摘要：APS是电厂热工自动控制技术的研究热点之一，本文论述了APS基本概念、体系框架及其重点技术，并结合燃气蒸汽联合循环机组控制特点，对APS应用在联合循环机组中提出了规划方案，并提出了在APS建设中应注意的问题和建议。
关键词：APS；自启停控制；燃气蒸汽联合循环
1 概述
联合循环机组启动过程中，通过控制燃机的负荷即控制燃机的排气量和排气温度，使其按合理的温度梯度加热锅炉蒸汽，满足进入汽轮机的主蒸汽的流量和温度及压力的参数要求，在安全的前提下尽可能的缩短联合循环机组的启动时间，以获得良好的经济效益。
APS可以使机组按照预先设定好的程序完成机组的自动启停，这不仅大大简化了运行人员的操作强度，还可使机组的启停做到标准化、规范化，提高机组的安全可靠性，避免误操作；另外APS也缩短了机组的启动时间，提高了机组的经济效益。因此，对于联合循环机组，设置APS将为电厂以后的运行带来极大的便利。
2 APS的主要研究内容
2.1 APS的体系框架
APS采用4 层金字塔形结构，由上至下分别为机组级控制层、功能组级控制层、子功能组级、驱动级，该结构采用合理的层控制方式，APS的体系框架如图1所示。
图1 APS体系框架示意图
采用上述分层控制方式，每层任务明确，层与层之间接口界限分明，同时，各层之间联系密切可靠。将整个机组控制化大为小，将复杂的控制系统分成若干个功能相对独立和完善的功能组，减轻了机组控制级统筹全厂控制的压力，简化了控制系统的设计。
2.2 APS的断点设计
断点方式将APS启动和停止这个大顺控分为若干个顺控来完成，每个断点的执行均需人为确认才能开始。采用断点控制方式，各断点既相互联系又相互独立，只要条件满足，各断点均可独立执行，符合电厂生产过程的工艺要求。
断点设计是APS的核心技术之一，断点设计的合理与否关系到APS应用和实施的成败，APS的断点设计要结合机组设备实际情况和运行人员的经验和需求（控制断点一般不多于10个），要按机组自启停的过程来设计。各断点既相互联系又相互独立，要适合机组各种的运行方式，符合电厂生产过程的工艺要求，既可给APS 系统提供支持，又可满足对各单独运行设备及过程的操作要求。
3 联合循环机组工程设想
3.1 总体设计思想：
（1）项目逻辑模块化：根据阶段单元、步骤单元、信号单元、状态显示等各种完成特定功能的控制逻辑设计成模块化。
（2）步骤阶段化：通过合理而有效的设备控制程序的阶段和步骤，以及对危及机组安全的反向判据的连续监控，使机组的启停程序综合考虑安全性和经济性。
（3）判据条理化：一次判据、二次判据、反向判据、指令时间、允许时间、等待时间、判据的有效区及其对程序重定位的影响，都是APS的充分考虑因素。
（4）运行经验化：注重实际操作指导的功能。
3.2 框架设计方案
按照APS的分级原则，将热力系统工艺流程分解成若干局部的独立过程。由设备级控制设备实现相对独立的启停阶段；再由功能组级联系设备级完成单系统启停和自动控制；最终由机组级协调功能组级、相对独立的设备和控制系统等，来共同实现机组的全程启停控制。
机组级：机组自启停主控程序（APS）。
功能组级：余热锅炉系统（给水系统等），机组SCS系统（凝结水系统、疏放水系统、工业水系统、除氧给水系统、润滑油系统、循环水系统等），燃机控制系统（燃机自启停），高低压厂用电系统（励磁系统、自动准同期等）。
子功能组级：高压给水、中压给水、凝结水泵、给水泵、工业水泵、低压厂用电备用自投、高压厂用电备用自投子组等。
驱动级：单台电动机，电动门，电磁阀，断路器等控制系统。
3.3 断点设计方案
根据燃机电厂的运行操作习惯和工艺流程要求进行设计，在各程序段中设置断点。APS机组起、停顺序控制步序如图2，3所示。
图2 APS机组启动顺序控制步序
图3 APS机组停机顺序控制步序
机组启动前，程序首先对机组各设备（BOP、余热锅炉、GT、电气等）进行检查，若设备不满足启动条件，则对部分设备进行就地手动操作启动；将锅炉侧阀门初始化，以控制汽包水位。当启动条件满足后，抽真空程序控制抽真空，真空建立后打开烟气挡板，启动燃机。通过发电机变频启动装置将燃机带动至点火转速，燃机达到点火转速后进气点火升速。在燃机启动同时，程序控制余热锅炉进行暖管疏水。锅炉疏水程序根据锅炉参数独立执行，不受燃机启动过程的影响。启动程序控制燃机逐渐升速至3000r/min后，自动闭合灭磁开关向电气系统发送并网请求指令。并网之后，程序发出升负荷指令，机组按照设定的负荷目标值自动升负荷至目标值。
机组停运前，程序首先对机组各设备（BOP、余热锅炉、GT、电气等）运行情况进行检查。若设备状态符合停机要求，程序依次进行减负荷、解列、熄火、降低机组转速、汽包排污、停给水泵、关闭烟气出口挡板，以及破坏真空。
4 APS注意问题与建议
联合循环电站中被控对象的特点是离散量与模拟量交织在工艺流程中，是一种典型的复合变量控制，由于常规模拟量调节回路的手动调整、手/ 自动切换以及设备联锁的投/切穿插在顺序控制自动过程中，使系统不能全自动运行，这就要求设计单位配合控制系统厂家对一些设备的基础逻辑进行合理修改，以达到一键启停的目的。
APS对控制系统提出了更高要求，设计阶段需对控制逻辑、系统接口按机组级自启停开展设计工作。主机、辅机和相关辅助系统的可控性也要满足相应的设计要求，只有在良好的设备可控性基础上，将各种特性不同的调节控制有机融合为一体，才能实现系统全程自动控制。
机组调试过程中也应留出APS的调试时间，APS的调试和其它系统的调试不同，它是一个整体的宏观系统，从控制系统上讲，它和下面的各子系统有着诸多联系，在整个系统调试前应首先审查APS组态逻辑，审查逻辑的合理性，讨论出适合工艺流程的方案。
5 结语
联合循环电厂负担调峰任务，启停操作频繁，运行人员工作强度大，误操作风险比较高。APS可以保证机组的安全稳定性，并减少运行人员的工作强度和误操作的几率。所以对于联合循环电厂，APS具有非常重要的作用和意义。
参考文献：
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[2]孙海翠，温荣斌.联合循环机组自启停控制系统应用与研究[J].东北电力技术，2017，38（4）
[3]王燕晋，张伟东.燃气-蒸汽联合循环机组自启停控制系统设计及调试[J].华北电力技术，2013（7）
论文作者:秦晓洁
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
标签：机组论文; 断点论文; 系统论文; 控制系统论文; 判据论文; 设备论文; 功能论文; 《基层建设》2018年第31期论文;