第四章火電機組順序控制系統(tǒng).

1、第四章火電機組順序控制系統(tǒng)定義：將同鍋爐、汽輪機和發(fā)電機密切相關(guān)的所有輔機、閥門、擋板等設(shè)備的順序控制稱為火電廠的順序控制系統(tǒng)火電廠的順序控制系統(tǒng)(SCS)第一節(jié)火電機組順序控制系統(tǒng)的控制方式 生產(chǎn)過程33321333233321機組級；2功能組級；3 設(shè)備級圖4-1 順序控制分級示意圖大型火電機組中對涉及控制設(shè)備眾多的復(fù)雜順控系統(tǒng)采用分級控制的思想。分機組級控制、功能組級控制和設(shè)備級控制。一、機組級順序控制（自啟停系統(tǒng)APS） 機組級順控：為火電機組最高一級的控制，它能在最少人工干預(yù)下完成整套機組的啟動和停止。 機組級并不等于機組啟停全部自動控制，它允許必要的人工干預(yù)，即在執(zhí)行過程中設(shè)置最少

2、量的程序斷點，由運行人員確認(rèn)后，程序繼續(xù)進行。它給功能組自動控制方式提供了控制信號。因此，機組級控制也叫功能組自動方式控制，而功能組接受運行人員指令為功能組手動方式也叫功能組控制。二、功能組級順序控制 功能組級順控是一種以一個工藝流程為主，包含有關(guān)設(shè)備在內(nèi)的順序控制。 功能組控制的特點是把工藝上互相聯(lián)系，并且具有連續(xù)不斷的順序性控制特征的設(shè)備群作為一個整體來控制，是將相關(guān)聯(lián)的一些設(shè)備相對集中地進行啟動和停止的順序控制。當(dāng)運行人員發(fā)出功能組啟動指令后，同一功能組的相關(guān)設(shè)備將按照預(yù)先規(guī)定的操作順序自動啟動。三、設(shè)備級控制設(shè)備級控制是順序控制的基礎(chǔ)級。不通過功能組也能對屬于同一功能組的若干設(shè)備分別進

3、行操作，設(shè)備級控制是一種一對一的操作，即一個啟/停操作指令對應(yīng)于一個驅(qū)動級，如操作一個截流閥。這種單一性控制操作，也有人稱其為組件控制。第二節(jié) 順序控制系統(tǒng)設(shè)備級控制一、設(shè)備級控制的作用和功能設(shè)備級控制是對生產(chǎn)過程中的基礎(chǔ)設(shè)備實施一對一操作，應(yīng)具備下列控制功能：（1）手動/自動控制。自動方式下，設(shè)備級控制可以接受功能組的啟停指令；手動方式下，運行人員在操作站或BTG盤上發(fā)出啟停指令（2）保護功能：當(dāng)具備設(shè)備啟動或停止運行條件時應(yīng)自動啟動或停止設(shè)備的運行注：BTG盤： B（鍋爐boiler）T（turbine汽輪機）G（發(fā)電機generator）盤(控制盤)二、實例說明圖4-2 凝汽器真空泵A控

4、制邏輯以凝汽器真空泵A的控制為例，其控制邏輯原理如下圖 雖然設(shè)備級控制數(shù)量眾多，但是它的控制類型卻是有限的幾種，以某300MW機組為例，它有下面六種控制類型：（1）6kV/400V電動機自鎖啟停（雙路輸出脈沖信號（2） 6kV/400V電動機單向啟停（單路輸出長信號（3） 400V電動機可逆啟停（4）氣動單向操作閥門（擋板）（5）電磁閥操作閥門（擋板）（6）直流電動機啟停設(shè)備級控制可以在繼電器邏輯控制、PLC控制器和DCS等控制裝置中實現(xiàn) 大型火電機組中設(shè)備級控制通常在PLC控制器或DCS等控制裝置中實現(xiàn)。這些功能豐富的控制裝置甚至提供了可用于設(shè)備級控制的模塊，如典型馬達控制模塊、典型電動閥門

5、控制模塊等，極大地方便了順序控制系統(tǒng)的設(shè)計。對設(shè)備級控制有不同功能要求的場合，則需要重新設(shè)計設(shè)備級控制邏輯。編制設(shè)備級控制邏輯的語言通常使用功能模塊圖和梯形圖。圖4-3 典型電動門控制邏輯 第三節(jié) 順序控制系統(tǒng)功能組控制一、功能組控制的作用和控制方式完整的功能組一般具有如下三種控制方式：（1）功能組啟停的自動/手動切換。 自動（AUTO)時，功能組可接受自動啟動功能組和自動停止功能組信。手動時，按啟動鍵（START)和停止鍵(STOP)可以啟動和停止功能組。 在機組級控制時要求所有功能組處于自動方式。（2）中止（Halt）、解除（Release)和超馳（Over）操作。 中止操作時，控制程序暫

6、停執(zhí)行，解除操作時，功能組繼續(xù)啟停操作，超馳操作時，停止功能組的啟/停過程。（3）有兩臺以上冗余設(shè)備時，選擇某一臺作為啟動操作的“首臺設(shè)備”，并有自動/手動切換開關(guān)。當(dāng)?shù)谝慌_設(shè)備啟動完成后，便會自動選擇第二臺設(shè)備作為“首臺設(shè)備”的備用設(shè)備為啟動做好準(zhǔn)備。 功能組處于各種狀態(tài)時應(yīng)有相應(yīng)的指示燈表示。二、風(fēng)煙系統(tǒng)功能組（略）三、直吹式制粉系統(tǒng)功能組（略）圖4-4 鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)簡圖 四、給水系統(tǒng)功能組（P97-104） 給水系統(tǒng)的主要任務(wù)給水系統(tǒng)的主要任務(wù)是： 將除氧器過來的水升壓，經(jīng)高加、省煤器進入鍋爐（或汽包），保證鍋爐蒸發(fā)量的要求，維持鍋爐工質(zhì)的平衡；并為過熱器、再熱器、高旁提供減溫水。有的還

7、為爐水循環(huán)泵提供高壓冷卻水的補充水。給水系統(tǒng)的一般組成 系統(tǒng)一般組成系統(tǒng)一般組成：兩臺汽泵SFP，一臺電泵MDFP（BFSP)，各有一臺防汽蝕升壓前置泵SFBP（BFSBP）。 各前置泵裝有電動門，各主泵后有出口門、逆止閥、流量測量裝置，以及最小流量再循環(huán)管道至除氧器給水箱，并有給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥防泵內(nèi)流體汽化。啟動給水泵 汽動給水泵汽動給水泵由小汽輪機驅(qū)動，分有高、低壓汽源運行中可以切換，其獨立汽封汽源來自主機汽封系統(tǒng)，其排汽經(jīng)隔離閥排入主機凝汽器，正常潤滑主油泵，事故油泵為備用。電動給水泵 電動給水泵電動給水泵與其前置泵由液力耦合器連接共用同一電機驅(qū)動。用液力耦合器勺管來調(diào)節(jié)泵轉(zhuǎn)速以控制水流

8、量。起潤滑系統(tǒng)油泵正常工作時由主驅(qū)動裝置驅(qū)動，當(dāng)啟動、停止、潤滑油壓低時，則要啟動輔助潤滑油泵。 為了密封一般從凝結(jié)水母管引出密封水防止泵體內(nèi)液體向外泄漏。某電動給水泵熱力系統(tǒng)順控例電動給水泵聯(lián)動控制啟動電動給水泵聯(lián)動控制停止電動給水泵聯(lián)動控制輔助油泵啟?？刂齐妱咏o水泵聯(lián)動控制出口門、再循環(huán)門控制第四節(jié) 順序控制系統(tǒng)機組級控制一、機組級控制的作用和DCS構(gòu)成機組級啟停順序控制系統(tǒng)（APS）屬于機組級控制方式，是機組的最高管理級，其作用是使機組在冷態(tài)、溫態(tài)（機組停運不足36h）、熱態(tài)（機組停運不超過10h)或極熱態(tài)等方式下啟動，直到機組帶一定的負(fù)荷（如滿負(fù)荷），以及在任何負(fù)荷下，將機組負(fù)荷降到零

9、。 在大型單元機組中，機組自啟停系統(tǒng)作為SCS的一部分，一般在DCS中實現(xiàn)。 整個DCS以兩條互為冗余的開環(huán)無源通信電纜作為高速公路，所有的控制站都通過相應(yīng)的硬件接口（GWC門控制器）掛在總線上，各站的功能不分主從。這種總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，易于擴展，性能可靠，某一站的故障不影響其他站的工作。這種DCS的構(gòu)成如下：全廠的外圍輔助系統(tǒng)采用PLC控制，通過門控制器連接到以太網(wǎng)，主控制系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)的軟硬件構(gòu)成，包括汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）、燃燒器管理控制系統(tǒng)（MBC也稱BMS），以及機組自動控制系統(tǒng)（APC，也稱模擬量控制系統(tǒng)（MCS），它們組成的各控制站可以很方便地進行通信，實現(xiàn)了資源共享

10、。 DCS這種結(jié)構(gòu)為設(shè)計機組自啟?？刂葡到y(tǒng)提供了有利條件。二、斷點結(jié)構(gòu) APS系統(tǒng)采用斷點啟停設(shè)計思想，根據(jù)機組啟停曲線與單元火電機組啟停特點，采用斷點程序設(shè)計方式，對機組啟停進行階段劃分。通過按“開始”按鈕，機組開始執(zhí)行機組的啟停工作。在斷點處，需運行人員點擊“斷點完成”進行下一階段任務(wù)的啟動。在非斷點處，運行人員可以通過按“復(fù)位”按鈕中斷各個階段甚至機組的啟動或停止。復(fù)位或停止后重新開始時，已執(zhí)行過的斷點可點擊“斷點完成”跳過。在完成機組啟動或停止任務(wù)后，APS自動退出。 APS分為啟動模式或停止模式啟動模式下，啟動過程設(shè)計7個斷點：（1）機組輔助系統(tǒng)啟動斷點（2）機組啟動準(zhǔn)備斷點（3）鍋

11、爐點火斷點（4）升溫建立沖轉(zhuǎn)參數(shù)斷點（5）汽輪機沖轉(zhuǎn)斷點（6）發(fā)動機并網(wǎng)斷點（7）升負(fù)荷斷點。圖4-35 APS啟動模式斷點結(jié)構(gòu)的SFC圖（1）機組輔助系統(tǒng)啟動斷點任務(wù)（2）機組啟動準(zhǔn)備斷點任務(wù)（3）鍋爐點火斷點任務(wù) （4）升溫建立沖轉(zhuǎn)參數(shù)斷點任務(wù)（5）汽機沖轉(zhuǎn)斷點任務(wù)（6）發(fā)電機并網(wǎng)斷點任務(wù)（7）升負(fù)荷斷點任務(wù)在停止模式下，停止過程分為3個斷點：（1）減負(fù)荷到5斷點（2）機組解列斷點（3）機組停運斷點。圖4-36 APS停止模式斷點結(jié)構(gòu)的SFC圖（1）減負(fù)荷到5%斷點任務(wù)（2）機組解列斷點任務(wù)（3）機組停運斷點任務(wù)三、斷點任務(wù)1.APS啟動過程 啟動允許條件：空氣壓縮機組運行且空氣壓縮機儀用母管壓力正常；蒸汽輔助聯(lián)箱壓力正常；空側(cè)密封油泵運行；氫側(cè)密封油泵運行。 APS接到啟動指令且滿足啟動允許條件，APS進入機組輔助系統(tǒng)啟動階段。（1）機組輔助系統(tǒng)啟動（2）機組啟動準(zhǔn)備（3）鍋爐點火（4）熱態(tài)沖洗建立沖轉(zhuǎn)參數(shù)（5）汽輪機沖轉(zhuǎn)（6）發(fā)動機并網(wǎng)（7）升負(fù)荷2.