超臨界火電機組APS調(diào)試專題

超臨界火電機組APS調(diào)試專題上海電力建設啟動調(diào)整試驗所2023/2/1SPCTI2前言

電站調(diào)試技術(shù)、管理總體發(fā)展可分為以下四個階段：以實現(xiàn)電站發(fā)電為目的的粗狂性調(diào)試技術(shù)管理2023/2/1SPCTI32.電站調(diào)試技術(shù)管理規(guī)范化階段3.以電站安全、高效、長周期運行為目的的調(diào)試技術(shù)管理2023/2/1SPCTI44.以電站符合國家環(huán)保要求的節(jié)能降耗為目的的調(diào)試技術(shù)管理2023/2/1SPCTI5

新建機組為保證機組主、輔機設備的啟停過程中嚴格遵守運行規(guī)程，減少運行人員的誤操作，需要增強主、輔機設備啟停及運行的全程自動化水平2023/2/1SPCTI6APS啟停也越來越成為追求的目標，也是工程創(chuàng)造亮點的方向之一單元機組自動啟、?？刂疲ˋPS）技術(shù)作為提高自動化水平的重要方案，也成為了火電廠自動化控制技術(shù)發(fā)展的一個趨勢2023/2/1SPCTI7在百萬千瓦超超臨界機組自啟?？刂葡到y(tǒng)設計和調(diào)試中積累的經(jīng)驗豐富了熱工自動控制的內(nèi)容，對其他類型機組自啟?？刂葡到y(tǒng)的設計和調(diào)試具有重要的參考價值2023/2/1SPCTI8APS的含義單元機組自啟?？刂?APS)是根據(jù)單元機組啟停過程中不同階段的需要對鍋爐、汽輪機、發(fā)電機、輔機等系統(tǒng)和設備工況進行檢測和邏輯判斷，并按預定好的程序（帶有若干斷點）向順序控制系統(tǒng)各功能組、子功能組、驅(qū)動級以及模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)等各控制子系統(tǒng)發(fā)出啟動或停止命令，從而實現(xiàn)單元機組的自動啟動或停止。同時，相關的保護聯(lián)鎖邏輯能使主輔機在各種運行工況和狀態(tài)下，自動完成各種事故處理。二、APS調(diào)試2023/2/1SPCTI9APS機組啟動過程分為六個階段

輔助系統(tǒng)啟動冷態(tài)沖洗、鍋爐上水鍋爐點火鍋爐升溫升壓汽輪機沖轉(zhuǎn)、機組并網(wǎng)及帶初負荷機組升負荷。APS停止程序的階段設置降負荷機組解列機組停運2023/2/1SPCTI10安慶電廠機組自啟?？刂艫PS的啟動過程，起點從循環(huán)水系統(tǒng)啟動開始，終點至機組帶500MW負荷（高加投入完成、第二臺汽動給水泵并泵完成、至少三臺磨煤機投入，協(xié)調(diào)投入），退出自動啟動控制模式。APS系統(tǒng)停止自動控制從機組當前負荷開始減負荷至投汽機盤車結(jié)束、風煙系統(tǒng)停運

2023/2/1SPCTI組1111織機構(gòu)理制度激勵政策112023/2/1SPCTI組1111織機構(gòu)理制度激勵政策122023/2/1SPCTI組1111織機構(gòu)理制度激勵政策132023/2/1SPCTI組1111織機構(gòu)理制度激勵政策142023/2/1二、APS調(diào)試SPCTI15第一階段輔助系統(tǒng)啟動準備程控包括以下組級程控：循環(huán)水系統(tǒng)凝補水系統(tǒng)閉式水系統(tǒng)大機潤滑油系統(tǒng)（含密封油系統(tǒng)子程控）輔助蒸汽系統(tǒng)小機油系統(tǒng)神皖安慶電廠APS一階段.doc

2023/2/1此處添加公司信息2023/2/1SPCTI17第二階段冷態(tài)沖洗、鍋爐上水程控包括以下組級程控：啟動凝結(jié)水系統(tǒng)凝結(jié)水系統(tǒng)沖洗（含低加水側(cè)子程控）除氧器加熱啟動管道靜態(tài)注水（含啟動前置泵）鍋爐上水啟動汽機軸封系統(tǒng)啟動EH油系統(tǒng)真空系統(tǒng)定子冷卻水系統(tǒng)鍋爐冷態(tài)清洗（含啟動給泵確認）神皖安慶電廠APS二階段.doc

2023/2/1此處添加公司信息2023/2/1SPCTI19第三階段鍋爐點火程控包括以下組級程控：啟動鍋爐風煙系統(tǒng)（含空預、送引風機子程控）燃油泄漏試驗和爐膛吹掃制粉系統(tǒng)準備（含一次風機子程控）微油點火及首套制粉系統(tǒng)投運（含油槍啟動、磨煤機啟動程控）

神皖安慶電廠APS三階段.doc2023/2/1此處添加公司信息2023/2/1SPCTI21第四階段升溫升壓包括以下組級程控，完成汽機旁路投運、熱態(tài)沖洗、升溫升壓到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)第五階段汽機沖轉(zhuǎn)及并網(wǎng)帶初負荷，由汽機ATC自動完成神皖安慶電廠APS五階段ATC.doc第六階段自動升負荷到50%負荷。

二、APS調(diào)試2023/2/1SPCTI221.各控制系統(tǒng)間的接口信號

為實現(xiàn)機組自動程序啟停的要求，要對整個熱力、電氣系統(tǒng)的設備配置、鍋爐、汽輪機等主要設備的特性等進行研究，同時對模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、燃燒控制系統(tǒng)（FSSS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）、汽機控制系統(tǒng)(DEH)、汽泵控制系統(tǒng)(MEH)、高低旁路控制系統(tǒng)(BPS)、電氣控制系統(tǒng)(ECS)等控制系統(tǒng)的相關控制方案進行優(yōu)化改進，解決各子系統(tǒng)程序控制及控制系統(tǒng)間聯(lián)絡信號等接口問題，并在機組啟動過程中進行調(diào)整。

2023/2/1SPCTI232.磨煤機全程啟?？刂?。

磨煤機程序控制的研究主要解決啟動時的暖磨、停運時的吹掃等問題、確保磨煤機自動全程啟停。

常規(guī)的模擬量控制系統(tǒng)設計為熱風門控制一次風流量，冷風門控制磨煤機出口溫度。為實現(xiàn)磨煤機自動暖磨啟動的問題，需要采用磨煤機啟動過程中冷風門控制一次風量，熱風門控制磨出口溫度模式；當給煤機啟動后再切換到冷風門控制磨出口溫度，熱風門控制一次風量的正?？刂颇Ｊ?/p>

具體步序見下圖：

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2023/2/1SPCTI253.風煙系統(tǒng)的全程控制

風煙程控如何實現(xiàn)全程自動控制研究主要解決并風機時的控制、全程自動調(diào)節(jié)的設定值等。

可采用先將送引風機全部啟動，再開始拉升引風靜葉到爐膛壓力在一范圍后投自動，然后再拉升送風動葉到總風量到30～35%后投自動，隨后總風量設定值跟隨鍋爐主控，這樣避免了如何自動并風機的難點，解決了并風機時的控制，實現(xiàn)送引風機全程自動調(diào)節(jié)。同理在制粉系統(tǒng)準備組級程控中的一次風機啟動也可采用同樣的辦法。

2023/2/1SPCTI組1111織機構(gòu)理制度激勵政策262023/2/1SPCTI274.給水系統(tǒng)的全程控制

給水控制系統(tǒng)實現(xiàn)全程自動控制主要要解決汽動給水泵程控啟動、鍋爐上水、自動并泵、給水旁路閥控制與汽泵轉(zhuǎn)速控制的配合和切換以及干濕態(tài)切換等問題。

2023/2/1SPCTI284.1汽動給水泵程控啟動可采用模擬人工啟動時在汽泵控制系統(tǒng)（MEH）上的操作，通過程控步序發(fā)指令給MEH執(zhí)行，

當MEH與分散控制系統(tǒng)（DCS）采用一體化設計時，事情比較簡單，否則DCS與MEH的采用的通訊設備必須具有讀寫雙向功能，便于DCS進行程控編程，同時DCS與MEH的通訊設備應盡早調(diào)試

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4.2為解決鍋爐上水、干濕態(tài)切換等問題，應設計采用增加給水主控回路的整體架構(gòu)，給水流量的設定值由給水主控回路給出，干濕態(tài)設定值由不同的回路產(chǎn)生

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4.2啟動時給水流量設定值賦予給水旁路閥，主給水閥切換后賦予給水泵。采用啟動時給水旁路閥控制給水流量，給泵控制給水壓力，在滿足一定條件下（如給水旁路閥開度大于85%、差壓小于3Mpa、主閥離開關位，給水流量大于850t/h等），自動開啟主給水電動門，切換到給泵控制給水流量的正常模式這種方法，在調(diào)試過程調(diào)整給水旁路閥與給水泵流量控制切換點，這樣就能完全實現(xiàn)給水全程控制的無擾自動切換。

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4.3可采用程控方式進行給泵的自動并泵，當機組啟動到需要啟動第二臺給水泵時，進行并泵時執(zhí)行自動并泵子程序，先保持投用給泵自動，先拉升需要并入給泵轉(zhuǎn)速到給水母管壓力，然后開給泵出口門，投入并入給泵自動，然后自動消除二臺給泵轉(zhuǎn)速偏置完成自動并泵

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4.3這種程控方式的控制本質(zhì)上模擬了人工并泵與解列，不需要加裝給水泵再循環(huán)流量裝置，實際上由于給泵出口壓力與除氧器壓力有巨大的壓力差（30MPa），即使加裝給水泵再循環(huán)流量裝置也無法測量準確。

2023/2/1SPCTI335.模擬量自動控制的全程投用

為解決設備模擬量自動控制的全程投用，采用在啟用過程中，通過相應的程控步序，切換到設備操作模塊的跟蹤回路，跟蹤回路中使用重新設計的PID回路控制被調(diào)對象，因為不同的階段設備控制的對象、目標、精確度都有可能不同，這樣做既能控制設備動作的幅度與速率以及被控對象的目標位（設定值），又不影響自動回路的正常模式下的使用（不執(zhí)行程控時不會跟蹤到增加的控制回路）

2023/2/1SPCTI345.模擬量自動控制的全程投用的應用

凝汽器補水、除氧器上水、鍋爐上水、風煙程控中的風機動葉拉升、磨煤機子程控磨煤機啟動過程中冷風門控制拉升到一次風量，熱風門控制磨出口溫度、給泵自動并泵程控中的拉升給泵轉(zhuǎn)速到給水母管壓力、自動消除二臺給泵轉(zhuǎn)速偏置等都采用了此方式。

2023/2/1SPCTI356.燃料控制的全程自動控制

燃料控制如何實現(xiàn)全程自動控制主要解決鍋爐啟動初期升溫速率控制問題等，使燃料控制能夠盡早投入，因為機組負荷到達40%后，機組負荷由協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制，可不再由APS系統(tǒng)控制。

2023/2/1SPCTI366.燃料控制的全程自動控制

可采用燃料量控制的指針管理，設置一定的條件，如分離器溫度，爐膛煙溫、主汽溫度壓力、給水溫度等，當?shù)竭_一定的條件，燃料以一定的速率增減到某個目標，其增減速率也由定義的條件決定，這些條件往往根據(jù)機組的不同配置決定。

2023/2/1SPCTI377.高低壓加熱器自動投入

加熱器的啟動往往隨汽機啟動而投運，自動投運的難點在于剛啟動時加熱器液位難以建立，因此加熱器的抽汽電動門最好可改為調(diào)節(jié)門，可控制其開度及開關速率。

2023/2/1SPCTI388.主汽溫、再熱汽溫全程自動控制

主汽溫、再熱汽溫常規(guī)采用減溫水串級控制方式，這種方式控制精度較高，調(diào)試方便，但低負荷時往往控制不好，可采用SMITH預估的動態(tài)前饋等先進控制方案

2023/2/1SPCTI399.輔汽系統(tǒng)中老廠、四抽、冷再等汽源的自動切換，解決備用汽源的暖管問題等。

輔汽壓力的穩(wěn)定也是機組運行穩(wěn)定的關鍵之一，輔汽系統(tǒng)的供汽對象有給水泵、除氧器加熱、等離子磨煤機暖風加熱等，控制輔汽壓力的設備有老廠（或其它機組）、四抽、冷再等，這些輔汽汽源的控制要綜合考慮才能保障輔汽壓力的穩(wěn)定。

2023/2/1SPCTI4010.汽輪機的自動啟動（ATC）

要實現(xiàn)機組的APS啟動，汽輪機控制系統(tǒng)能否實現(xiàn)汽輪機的自動啟停尤為關鍵，我國目前的汽輪機控制系統(tǒng)控制方案往往由汽輪機廠家實施，因此在設備招標中應重點考慮汽輪機ATC的功能及其業(yè)績。

2023/2/1SPCTI4111.APS總體設計思路APS總體設計思路一般以主程控、組級程控、子程控進行三級設計，每級每個都應設有程控手自動切換按鈕，程控切為手動時，能單獨執(zhí)行本程控，程控切為自動時，本程控由上級程控調(diào)用。因此分合自如才能提高機組程控使用的實用性與安全性

二、APS調(diào)試2023/2/1SPCTI42

超（超）臨界機組自啟?？刂葡到y(tǒng)的調(diào)試是一項系統(tǒng)工程，機組自動啟?？刂频膶嵤?，既是對主輔設備運行操作的規(guī)范化，也是控制系統(tǒng)優(yōu)化的過程

二、APS調(diào)試2023/2/1SPCTI43

需要各參建方業(yè)主、設備制造商、設計、安裝、調(diào)試的密切配合，才能確保自啟停控制系統(tǒng)的調(diào)試的順利實施與機組自動啟動與停止的功能的實現(xiàn)。同時在機組分部試運及整套試運階段需要安排大量的時間來反復驗證、修改。

二、APS調(diào)試2023/2/1SPCTI44

為此在組織措施中建設單位應考慮合理的工期，同時成立科技攻關小組，明確組織架構(gòu)，領導牽頭來解決設計、設備、安裝、調(diào)試、生產(chǎn)各階段出現(xiàn)的問題，促成實現(xiàn)高水準的機組級APS啟停功能

2023/2/1SPCTI組1111織機構(gòu)理制度激勵政策452023/2/1SPCTI461.準備階段

業(yè)主應成立采取組織措施，依靠組織架構(gòu)領導牽頭，解決設計、設備、安裝、調(diào)試、生產(chǎn)各階段出現(xiàn)的問題，同時APS調(diào)試會經(jīng)常啟停以驗證程序的正確性、合理性，因此要為APS調(diào)整試驗準備合理的工期、費用2023/2/1SPCTI471.準備階段

設計單位應根據(jù)實際情況盡早組織有關參建方共同優(yōu)化APS啟停程序，合理設置斷點

程序設計符合實際運行要求，縮短啟停時間，降低啟動成本2023/2/1SPCTI48必須事先完成編寫按APS啟停方式的相關分系統(tǒng)的啟動檢查卡以及安全注意事項或危險源辨識等文件，并在APS相關的組級程控、子程控調(diào)試時不斷完善這些文件

開式水\#機開式水系統(tǒng)啟動前閥門檢查卡.doc

開式水\#機開式水系統(tǒng)啟動操作票.doc2023/2/1SPCTI49調(diào)試單位應全面了解鍋爐、汽輪機以及各輔助熱力設備的設計、運行及控制要求，編制至少組一級程控的試驗方案或措施，并組織建設、運行、設計、施工等有關單位進行審查，經(jīng)批準實施。2023/2/1SPCTI502.實施階段

正常的調(diào)試程序必須堅持熱工和電氣保護定值修改審批程序DCS邏輯方案修改審批程序

熱工和電氣保護臨時退出審批程序調(diào)試過程中的工作（全過程控制）事前策劃、事中控制、事后糾偏

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2023/2/1SPCTI52在調(diào)試過程中堅持執(zhí)行的原則

“單體操作必須在DCS上進行且相關保護系統(tǒng)投入

系統(tǒng)啟動必須使用程控啟動

試運過程中根據(jù)機組實際調(diào)試情況盡早投入自動，優(yōu)化調(diào)節(jié)品質(zhì)，提高自動化水平”

2023/2/1SPCTI53在APS調(diào)試期間，每日組織召開APS協(xié)調(diào)工作會議，每日通報調(diào)試進展，交底當日工作要求、安裝單位重點消缺項目與安全注意事項，計劃下一工作日調(diào)試工作，以APS調(diào)試為龍頭，能提高整個工程的管理水平，使各參建單位協(xié)同工作，使整個工程高水平、高質(zhì)量的完成。

2023/2/1SPCTI54自動控制邏輯不僅考慮穩(wěn)態(tài)投用時的調(diào)節(jié)品質(zhì)，也要考慮啟動停止過程的調(diào)節(jié)功能，優(yōu)化自動控制在各種工況下的調(diào)節(jié)品質(zhì)，保障自動控制符合APS的要求

2023/2/1SPCTI55APS啟停程序調(diào)試應分為靜態(tài)啟停試驗與動態(tài)啟停試驗，試驗過程必須進行驗收，最大程度滿足實際運行

2023/2/1SPCTI56調(diào)試過程嚴格執(zhí)行安全管理制度

所有設備試運均必須在保護校驗完畢的情況下在DCS上啟動；

分系統(tǒng)調(diào)試程序必須進行安全技術(shù)交底簽字，完成程控模擬試驗；堅持分系統(tǒng)啟動前按程序啟動方式進行，但事先必須組織人員進行危險源辨識與風險評估

程序啟停時組織人員進行現(xiàn)場監(jiān)護，保障人員與設備安全。

2023/2/1SPCTI573.實施APS的優(yōu)點促進了運行管理與培訓。與APS相關的組級程控、子程控都配有相應的、獨立的啟動檢查卡，為了實現(xiàn)APS程控啟動，必須事先完成編寫按APS啟動方式啟動的相關分系統(tǒng)的啟動檢查卡以及安全注意事項，并在APS相關的組級程控、子程控調(diào)試時不斷完善，所形成的文件為機組投產(chǎn)后運行管理、培訓提供了依據(jù)。

2023/2/1SPCTI58促進了工程管理與安裝消缺管理。在APS調(diào)試期間，每日組織召開協(xié)調(diào)工作會議，每