超超臨界1000MW機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)淺析

李德義

（華電萊州發(fā)電有限公司 山東煙臺 261400）

超超臨界1000MW機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)淺析

李德義

（華電萊州發(fā)電有限公司 山東煙臺 261400）

本文探討了超超臨界1000MW機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)的相關(guān)問題，論述了自啟停控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新要點(diǎn)。隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，超超臨界1000MW機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)必須要進(jìn)行改進(jìn)，重新思考如何更好的應(yīng)用自啟停控制系統(tǒng)，只有這樣才能夠確保機(jī)組的運(yùn)行效率和效果。

超臨界；1000MW機(jī)組；自啟停控制系統(tǒng)

前言

針對超超臨界1000MW機(jī)組系統(tǒng)的相關(guān)問題，我們要對其進(jìn)行深入分析，特別是機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和要點(diǎn)，只有提升了機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果，才能夠保證機(jī)組運(yùn)行更加富有質(zhì)量。

1 機(jī)組自啟停（APS）技術(shù)應(yīng)用的意義

機(jī)組自啟停（APS）控制系統(tǒng)（即：機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)（Automatic Power Plant StartUp And Shutdown System，APS），以下簡稱APS系統(tǒng)）可以使機(jī)組按照規(guī)定的程序進(jìn)行設(shè)備的啟停操作，不僅大大簡化了操作人員的工作，減少了出現(xiàn)誤操作的可能，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性，同時(shí)也縮短了機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

APS系統(tǒng)的研發(fā)過程，既是對主設(shè)備運(yùn)行規(guī)范優(yōu)化的過程，也是對控制系統(tǒng)優(yōu)化的過程。APS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用不但要求自動(dòng)控制策略要更加完善和成熟，機(jī)組運(yùn)行參數(shù)及工藝準(zhǔn)確詳實(shí)，而且對設(shè)備的管理水平也提出了更高的要求。快速準(zhǔn)確的機(jī)組啟動(dòng)縮短了機(jī)組啟、停設(shè)備時(shí)間，優(yōu)化的控制策略降低了啟停過程中的煤耗和油耗，提高了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。

2 自啟停系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 自啟停系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

關(guān)鍵技術(shù)1：從管道注水到機(jī)組滿負(fù)荷給水全程控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電泵控制系統(tǒng)的自動(dòng)啟動(dòng)和停運(yùn)、汽動(dòng)給水泵系統(tǒng)的自動(dòng)啟動(dòng)和停運(yùn)，完成機(jī)組啟動(dòng)過程中旁路給水調(diào)節(jié)閥、電泵轉(zhuǎn)速控制、電泵最小流量調(diào)節(jié)閥、主給水電動(dòng)門、汽泵轉(zhuǎn)速控制、汽泵最小流量調(diào)節(jié)閥等多個(gè)設(shè)備的全程自動(dòng)控制以及控制方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

關(guān)鍵技術(shù)2：具有自動(dòng)并退及出力自動(dòng)平衡功能的送、引風(fēng)機(jī)全程控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)送、引風(fēng)機(jī)的自動(dòng)并入和退出，無論在啟動(dòng)還是停止過程中，過程參數(shù)均為閉環(huán)監(jiān)控狀態(tài)，使得系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止過程平穩(wěn)和安全可靠。實(shí)現(xiàn)兩臺風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)出力自動(dòng)平衡功能，保證兩臺風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵技術(shù)3：從鍋爐點(diǎn)火到滿負(fù)荷燃料全程自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從等離子點(diǎn)火、第一臺制粉系統(tǒng)啟動(dòng)到滿負(fù)荷過程中燃料的自動(dòng)增加及制粉系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)的全程控制。

關(guān)鍵技術(shù)4：機(jī)組負(fù)荷全程自動(dòng)控制技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)從機(jī)組啟動(dòng)到滿負(fù)荷過程中主蒸汽壓力的全程控制以及不同階段各種控制方式的切換。

2.2 自啟停系統(tǒng)的主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

創(chuàng)新點(diǎn)1：研究了百萬千瓦超超臨界機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，確定了自啟停控制系統(tǒng)的分層控制方式，開發(fā)了APS與MCS全程控制的接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組自啟停控制功能。

創(chuàng)新點(diǎn)2：實(shí)現(xiàn)從等離子點(diǎn)火、投粉、自動(dòng)熱態(tài)清洗、旁路控制、鍋爐控制負(fù)荷汽機(jī)調(diào)節(jié)壓力、干濕態(tài)自動(dòng)轉(zhuǎn)換、機(jī)組協(xié)調(diào)控制至滿負(fù)荷的燃料、給水、送引風(fēng)機(jī)的全過程控制。

創(chuàng)新點(diǎn)3：開發(fā)具有減溫水、給水和煤水比協(xié)調(diào)控制功能的主蒸汽溫度控制技術(shù)，在變負(fù)荷和各個(gè)負(fù)荷段內(nèi)，實(shí)現(xiàn)汽溫控制偏差在±5℃以內(nèi)，消除了鍋爐超溫爆管的隱患。

3 自啟停系統(tǒng)升溫升壓階段控制策略

在鍋爐點(diǎn)火升溫階段，制粉系統(tǒng)投入后按一定速率增加燃料，控制汽水分離器入口溫度滿足鍋爐升溫升壓要求。在主蒸汽壓力達(dá)到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力前，旁路處于程序控制方式，按一定的函數(shù)曲線增加開度；當(dāng)主蒸汽壓力達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)壓力時(shí)，旁路進(jìn)入定壓控制模式。

機(jī)組并網(wǎng)帶50MW初負(fù)荷暖機(jī)結(jié)束后，DEH切到DCS控制，按機(jī)組啟動(dòng)曲線設(shè)定目標(biāo)負(fù)荷開始升負(fù)荷。升負(fù)荷過程中水、煤、風(fēng)控制投自動(dòng)，燃料主控、水煤比控制、鍋爐主控、汽輪機(jī)主控均投自動(dòng)。主蒸汽壓力按定-滑-定的負(fù)荷曲線設(shè)置。

負(fù)荷升至150MW前，旁路調(diào)節(jié)主蒸汽壓力，汽輪機(jī)按升負(fù)荷曲線增大調(diào)門開度，鍋爐按升負(fù)荷曲線增加燃料；隨著負(fù)荷增加，旁路開度逐漸減小，當(dāng)負(fù)荷升到150MW時(shí)將旁路切除，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)主蒸汽壓力，設(shè)定目標(biāo)負(fù)荷300MW，鍋爐按升負(fù)荷曲線增加燃料；升負(fù)荷在260～290MW過程中，機(jī)組由濕態(tài)轉(zhuǎn)換到干態(tài)，汽輪機(jī)控制負(fù)荷，鍋爐控制主蒸汽壓力，機(jī)組投入?yún)f(xié)調(diào)控制方式。

從給水系統(tǒng)啟動(dòng)到機(jī)組負(fù)荷180MW，給水旁路調(diào)節(jié)閥控制給水流量，電泵控制給水調(diào)節(jié)閥前后壓差；負(fù)荷升到180MW給水旁路調(diào)節(jié)閥和主給水電動(dòng)門進(jìn)行切換，電泵控制給水流量；負(fù)荷升到220MW汽泵啟動(dòng)完成后，汽泵自動(dòng)并入電泵，并泵完成后，電泵自動(dòng)切泵退出運(yùn)行。

4 自啟停實(shí)施的注意問題與建議

總的來說，在實(shí)現(xiàn)機(jī)組自啟停的過程中，需解決以下難題：

4.1 技術(shù)方面的難題

①運(yùn)行方式的非確定性；②系統(tǒng)設(shè)計(jì)的局限性；③設(shè)定值大偏差投閉環(huán)；④全程模擬量控制的復(fù)雜性；⑤測量儀表的局限性。

4.2 目前電力建設(shè)大環(huán)境的限制

（1）國產(chǎn)火電機(jī)組自啟停系統(tǒng)成功的例子少，可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)幾乎沒有。

（2）國內(nèi)火電建設(shè)的大環(huán)境所致，一臺機(jī)組常常由于工期原因，沒有給自啟停系統(tǒng)足夠的調(diào)試時(shí)間，導(dǎo)致自啟停系統(tǒng)邏輯調(diào)試不充分。

（3）即使項(xiàng)目公司留的調(diào)試時(shí)間足夠長，電網(wǎng)調(diào)度也不一定會給機(jī)組反復(fù)啟停的機(jī)會。

4.3 建議

（1）從設(shè)計(jì)工作抓起，并協(xié)調(diào)好設(shè)備招標(biāo)、施工、邏輯組態(tài)、現(xiàn)場調(diào)試、機(jī)組運(yùn)行等各個(gè)階段的工作。

（2）在設(shè)備的招標(biāo)過程中均應(yīng)對設(shè)備提出要求，提高相關(guān)設(shè)備的可靠性。在控制系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)及組態(tài)過程中，充分考慮實(shí)現(xiàn)自啟停系統(tǒng)所需的接口，并且在調(diào)試階段預(yù)留足夠的時(shí)間用于完成自啟停系統(tǒng)調(diào)試所需的時(shí)間。

5 結(jié)束語

綜上所述，在研究機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)的過程中，要明確其技術(shù)要點(diǎn)，同時(shí)，要用創(chuàng)新的精神來開發(fā)新的技術(shù)，不斷提升機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，從而提升機(jī)組運(yùn)行的整體質(zhì)量。

[1]馮庭有.百萬千瓦級超臨界APS機(jī)組自啟停控制技術(shù)研究及應(yīng)用[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2015（30）：47.

[2]龍海云.百萬千瓦超超臨界機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)[J].四川電力技術(shù)，2013（3）：68.

TM621

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1004-7344（2016）29-0098-01

2016-9-30