摘要：本文探讨了火力发电厂燃煤机组、燃机联合循环机组自动程序启停系统（APS）。
关键词：燃煤机组；联合循环机组；一键启停；自动程序启停系统（APS）。
引言
响应现代化的发电厂运营管理需求发展,随着DCS控制系统的不断发展及应用水平的不断提高，发电厂对自动化程度的要求也更高，机组自启停控制系统作为提高自动化水平行之有效的方法，受到越来越多的关注和重视。
一、概述
火力发电厂的“一键启停”，类似于国外工程上常见的“one button startup/ shutdown”或者“full automatic startup/ shutdown”,通常并不是字面意思所表示的一键操作或者完全自动的完成整个机组启动/停机，而是带断点的机组自启停控制系统“Automatic Plant Start-up andShutdown System”简称APS。APS能够按照火力发电的热力流程和设备运行工况，调动并协调各功能子系统进行预定参数、预定进程的控制，从而使得整个机组能够在极少的人工干预下自动、安全地完成启动或停运过程的自动控制系统。
APS控制系统是机组顺序控制系统中最高一级的顺序控制系统。它根据机组工艺流程在启停过程中不同阶段的需要和对机组工况全面、准确、迅速的监测情况，通过大量条件与时间等方面逻辑判断，向各功能组、功能子组或驱动级、发出控制指令，使机组能在冷态、温态、热态、极热态方式下进行启动。机组启动阶段，CCS系统根据机组的停炉时间、主汽压力和汽机的热状态等参数，向APS系统发出冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动状态；根据APS系统的选择，CCS系统按照冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动的方式，建立机组升温升压负荷曲线，以相应的负荷设定值、压力设定值及变化率完成锅炉的启动控制。停机时，则依据停机条件，将让机组从满负荷安全停运。
二、断点划分
APS系统的主要功能包括断点操作、机组启停操作指导及操作员信息三部分。实现机组自启停多采用断点控制方式。断点方式就是将 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，适合火电机组多种多样的运行方式，符合电厂生产过程的工艺要求。只有在上一断点启动完成后，运行人员才能通过操作启停控制画面上的按钮启动下一断点。
断点程序主要由3部分构成，即：断点允许条件、步进程序、完成条件。具有自动、手动单步、复位3种运行方式。自动模式下，断点程序按预定的步序自动完成断点启动任务。手动单步方式，操作员在操作向导指引下，一步一步完成断点启动任务。复位方式，复位断点程序，使断点程序回复到初始启动步。断点允许条件有三种判据，包括时机条件，预备条件和自动条件。时机条件主要是机组前续设备、系统已启动完成，机组工艺过程参数达到断点启动的允许条件。预备条件为操作员已完成本断点系统的检查，断点具备启动条件。自动条件指示与断点有关的调节系统、功能组已在自动位。当时机条件，预备条件和自动条件满足时，APS画面的断点允许显示，表示可以启动。
三、燃煤机组自启停过程
1. 燃煤机组自启停系统的范围
APS完成锅炉、汽机和发电机系统通常可以在下列范围内的自动启动和停机：
(1) 冷态、温态、热和极热态启动：
锅炉:点火准备，包括风烟系统的启动、炉膛吹扫、检漏、锅炉上水、点火、油枪投切、制粉等系统启停等。
汽机:给水、凝结水、抽汽疏水系统启动，真空上升操作，汽机冲转，辅机系统启动等操作。
发电机: 励磁和自动并网操作、厂用电自动切换操作。
(2) 停机：
锅炉:燃烧器停止操作
汽机:汽机停机操作
发电机:解列操作。
2. 燃煤机组自启动过程
以某600MW亚临界机组为例，机组启动过程通常包括以下 6 个断点：（1）机组启动准备断点;（2）冷态冲洗及真空建立断点;（3）锅炉点火升温断点;（4）汽轮机冲转断点;（5）机组并网断点;（6）升负荷断点。投入 APS 前，必须投入相关的外围系统，发电机充氢等已准备好。
机组启动准备断点：APS 顺序投入以下功能组：凝结水补给水系统、闭式循环冷却水（以下简称闭冷水）系统、循环水系统，启动磨煤机油站和旁路油站，投入汽轮机油系统、机组辅汽系统、炉底水封及渣水系统。
冷态冲洗及真空建立断点：APS 顺序完成以下操作：启动凝结水系统，用凝结水上水功能组清洗凝结水系统，凝结水水质合格后除氧器上水，炉水泵注水，投辅汽系统，开汽轮机疏水门，开锅炉疏水门和排气门，锅炉上水管道静态注水，投轴封，抽真空，除氧器加热，锅炉上水，锅炉冷态循换清洗。
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锅炉点火升温断点：APS 投入锅炉风烟系统，启动火检冷却风机，进行燃油泄漏试验，炉膛吹扫，开始高压缸预暖，采用油枪点火，投汽轮机旁路系统，启动高压抗燃油（EH）油泵，投定子冷却水系统，当汽包壁温达到规定后开始热态清洗，直至水质合格锅炉继续升温升压，直至调门室预暖完成，主蒸汽参数和再热蒸汽参数达到冲转参数。
汽轮机冲转断点：采用汽轮机自动控制（ATC）功能冲转，汽轮机转速要求转速后将低压加热器（以下简称低加）随机投入。
机组并网断点：APS 投入电气同期装置，并网及带初始负荷暖机。
升负荷断点：APS 以一定速率升负荷，投入高压加热器；负荷过程中旁路逐渐自动退出，投入第2套制粉系统；同时启动其它给水泵组，启动磨煤机加负荷，完成机组启动过程，退出APS。
3. 燃煤机组自停机过程
机组停运前的各项试验由运行人员手动操作完成。停运过程设计通常有以下 3个断点：
降负荷断点：设定目标负荷，依次退出煤燃烧器减负荷，降负荷至设定值1时第 1 台汽泵退出并停运，降负荷至设定值2时启动等离子点火或油枪助燃，停运倒数第 3 套制粉系统，退出协调控制，投入汽轮机跟随（TF）控制方式，降负荷至设定值3过程中启动电泵将第 2 台汽泵退出，停运倒数第 2 套制粉系统，减少最后一台给煤机出力，将最后一套制粉系统退出运行，启动汽轮机主油泵和顶轴油泵，检查油泵运行正常。
机组解列断点：完成汽轮机跳闸、发电机解列。
机组停运断点：停运燃烧器，停运锅炉风烟系统，停运真空系统，停运轴封系统。
四\联合循环机组自启停过程
1. 联合循环机组自启停系统的范围
APS完成燃机、余热锅炉、汽机和发电机系统通常在下列范围内的自动启动和停机：
(1) 冷态、温态、热和极热态启动
燃机：点火准备、启动燃机、并网；
余热锅炉：旁路挡板、暖管疏水、锅炉上水、给水系统等系统启停等。
汽机:旁路、循环水、凝结水、抽汽疏水系统启动，真空上升操作，汽机冲转，辅机系统启动等操作。
发电机: 励磁和自动并网操作、厂用电自动切换操作。
(2) 停机
燃机：燃机停机操作
余热锅炉:关闭旁路挡板
汽机:汽机停机操作
发电机:解列操作
2. 联合循环机组自启动过程
以某常规“二拖一”联合循环机组为例，整个机组启动过程设置6个断点，分别为: 辅助系统准备、启动第一台燃机(并网) 及余热锅炉、启动汽轮机、启动第二台燃机( 并网) 及余热锅炉、汽轮发电机同期、升负荷，每个断点允许操作员手动启动，增强了控制系统的灵活性。
APS启动条件:
燃机侧的条件:调压站运行、燃机冷却系统运行；
余热锅炉侧的条件:电动给水泵运行、汽包水位正常；
汽机侧的条件:循环水系统运行正常、闭式水系统运行正常、开式水系统运行正常、汽机润滑油系统运行正常、汽机EH油系统运行正常、凝结水系统运行正常、辅汽投运、旁路系统准备就绪、汽机侧疏水门开状态、汽机盘车运行正常、汽机轴封系统启动完成、凝汽器抽真空完成；
电气条件：厂用6kV系统正常、厂用400V系统正常、厂用直流系统运行正常、UPS系统运行正常、发变组处于热备用；
其他条件：空压机系统运行正常。
3. 联合循环机组自动停机过程
对于常规“二拖一”联合循环机组，机组在正常停机过程中设置了3 个断点，分别为: 停止两台燃机及汽机、停止两台余热锅炉、恢复辅助系统3 个断点。
五、总结
机组自启停控制功能可以在提高机组自动化控制水平的同时，全面提高机组的运行水平和管理水平，缩短机组启停时间，提高机组自动调节品质，减少操作失误，完善联锁保护逻辑，极大的减轻运行人员的操作强度，提高运行水平，实现启停操作本质安全的一个有效手段，对于频繁启停机组而言意义重大。
同时，APS的实现和完成，是需要整个工程各阶段的完整考虑和配合，从初期工程设计、主要设备选型、DCS逻辑设计、调试等多方面协作完成。因此，对于电厂是否设置APS，需要在工程设想前期就确定，并在工程实施各阶段按满足APS操作执行，以确保APS的顺利实现。
参考文献
[1]牛海明.600MW机组自启停控制方案介绍.
论文作者:王力,王彬
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/21
标签：断点论文; 机组论文; 系统论文; 汽机论文; 锅炉论文; 操作论文; 条件论文; 《电力设备》2017年第19期论文;