维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第５期 广西电力 机组自启停系统应用策略与调试 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｂｏｕｔ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ Ｓｔａｒｔ－ｕｐ ａｎｄ Ｓｈｕｔ－ｄｏｗｎ Ｓｙｓｔｅｍ 余振华 ＹＵ Ｚｈｅｎ—ｈｕａ （广东湛江电力有限公司，广东湛江５２４０９９） 摘要：机组自启停系统（ 关键词：ＡＰＳ；应用；调试 ）是大型机组自动控制的潮流和方向，文章结合工程应用实例，介绍了奥里油电厂ＡＰＳ的逻 辑框架及相关的断点设置原则。及ＡＰＳ调试中所遇到的技术难题的解决办法。 中图分类号：ＴＫ３２３文献标识码：Ｂ文章编号：１６７１—８３８０｛２００７）０５－００２７—０３ １概述 湛江奥里油发电厂２×６００ ＭＷ机组锅炉系东 方锅炉厂生产的ＤＧ ２０３０／１７．４一Ｉ１型亚临界一次 中间再热自然循环汽包炉，单炉膛平衡通风，燃烧器 分三层奥里油，三层轻油，采取前后墙对冲燃烧方 式；汽机是由哈尔滨汽轮机厂生产的Ｎ６００—１６．７／ 等），以最终实现发电机组的自动启动或自动停运。 ２机组自启停控制系统的架构及应用 ２．１ ＡＰＳ总体架构 机组自启停系统总体架构分为３层： ①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止模式， 选择哪个断点及判断该断点允许进行条件是否成 ５３７／５３７、亚临界、一次中间再热、四缸四排汽、高中 压分缸、双流低压缸、单轴冲动凝汽式机型；发电机 为哈尔滨电机厂生产的ＱＦＳＮ一６００—２，水一氢一 立。如果条件成立则产生一信号使断点进行。可以 直接选择最后１个断点（如升负荷断点），其产生的 指令会判断前面的５个断点是否已完成，如没有完 成则先启动最前面的未完成断点，具有判断选择断 点功能，从而实现机组的整机启动。 ②第二层为步进程序。其是ＡＰＳ的构成核心 内容，每个断点都具有逻辑结构大致相同的步进程 序，步进程序结构分为允许条件判断（与门），步复位 氢冷却方式机型；机组ＤＣＳ系统采用北京ＡＢＢ公 司的ＳＹＭＰＨＯＮＹ系列分散控制系统，机组自启停 控制系统（ＡＰＳ）作为ＤＣＳ系统的一个重要组成部 分，要求达到从机组启动准备到机组带满负荷以及 机组满负荷到机组停机全过程自动控制。 机组自启停控制系统（ＡＰＳ）是机组自动启动和 停运的信息控制中心，它按规定好的程序发出各个 设备傈统的启动或停运命令，并由以下系统协调完 成：机组自动控制系统（ＡＰＳ）、模拟量自动调节控制 系统（ＭＣＳ）、协调控制系统（ＣＣＳ）、锅炉炉膛安全监 视系统（ ）、汽轮机数字电液调节系统（ＤＥＨ）、 条件产生（或门）及步进计时。当该断点启动命令发 出而且该断点无结束信号，则步进程序开始进行，每 一步需确认条件是否成立，当该步开始进行时同时 使上一步复位。如果发生步进时间超时，则发出该 断点不正常的报警。 ③第三层为各步进行产生的指令。指令送到各 锅炉给水泵小汽机调节系统（ＭＥＨ）、汽轮机旁路控 制系统（ＢＰＣ）、锅炉汽机顺序控制系统（ＳＣＳ）、给水 全程控制系统、燃烧器负荷程控系统及其它控制系 统（如ＥＣＳ电气控制系统、ＡＶＲ电压自动调节系统 收稿日期：２ｏｏ７—０５—１０ 个顺序控制功能组实现各个功能组的启动／睁止，各 个组启动／停止完毕后，均返回一完毕信号到ＡＰＳ。 ＡＰＳ的总体策略框图如图１所示。 维普资讯 http://www.cqvip.com 广西电力 ２００７年第５期 图１ ＡＰＳ总体策略框图 ２．２ ＡＰＳ逻辑组态范围 湛江奥里油电厂ＡＰＳ组态所包括的范围是： ＡＰＳ的起点从凝结水系统启动开始，终点是升负荷 过程中２台汽泵并泵完成，负荷５０％；机组停止过 程ＡＰＳ的起点为当前时刻的负荷，终点是汽机停机 后真空破坏，盘车投入，风烟系统停运。湛江奥里油 电厂以下控制系统没有纳入ＡＰＳ的控制范围：发电 机氢、油、水系统；汽机润滑油系统；锅炉排空气系 统；工业水系统；化学补给水系统；锅炉除灰系统；脱 硫等外围系统。 ２．２．１ ＡＰＳ启动组态范围 启动过程的组态范围包括以下内容： ①机组启动准备阶段：ＡＰＳ投入凝结水系统、 锅炉给水系统、锅炉疏水及排汽系统、汽机疏水系 统、小汽轮机润滑油系统、真空系统。 ②锅炉吹扫点火阶段：ＡＰＳ投入锅炉风烟系 统、轻油系统、燃烧器管理系统、旁路系统、ＤＥＨ油 系统等。 ③汽轮机冲转阶段：ＡＰＳ投入奥里油供油系 统，汽机挂闸，冲转、摩擦检查、暖机、升速，阀切换、 定速。 ④发电机并网阶段：ＡＰＳ投入电气同期判断， 并网及带初始负荷。 ⑤升负荷阶段：ＡＰＳ投入低加系统、高加系统， 奥里油枪自动投入及轻油枪自动退出，小汽轮机启 动，给水泵切换，厂用电切换，投入ＣＣＳ控制方式。 ２．２．２ ＡＰＳ停机组态范围 停止过程的组态范围应包括以下内容： ①ＣＣＳ控制机组减负荷，继续将负荷减到设定 的最低负荷（切除ＣＣＳ，给水泵切换，小汽轮机停运， 奥里油枪退出，奥里油供油系统解列，轻油枪投入， 厂用电切换）。 ②机组解列阶段：锅炉停炉，汽机跳闸，发电机 解列。 ③主机惰走阶段：ＡＰＳ投入真空泵停运子组， 打开真空破坏门，锅炉风烟系统停运。 ２．３ ＡＰＳ断点的设置原则和数量 ２．３．１ ＡＰＳ启动断点设置 依据湛江奥里油发电厂的实际情况，ＡＰＳ启动 设置５个断点：机组启动准备断点；吹扫点火及升温 升压断点；汽机冲转断点；并网及初负荷控制断点； 升负荷断点。 当选择ＡＰＳ启动时，相应的断点条件满足，点 击调出操作面板，即可执行相应的断点。各断点执 行的内容均在面板上显示出来，通过点击还可进入 到相应的功能子组画面。ＡＰＳ启动操作画面不仅 是一个运行操作画面，还是一个运行操作指导的画 面，ＡＰＳ操作执行的过程及相应的子功能组执行过 程一目了然。当ＡＰＳ执行过程中遇到故障时，操作 画面能直观地显示故障出现的子功能组及相应的执 行步骤，就能立即找到故障所在的部位，以便消除故 障使ＡＰＳ继续执行下去。 ２．３．２ ＡＰＳ停止断点设置 机组自动停止设３个断点，这３个断点分别为： 降负荷到最小负荷断点；锅炉ＩＶＩＦＴ、汽机跳闸、发电 机解列断点；停机断点。也设计有“ＧＯ／ＨＯＬＤ”逻辑。 ２．４ ＡＰＳ与其它系统接口 ＡＰＳ与ＭＣＳ，ＢＭＳ，ＳＣＳ，ＤＥＨ，ＭＥＨ，ＥＣＳ等系 统的接口信号全部采用环路通信。ＡＰＳ作为基于 ＭＣＳ，ＢＭＳ，ＳＣＳ，ＤＥＨ，ＭＥＨ，ＥＣＳ，ＢＰＳ之上的机组 级指令管理、调度系统，实现与这些底层系统的无缝 连接是实现其自启停的关键。 ２．４．１ ＡＰＳ与ＭＣＳ的接口 ＭＣＳ将根据机组各工况、各系统设备的投切情 况、运行状态，与取自工艺系统的温度、压力、流量、负 荷等过程参数做综合判断，实现自动调节系统的自举 （手自动切换）功能；根据主设备厂商提供的资料、曲 线和以往的经验曲线等参数进行自动调节。 ２．４．２ ＡＰＳ与ＢＭＳ的接口 在风烟系统启动与锅炉点火阶段，ＢＭＳ接受 ＡＰＳ来的指令，自动完成炉膛吹扫、油系统检漏、锅 炉点火工作；在升温升压阶段，ＢＭＳ根据锅炉升温 升压曲线自动完成油枪投入数量的负荷计算，并完 成相应的油枪投入，配合汽机旁路系统完成锅炉升 温升压；在升负荷阶段，ＢＭＳ根据ＡＰＳ和ＣＣＳ的负 荷请求，根据锅炉奥里油枪投入数量与机组负荷曲 线及奥里油流量、奥里油母管压力、奥里油油枪投入 数量负荷曲线来计算奥里油枪投入数量，自动完成 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第５期 广西电力 相应奥里油油枪的投人、轻油枪的退出。 ２．４．３ ＡＰＳ与ＤＥＨ的接口 依照以前的惯例，启动一台风机后都要检查一段时 间才启动下一台风机，这样单边风机运行起来带一 定风量后另一边才启动，就造成另一侧风机启动阻 力大，负压波动比较大，有几次因为喘振信号及负压 在ＡＰＳ自动起机过程，ＤＥＨ将在ＡＰＳ的调度 下自动完成汽机复位、挂闸、冲转、低速检查、中速暖 机、阀切换、３０００转定速、并网带初始负荷、升负荷 到５５％，然后投人协调；在ＡＰＳ停机过程，ＤＥＨ将 配合ＡＰＳ和ＣＣＳ完成机组减负荷、解列、汽机遮断 低跳机。和机务专业相关人员讨论后，决定当送风 机Ａ启动时动叶暂不投自动，待送风机Ｂ开起来 后，才和送风机Ｂ动叶一起投自动，这样就避免了 等工作。 ２．４．４ ＡＰＳ与旁路系统的接口 旁路系统在ＡＰＳ自启停过程中也起着十分重 要的作用，在锅炉点火后、汽机冲转前，旁路系统根 据启动方式（冷态、温态、热态、极热态）自动给定主 汽压力，配合锅炉完成升温升压。汽机冲转时旁路 关闭；机组并网后，当ＯＰＣ动作时，低旁打开；当汽 机跳闸时高、低旁路同时打开。 ２．４．５ ＡＰＳ与ＭＥＨ的接口 ＭＥＨ与ＡＰＳ的接口主要在ＭＥＨ与汽泵功能 组、ＭＥＨ与ＭＣＳ中实现。汽泵功能组接收ＡＰＳ来 的启动指令后，发出汽泵前置泵启动及进、出口阀 开、关指令，然后复位小汽机，小汽机冲转暖机，直到 小汽机冲转完成，交付ＭＣＳ遥控。ＭＣＳ自动完成 并泵功能。 ２．５ ＡＰＳ调试 ＡＰＳ的调试和其它系统的调试不同，它是一个 整体的宏观系统，从控制系统上讲，它和下面的各子 系统有着诸多联系，在整个系统调试前应首先审查 ＡＰＳ组态逻辑，并整理出相应的试验单，交由汽机、锅 炉和热工专业人员一起审查逻辑的合理性，讨论出适 合工艺流程的方案，并修改逻辑组态，修改画面。 在酸洗、吹管、冲转和整组启动及机组１６８ ｈ试 运中，调试组和项目部、运行部密切配合，逐步地进 行各个断点的动态调试，发现问题及时进行沟通。 到目前为止，湛江奥里油电厂的ＡＰＳ启动过程的５ 个断点和停止过程的第３个断点已经动态调试完 毕；降负荷断点、解列断点静态试验完毕；给水泵并、 切泵和燃料管理方面的技术难点已全部解决。应该 说ＡＰＳ的调试工作已基本上完成。 ３ ＡＰＳ调试中的技术难题及解决措施 在调试过程中我们也遇到了一些难题，现把我 们对这些难题的解决情况介绍如下： ①首先是风烟系统的自动问题。风机是按如下 的顺序启动的，启动引风机Ａ一送风机Ａ一引风机 ＋送风机Ｂ，风机启动后相应的动叶投自动。运行 上述问题的发生。 ②燃烧器管理也是我们在ＡＰＳ设计和调试过 程中碰到的一大难题。和其它电厂不同的是，奥里 油电厂的燃烧器是前后墙布置，共３层，每层１２支 轻油枪，共３６支奥里油枪和３６支轻油枪。在锅炉 升温升压和升负荷过程中，不容易确定投哪一层哪 一支油枪，才能保证炉膛火焰不烧偏。我们只能按 照东锅厂的要求制定每支油枪的启动许可条件、交 叉原则、禁增原则，规定每支油枪的启动顺序。经过 认真思考后，重新修改了设计思路，修改后的燃烧器 管理程序经试运证明还是很好用的。在后面的启动 过程中，尤其是 ６ 自动升降负荷过程中，没有有 效的燃烧器管理功能，要实现ＡＧＣ和ＡＰＳ功能将 是一句空话。 ③燃料控制是我们在调试过程中遇到的棘手问 题。原本的设计思路是前８支奥里油枪按照一定的 时间顺序投人，投人时奥里油泵调压，投人后奥里油 泵开始调节流量。奥里油枪数量的增减取决于奥里 油跳闸阀前的压力，当压力高于一定值时增油枪；当 压力低于一定值时减油枪。升负荷时没什么问题， 升负荷的曲线跟设定值的曲线跟得很紧；降负荷时， 由于奥里油泵的控制，当压力低于某值时禁减，减油 枪的设定值又离禁减值很近，很容易就出禁减信号， 因而常常导致７，８支油枪同时在炉膛内吹扫，而吹 扫时又需要投人轻油枪助燃，这样负荷不仅没有降 下来，反而有增加的现象。针对上述现象，我们对奥 里油枪自动增减的逻辑进行了修改。经过２号机的 ＡＧＣ试验检验，说明了我们的逻辑修改是有效的。 ④全程给水问题。汽泵并电泵ＡＢＢ设计是用 两个动态的函数来平衡汽泵和电泵的出力，中间的 变化过程是动态的，仿真时我们还是很难摸清其变 化的规律。在参考其它电厂给水系统逻辑和台山电 厂并泵操作的基础上，对奥里油电厂的条件判断、信 号检测、正常启动、正常工况判断、异常工况判断等 逻辑进行了改动。经过实际运行证明，给水逻辑修 改是比较成功的。