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(shè)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(shè)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(shè)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(biāo)，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(shè)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(shè)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(shè)備工況進行檢測和邏輯判斷，并按預(yù)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(guān)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(shè)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(dāng)前負荷開始減負荷至投汽機盤車結(jié)束、風(fēng)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(zhǔn)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(fēng)煙系統(tǒng)（含空預(yù)、送引風(fēng)機子程控）燃油泄漏試驗和爐膛吹掃制粉系統(tǒng)準(zhǔn)備（含一次風(fēng)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(shè)備配置、鍋爐、汽輪機等主要設(shè)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(guān)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(luò)信號等接口問題，并在機組啟動過程中進行調(diào)整。

2023/2/1SPCTI232.磨煤機全程啟停控制。

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(shè)計為熱風(fēng)門控制一次風(fēng)流量，冷風(fēng)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(fēng)門控制一次風(fēng)量，熱風(fēng)門控制磨出口溫度模式；當(dāng)給煤機啟動后再切換到冷風(fēng)門控制磨出口溫度，熱風(fēng)門控制一次風(fēng)量的正?？刂颇Ｊ?/p>

具體步序見下圖：

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2023/2/1SPCTI253.風(fēng)煙系統(tǒng)的全程控制

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

可采用先將送引風(fēng)機全部啟動，再開始拉升引風(fēng)靜葉到爐膛壓力在一范圍后投自動，然后再拉升送風(fēng)動葉到總風(fēng)量到30～35%后投自動，隨后總風(fēng)量設(shè)定值跟隨鍋爐主控，這樣避免了如何自動并風(fēng)機的難點，解決了并風(fēng)機時的控制，實現(xiàn)送引風(fēng)機全程自動調(diào)節(jié)。同理在制粉系統(tǒng)準(zhǔn)備組級程控中的一次風(fēng)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(dāng)MEH與分散控制系統(tǒng)（DCS）采用一體化設(shè)計時，事情比較簡單，否則DCS與MEH的采用的通訊設(shè)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(shè)備應(yīng)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(yīng)設(shè)計采用增加給水主控回路的整體架構(gòu)，給水流量的設(shè)定值由給水主控回路給出，干濕態(tài)設(shè)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(shè)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(guān)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(dāng)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(zhǔn)確。

2023/2/1SPCTI335.模擬量自動控制的全程投用

為解決設(shè)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(yīng)的程控步序，切換到設(shè)備操作模塊的跟蹤回路，跟蹤回路中使用重新設(shè)計的PID回路控制被調(diào)對象，因為不同的階段設(shè)備控制的對象、目標(biāo)、精確度都有可能不同，這樣做既能控制設(shè)備動作的幅度與速率以及被控對象的目標(biāo)位（設(shè)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(yīng)用

凝汽器補水、除氧器上水、鍋爐上水、風(fēng)煙程控中的風(fēng)機動葉拉升、磨煤機子程控磨煤機啟動過程中冷風(fēng)門控制拉升到一次風(fēng)量，熱風(fēng)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(shè)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(dāng)?shù)竭_一定的條件，燃料以一定的速率增減到某個目標(biāo)，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(guān)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(yù)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(guān)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(fēng)加熱等，控制輔汽壓力的設(shè)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(guān)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(shè)備招標(biāo)中應(yīng)重點考慮汽輪機ATC的功能及其業(yè)績。

2023/2/1SPCTI4111.APS總體設(shè)計思路APS總體設(shè)計思路一般以主程控、組級程控、子程控進行三級設(shè)計，每級每個都應(yīng)設(shè)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仁菍χ鬏o設(shè)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(shè)備制造商、設(shè)計、安裝、調(diào)試的密切配合，才能確保自啟?？刂葡到y(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(fù)驗證、修改。

二、APS調(diào)試2023/2/1SPCTI44

為此在組織措施中建設(shè)單位應(yīng)考慮合理的工期，同時成立科技攻關(guān)小組，明確組織架構(gòu)，領(lǐng)導(dǎo)牽頭來解決設(shè)計、設(shè)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(zhǔn)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(zhǔn)備階段

業(yè)主應(yīng)成立采取組織措施，依靠組織架構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)牽頭，解決設(shè)計、設(shè)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(zhǔn)備合理的工期、費用2023/2/1SPCTI471.準(zhǔn)備階段

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

程序設(shè)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(guān)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(guān)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(yīng)全面了解鍋爐、汽輪機以及各輔助熱力設(shè)備的設(shè)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(shè)、運行、設(shè)計、施工等有關(guān)單位進行審查，經(jīng)批準(zhǔn)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

2023/2/1SPCTI組1111織機構(gòu)理制度激勵政策51

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(guān)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(dāng)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(yīng)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(shè)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(fēng)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(shè)備安全。

2023/2/1SPCTI573.實施APS的優(yōu)點促進了運行管理與培訓(xùn)。與APS相關(guān)的組級程控、子程控都配有相應(yīng)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(guān)分系統(tǒng)的啟動檢查卡以及安全注意事項，并在APS相關(guān)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(xùn)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