、停操作，也可以进展单独断点的自动进展操作。在机组启、停运行操作中，如果APS在退出状态下，也可以使用APS的操作画面很方便的按设定好的步骤，直接对某一功能组进展顺控操作，当该功能组中某一设备不能投自动时，可以立即调出该设备的操作站进展手动操作，以满足该功能继续执行。SCS系统与APS系统的接口关系SCS系统采用多层次的构造，分为功能组级、子功能组级和设备控制级等，从构造上来看，APS实现上也是SCS系统的一个功能组，SCS是APS的一个子功能组。SCS系统是构成APS系统的核心局部，SCS系统的成功投运是APS系统投运的关键所在，设计完善合理的SCS系统是A
9、PS投运最主要根底。在APS的各断点，SCS系统以功能组级、子功能组级和设备级的控制方式承受APS的控制指令，完成设备的启停。机组启动预备机组启动预备是APS启动的第一个断点，是机组采取APS启动的开场，初步设计如下的SCS功能子组：(a)循环水子组，(b)凝结水子组，(c)低压抽汽子组，(d)高压抽汽子组，(e)给水子组，(f)炉水循环子组，(g)锅炉疏水及排汽组，(h)燃油子组等。要选择该断点，需要满足以下条件(待进一步讨论。以下类似作为条件时，均为待进一步讨论)：(a)选择启动方式，(b)凝结水水位正常，(c)除氧器水位正常，(d)仪用气压力正常,(e)检修气压力正常，(f)凝结水在自动
10、，(g)循环水在自动，(h)低压抽汽在自动，(i)高压抽汽在自动，(j)给水在自动，(k)炉水循环泵在自动，(1)锅炉疏水及排汽在自动，(m)燃油在自动，(n)给水调门处于备用等。机组启动预备断点执行完毕的条件为:a)循环水启动完毕，b)凝结水启动完毕，c)低压抽汽投运，d)高压抽汽投运，e)给水启动完毕，f)炉水循环泵投运，g)锅炉疏水及排汽投运，h)燃油投运完毕。建立真空初步设计如下的SCS功能子组：(a)汽机真空子组，(b)汽泵子组，(c)汽机挂闸等。要选择该断点，需要满足以下条件：(a)汽机真空在自动模式，(b)汽泵在自动模式等。建立真空断点执行完毕的条件为：(a)汽机真空建立，(b)
11、汽泵投运完毕，汽机挂闸等。锅炉初始清洗锅炉冷态清洗炉膛吹扫及点火机组启动预备完成后，可以进展炉膛吹扫及点火，初步设计如下的SCS功能子组:(a)风烟系统子组，(b)炉膛吹扫子组，(C)辅汽子组，(d)汽机疏水子组，(e)燃油流量调节，(f)锅炉点火子组，(g)汽机供油子组，(h)发电机辅设等。要选择该断点，需要满足以下条件：a)风烟系统自动，b)辅汽自动，c) A送风机入口控制挡板自动备用，d) B送风机入口控制挡板自动备用,e) A引风机入口挡板自动备用，f) B引风机入口挡板自动备用，g) FSSS在APS模式,h)轻油流量控制阀自动备用，i)汽机供油自动备用，j)盘车自动模式，k)汽机疏
12、水自动模式，1)发电机辅助自动模式等。炉膛吹扫及点火断点执行完毕的条件为：(a)风烟系统投运完毕，(b)辅汽投入模式，(c)汽包水位正常，(d)空气流量30%,(e)MFT复位,(f)任一燃油层在投运，(g)冲转蒸汽允许等。(c)锅炉热态清洗汽机冲转汽机冲转升速的具体功能由DEH的ATC来完成，ATC程序承受APS系统的指令，主要有：(a)汽机摩擦检查，(b)升速，(c)应力计算,(d)暖机，(e)阀切换，(f)定速等。并网、带初负荷当汽机冲转完毕定速3000r/min后，APS进入到并网断点，等待操作员发出“G0”命令后，并网断点开场执行，向电气系统发出同期投入命令，向DEH系统发出投入同期
13、投入命令，由同期装置完成并网功能。在刚并网时，由DEH完成初始负荷功能。根据机组的启动方式完成初始负荷暖机后，并网及初负荷断断点完毕，进入到加负荷断点。升至目标负荷(40%BMCR)加负荷过程中需要各个MCS/CCS闭环自动系统、FSSS系统、MEH系统、DEH系统、给水全程系统(完成水位调节、并泵、倒泵等)协调共同完成，按以下步骤进展(机组负荷增减时，具体如何投切锅炉燃料，应在与锅炉专业一起做进一步的研究)：a)加负荷到15%；b)投下层油燃烧器及投电除灰(假设有电除灰的话)；c)目标负荷到40%,实际负荷增加到25%时再投一层油燃烧器；d)当实际负荷到达40%时，向FSSS系统及CCS系统
14、发出油燃烧器数量控制投自动指令，由FSSS系统和CCS系统根根据负荷情况自动投切油燃烧器：e)向FSSS系统发出退出轻油系统指令；f)向CCS系统发出投入负荷自动控制投入指令，机组启动完毕，机组进入正常的负荷调节，由操作员或AGC设置机组目标负荷即可。要选择该断点，需要满足以下条件(根据实际情况补充完善)：(a)轻油层在投运，(b)DEH在APS方式,(c)油燃烧在自动方式，(d)第一台锅炉给水泵小汽机控制自动启动状态，(e)轻油自动方式,（f） 1级过热器喷水减温阀A、B自动备用方式,（g） 2级过热器喷水减温阀A、B自动备用方式，（h）冷再喷水减温阀A、B自动备用方式等。加负荷断点执行完毕
15、后，机组启动完毕，APS退出，机组进入正常的负荷调节，判断的条件为：a）CCS负荷控制方式，b）任一台锅炉给水泵小汽机投运完毕，c）实际功率240%,d）三冲量控制方式，e）油燃烧器投入2层，f）所有轻油燃烧器阀关闭，g）轻燃油退出完毕状态，h）汽机疏水阀关闭，i）低压加热器投运完成，j）高压加热器投运完成，k）A省煤器再循环阀关闭，DB省煤器再循环阀关闭等。CCS系统与APS的接口关系CCS机组闭环自动控制系统完成机组模拟量的自动控制，其控制过程必须是全程自动，并且具有设定值跟踪、自动变化设定曲线，平滑改变设定值等功能，以满足系统全程自动的要求。当系统工艺未满足自动投入条件时，系统应处于备用的自动状态，
