燃气-蒸汽联合循环机组自启停控制系统设计及调试

万方数据
华北电力技术
ＮＯＲＴＨ ＣＨＩＮＡ ＥＬＥＣＴＲＩＣ
ＰＯＷＥＲ
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断点设计中，充分考虑了机组启动运行特性、主 辅设备运行状态和工艺系统过程参数，按规定好 的程序发出各个设备、系统的启动命令，并协调 以下系统：燃机控制系统、协调控制系统ＣＣＳ、汽 机数字电液调节系统ＤＥＨ、汽轮机旁路控制系统 ＢＰＣ、ＭＣＳ控制系统等系统，实现发电机组的自动 启停。 （１）启动断点设计（启动起点为循环水启动 开始，终点为整套机组二拖一并汽完成） ＡＰＳ启动设置了７个断点分别为： （ａ）ＡＰＳ公用系统启动准备（盘车启动、真 空建立等）； （ｂ）余热锅炉上水； （Ｃ）第一台燃机启动、并网（协调在燃机启 动时就已投入，并配合汽机ＡＴＣ自动升负荷）； （ｄ）汽轮机启动（蒸汽品质判断）； （ｅ）汽轮机组并网； （ｆ）第二台燃机启动、并网； （ｇ）并汽、涨负荷。 （２）ＡＰＳ停机断点设计（停机起点为机组带 负荷，终点为盘车投入） 本套ＡＰＳ停机设置５个断点分别为： （ａ）第一台燃机减负荷、退汽； （ｂ）第一台燃机解列、盘车投入； （Ｃ）第二台燃机减负荷（减负荷至１００ ＭＷ，
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ ｏｆ ＡＰＳ
（１．Ｎｏａｈ
ｏｎ
Ｇａｓ－ｓｔｅａｍ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ Ｕｎｉｔｓ
Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ
１０００４５，Ｃｈｉｎａ；
Ｗａｎｇ Ｙａｎ—ｊｉｎｌ，Ｚｈａｎｇ Ｗｅｉ—ｄｏｎ９２
Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
ＡＰＳ运行步序 图１显示画面为ＡＰＳ启动操作画面，此画面
主要由３部分组成，用来满足运行人员对各子组 级ＳＧＣ运行步序的监视能力。 （１）包含所有参与ＡＰＳ启动的子组ＳＧＣ顺 控显示块，可显示各子组运行步序状态及具有跳 步功能。 （２）包含上层ＡＰＳ顺控启动指令步序及各 系统正常运行后的判据条件。 （３）设置有链接按钮可跳转至各主系统、辅 助系统的运行监视画面。
作者简介：王燕晋（１９７９一），男，工程师，主要从事电厂热工调试工
作。
（本文编辑刘生仁）
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（上接第１６页） 燃气－蒸汽循环用三压再热余热锅炉的典型结构 及临时管路设计方案，三临吹门一消音器临时系 统更适合目前三压再热余热锅炉的发展特点，同 时对冲管过程中需要注意的要点和暴露的问题， 也进行了讨论并提出了解决方案，可以为其他余 热锅炉吹管提供一定的参考借鉴。 参考文献
制系统的投入成为机组先进性的标志和稳定性的保证。针对北京京能草桥二期蒸汽－燃机联合循环机组的 自启停功能，从设计及调试方面介绍ＡＰＳ系统在此机组的设计特点及功能实现。
关键词：ＡＰＳ；联合循环；ＤＣＳ
中图分类号：ＴＭ６１１．３ｌ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－９１７１（２０１３）０７－００３８－０３
引用本文格式：王燕晋.张伟东.Wang Yan-jin.Zhang Wei-dong 燃气-蒸汽联合循环机组自启停控制系统设计及调试[期刊论文]-华北 电力技术 2013(7)
Ｐｌａｎｔ
Ｓｔａｒｔ．ｕｐ ａｎｄ Ｓｈｕｔｄｏｗｎ
ＡＰＳ功能的组成
ＡＰＳ设计主体框架为上层框架逻辑调用下
Ｓｙｓｔｅｍ，简称ＡＰＳ）实际投入使用变得最为迫切和 必须。针对北京京能草桥二期燃气．蒸汽二拖一 联合循环机组自启停功能，本文将从设计及调试 方面介绍ＡＰＳ系统在此机组的设计特点及功能 实现。 京能草桥电厂配置为２台重型燃机、２台２９８ ＭＷ燃气轮发电机、２台余热锅炉、１台供热蒸汽 轮机和１台２４２ ＭＷ蒸汽轮发电机。燃气轮发电 机组和蒸汽轮发电机组为不同轴；燃机采用西门 子ＳＧＴ５－４０００Ｆ（４）型燃机；蒸汽轮机高中压模块 和低压模块采用ＳＳＳ离合器连接，蒸汽轮发电机 位于高压侧，低压模块可通过ＳＳＳ离合器脱开，
国电力，１９９９，９（４）：３４—３７．
［７］电综［１９９８］１７９号，火电机组启动蒸汽冲管导则［ｓ］． 北京：中国电力出版社，１９９８． ［８］原电力工业部．火力发电厂基本建设工程启动及竣工 验收规程（１９９６年版）［Ｓ］．北京：中国电力出版社，１９９６． ［９］原电力工业部．火电工程调整试运质量检验及评定标 准（１９９６年版）［Ｓ］．北京：中国电力出版社，１９９６．
ａ
ｓｉｇｎ ｏｆ ａｄｖａｎｃｅｄ ｕｎｉｔｓ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ．Ｆｏｒ ＡＰＳ ｆｕｎｃ－ Ｃａｏｑｉａｏ ｐｈａｓｅ ２，ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｉｓ
Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉｎｇｎｅｎｇ
ｕｎｉｔ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ＡＰＳ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＰＳ；ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｙｃｌｅ；ＤＣＳ
收稿日期：２０１３－０５－３０
［２］清华大学热能工程系动力机械与工程研究所等．燃气 轮机与燃气一蒸汽联合循环装置［Ｍ］．北京：中国电力出版
社．２００７．
作者简介：赵熙（１９８４一），男，工程师，从事火力发电厂锅炉技术
工作。
［３］宗宏伟，杨莉，刘环．联合循环电厂主蒸汽管道稳压冲 管方法［Ｊ］．热能动力工程，２００５，２０（２）：２０１—２０２．
ＩＧＶ最小开度）； （ｄ）汽轮机组解列、盘车投入 （ｅ）第二台燃机解列、盘车投入（可选凝汽 器是否备用，及退轴封、破坏真Ｓ模式选择 根据二拖一机组启动运行要求，分别选择控
制的多种方式及控制路径，主体画面设计４种运 行方式可供运行人员选择。 １号燃机系统启动（其中可选择是否带汽轮 机运行）； ２号燃机系统启动（其中可选择是否带汽轮 机运行）； １号燃机＋２号燃机＋汽轮机二拖一启动。 二拖一机组停止运行（其中可选择凝汽器是 否备用，以满足机组辅助系统不停止、燃机快速 启动的特点） 同时根据机组运行要求在两台燃机系统启 动模块中提供３种启动节点供运行人员选择。 ＡＰＳ启动至锅炉上水完成（ＦＩＬＬＯＮＬＹ）； ＡＰＳ启动至燃机点火之前完成（ＲＦＯＧＴＯＰ）； ＡＰＳ启动至燃机、汽机并网完成（ＣＣＯＰ）。 并且在运行人员选择二拖一机组启动运行 方式下，ＡＰＳ主操作画面可选择两台余热锅炉上
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华北电力技术
ＮＯＲＴＨ ＣＨＩＮＡ
ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ
燃气一蒸汽联合循环机组自启停控制系统 设计及调试
王燕晋１，张伟东２
（１．华北电力科学研究院有限责任公司，北京１０００４５； ２．北京京桥热电有限责任公司，北京１０００６７）
摘
要：ＤＣＳ控制系统的日趋成熟使发电厂对控制系统的要求不断提高。燃气一蒸汽联合循环机组的ＡＰＳ控
层功能组、功能子组顺控逻辑从而调用单体设备 逻辑的控制方式。由于二拖一联合循环机组运 行方式的多样性，存在二拖一启动、一拖一启动 等多种运行工况，确定了ＡＰＳ启动、停止的断点 设置位置。并在上层ＡＰＳ控制逻辑中可根据机 组运行要求完成余热锅炉上水、燃机启动并网、 汽轮机启动并网的控制要求。鉴于蒸汽轮机存 在供热任务，其运行方式也分为纯凝、抽凝、背压 等多种方式，在ＡＰＳ控制模式选择上也提供了多 种控制路径。 ＡＰＳ系统是机组级的顺序控制系统，在启停
（本文编辑卢晓华）
万方数据
燃气-蒸汽联合循环机组自启停控制系统设计及调试
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 王燕晋， 张伟东， Wang Yan-jin， Zhang Wei-dong 王燕晋,Wang Yan-jin(华北电力科学研究院有限责任公司,北京,100045)， 张伟东,Zhang Wei-dong(北京 京桥热电有限责任公司,北京,100067) 华北电力技术 North China Electric Power 2013(7)
０
引言
随着ＤＣＳ控制系统的日益成熟，发电厂对于
实现供热工况下蒸汽轮机既可背压运行也可抽 凝运行，非供热工况纯凝运行。余热锅炉由无锡 华光股份有限公司设计制造，型式为立式、自然 循环、三压再热、无补燃、全封闭布置。
１
控制的要求也不断提高。为保证燃气一蒸汽联合 循环二拖一机组的运行稳定和安全，机组自启停 控制系统（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ
２．２
辑，控制难度较高。第三阶段，涉及到燃气轮机、 蒸汽轮机、旁路、协调控制等多方配合的控制要 求，其设定值、被调量、设定值极差、金属热应力 计算均需考虑到其中，控制难度很大。 在ＡＰＳ实际调试、应用中，运行方式的选择 及设备正常运行范围是ＡＰＳ最需要注意的地方。 当机组出现与正常运行特性不匹配的运行工况， ＡＰＳ需适当设定人为干预手段及必要的控制逻 辑，保证机组安全稳定的回归到正常范围。
功能！
收稿日期：２０１３－０５－３０
ＡＰＳ控制难点及实际应用
ＡＰＳ启动过程大致可分为３个阶段：第一阶
段循环水系统启动至公用系统启动完成；第二阶 段余热锅炉上水；第三阶段燃机启动、ＡＴＣ、并网。 这三个阶段中，第一阶段启动时间较早，控制时 间要求与控制难度不高，比较容易完成；第二阶 段余热锅炉上水控制为控制难点，此点控制要求 为多工况控制，需考虑在机组零状态、汽包有水 状态、汽包满水状态等多种工况下的ＡＰＳ控制逻
３
４结语
ＤＣＳ自动化水平的提高及相应控制理论的 建立保证了现代化电厂在ＡＰＳ控制方面的应用 能力。京能草桥电厂ＡＰＳ控制系统启动过程实 现了联合循环机组从全停到带满负荷，其停机过 程实现了联合循环机组从满负荷到机组全停。 ＡＰＳ系统涵盖范围广且贯穿了燃气．蒸汽联合循 环机组的启停全过程，所有由ＤＣＳ和ＴＣＳ控制的 设备均纳入一键启停控制系统的控制范围。取 得了非常好的应用效果。燃气．蒸汽联合循环机 组自启停控制系统将成为同种类型电厂的必备
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