寧春鵬　王海蓮

摘? 要：APS是英文“Automatic Plant Start-up and Shutdown System”的縮寫，意思是自動啟/停機控制系統(tǒng)。燃煤電站的APS就是按照火力發(fā)電的熱力流程和設(shè)備運行工況，調(diào)動并協(xié)調(diào)各功能子系統(tǒng)進行預(yù)定參數(shù)、預(yù)定進程的控制，可提高機組啟停的正確性、規(guī)范性，減輕運行人員的工作強度，縮短機組啟停時間，整體提高機組的自動化水平。以某國外工程為依托實施APS，該文介紹了從設(shè)計到調(diào)試階段，如何研究規(guī)劃機組自啟停功能的工作組織、設(shè)計方案、國內(nèi)仿真測試和現(xiàn)場調(diào)試驗證;實施過程關(guān)鍵點的考慮和做法，將對EPC承包商和業(yè)主單位有一定的借鑒價值。

關(guān)鍵詞：APS? 組織? 設(shè)計方案? 仿真試驗

中圖分類號：TQ53 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（a）-0050-02

1? 工程情況簡介

該電站建設(shè)規(guī)模為2×660MW超臨界燃煤發(fā)電機組，2015年5月開工，2臺機組在2018年1月投產(chǎn)發(fā)電。

主要設(shè)備情況：鍋爐采用哈爾濱生產(chǎn)的超臨界、變壓運行、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、四角切圓燃燒、固態(tài)排渣、Π型直流爐;汽輪機采用東方生產(chǎn)的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、凝汽式汽輪機;發(fā)電機采用東方生產(chǎn)的水氫氫冷卻、靜態(tài)勵磁汽輪發(fā)電機;DCS采用艾默生公司的Ovation系統(tǒng)。

2? APS實施的整體考慮

2012年公司承建的中東某660MW燃油機組主機島部分已成功投入APS，在方案設(shè)計、組態(tài)以及現(xiàn)場調(diào)試中積累了很多經(jīng)驗教訓(xùn)。2015年中標初期公司就決定在此燃煤機組上實現(xiàn)APS。

作為EPC總包方，必須要做好以下幾個方面的工作。

（1）建立強有力的執(zhí)行組織：人員涉及設(shè)計、采購、施工、調(diào)試、運行整個鏈條，大家必須群策群力、盯緊目標、務(wù)期必成。

（2）重視設(shè)計源頭，抓住設(shè)計院和制造廠的工藝系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備規(guī)范書、控制方案、設(shè)計聯(lián)絡(luò)會等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（3）協(xié)調(diào)主輔機廠積極配合，給設(shè)計院及DCS組態(tài)方提供所需的功能說明、運行說明、控制策略、連鎖保護要求、工況參數(shù)計算書、必要的數(shù)學(xué)模型或函數(shù)關(guān)系。

（4）在DCS和調(diào)試單位的招標中，APS作為特殊項單列人員配置和資金保障。

（5）在國內(nèi)仿真機平臺上進行APS的全方位測試。

（6）強調(diào)安裝及調(diào)試質(zhì)量，保證足夠的調(diào)試周期。

3? APS研究啟動會

在工程開工后2個月，我們就組織召開了APS研究啟動會，確定了小組成員，對每人擔(dān)負的主要工作進行了安排;結(jié)合工程里程碑計劃，討論了APS主要的工作計劃表。鑒于工期緊張，而APS需要進行深度精細的調(diào)試，強調(diào)必須做好國內(nèi)邏輯設(shè)計、組態(tài)和仿真機試驗工作，給現(xiàn)場調(diào)試創(chuàng)造良好條件。

4? APS的范圍確定

在工程初設(shè)階段，要求設(shè)計院在工藝設(shè)計和設(shè)備采購規(guī)范書中體現(xiàn)APS的需要，能夠?qū)崿F(xiàn)帶6～8個斷點的一鍵啟停功能，APS的范圍是：啟機起點從鍋爐上水開始，終點為升負荷過程中2臺汽泵并泵、投入5套制粉系統(tǒng);停機起點為當前時刻的負荷，終點是汽輪機停機鍋爐跳閘，煤油退出，一次風(fēng)系統(tǒng)停運，而脫硫系統(tǒng)、發(fā)電機氣體置換系統(tǒng)、電氣操作及公用系統(tǒng)不納入APS控制。

5? APS設(shè)計框架

APS是機組啟停調(diào)度、信息管理與指令控制中心，處于電站控制的最高級。APS設(shè)計要求按規(guī)定好的流程向各個設(shè)備/系統(tǒng)發(fā)出啟動或停運命令，與機組配置的常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)：協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)（FSSS）、汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）、鍋爐給水泵小機調(diào)節(jié)系統(tǒng)（MEH）、汽輪機旁路控制系統(tǒng)（BPC）、鍋爐和汽輪機順控系統(tǒng)（SCS）等無縫銜接，從而實現(xiàn)發(fā)電機組的自啟動或自停運。

該項目APS結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了分層分級的設(shè)計思想。

第一層為操作管理邏輯及斷點過程程序，其作用為選擇和判斷APS是否投入，是選擇啟動模式還是停止模式，也包含了各斷點邏輯。

第二層是模塊化設(shè)計的斷點下的各步驟，即APS子模塊，在允許條件滿足時發(fā)出子模塊指令，并判斷子模塊完成條件是否滿足。

第三層子控制回路級，接受APS子模塊指令，執(zhí)行具體動作。

APS程序分為啟機和停機程序，啟機5個斷點：啟動前準備、鍋爐啟動、汽機沖轉(zhuǎn)（至定速）、發(fā)電機并網(wǎng)、機組帶負荷;停機3個斷點：降負荷至25%、降負荷至15%、機組停機。

6? 設(shè)備要求及詳設(shè)階段聯(lián)絡(luò)會

6.1 對DCS的要求

DCS招標之前就要初步確定APS的框架方案，在技術(shù)規(guī)范書中明確系統(tǒng)的具體要求、達到的功能和考核指標;APS設(shè)計、組態(tài)、現(xiàn)場服務(wù)采用獨立報價，保證執(zhí)行中得到足夠的重視和資金。

APS需要設(shè)計大量的控制邏輯，在控制器使用上明確APS控制器單獨設(shè)置，根據(jù)實際情況合理增加某些子系統(tǒng)的控制器對數(shù)。

6.2 對儀控設(shè)備的要求

工藝系統(tǒng)設(shè)計及測點設(shè)置要充分考慮運行需求，并綜合DCS組態(tài)方、調(diào)試方提出的相關(guān)儀控設(shè)備需求，加強各方溝通、協(xié)作，及時追加APS需要的設(shè)備。如適度增加替代人工操作判據(jù)的監(jiān)視測點;出于順控功能組及功能子組步序控制初始條件的需要，部分手動門應(yīng)裝設(shè)限位開關(guān)。

6.3 重視APS對工藝系統(tǒng)及主輔機技術(shù)條件的要求

機組啟停初期及升負荷過程中，主輔機設(shè)備及閥門擋板操作頻繁、相關(guān)過程參數(shù)變化范圍大，對機爐參數(shù)匹配及主、輔機設(shè)備可控性提出了更高的要求，以下幾點需要關(guān)注。

（1）取得合理、優(yōu)化的爐/機啟動曲線。

（2）凝結(jié)水系統(tǒng)、閉式水系統(tǒng)中涉及啟動注水操作的閥門，以及輔汽、軸封蒸汽系統(tǒng)中需要暖管操作的閥門，除設(shè)計為受控閥門，還盡量考慮中停功能。

（3）鍋爐疏水放氣系統(tǒng)、輔汽系統(tǒng)、開/閉式冷卻水系統(tǒng)、高/低加疏水放氣系統(tǒng)，要整體提高閥門的受控程度和質(zhì)量，以適應(yīng)APS的操作需求。

6.4 聯(lián)絡(luò)會

及時組織召開APS設(shè)計聯(lián)絡(luò)會，可與DCS聯(lián)絡(luò)會合并進行。一般地第一次聯(lián)絡(luò)會確定APS的范圍、斷點的數(shù)量和內(nèi)容、與其他系統(tǒng)的接口、參與單位的分工和進度;第二次聯(lián)絡(luò)會討論確定APS的設(shè)備配置、框架方案和存在問題，梳理PID圖中不滿足APS要求的設(shè)備和測點，提出增補建議;第三次設(shè)計聯(lián)絡(luò)會參與各方審查APS的具體控制邏輯。

對于現(xiàn)場還沒有調(diào)試的功能組，對兩個版本的差異逐一檢查，以仿真所用版本為準進行修改。修改工作按現(xiàn)場管理制度執(zhí)行，特別是聯(lián)鎖和保護信號的修改需要同調(diào)試單位協(xié)商確認后再行修改。

5月下旬仿真試驗接近尾聲，青島試驗小組和現(xiàn)場調(diào)試運行人員對APS幾個關(guān)鍵對接點的具體參數(shù)達成一致，具體有汽機沖轉(zhuǎn)投低加汽側(cè)、第二臺磨煤機暖磨、首臺小機沖轉(zhuǎn)、第二三四五臺磨煤機啟動、退電泵的控制方式、汽泵并泵節(jié)點等。

7? 結(jié)語

APS的投運將提高機組運行的規(guī)范化水平，能縮短機組啟停時間、減少操作失誤、減少非停次數(shù);在系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試過程中多單位協(xié)同反復(fù)討論審核，完善的聯(lián)鎖保護邏輯功能，能極大地減輕運行人員的操作強度，也為實施單位培養(yǎng)了一批懂設(shè)計會調(diào)試的人才隊伍。投運APS功能體現(xiàn)了一個電廠的先進自動化水平和管理水平，更是EPC承包方在市場競爭中的一大亮點優(yōu)勢。

參考文獻

[1] 潘鳳萍.火力發(fā)電機組自啟?？刂萍夹g(shù)及應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

[2] 袁淑賢.火力發(fā)電機組自啟?？刂葡到y(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)[D].華東理工大學(xué)，2010.

[3] 李毅杰，蔡純，孫偉鵬，等.百萬千瓦超超臨界機組自啟?？刂葡到y(tǒng)（APS）開發(fā)與投用[J].汕頭科技，2014（3）：35-45.