基于自启停APS技术在超临界机组全程给水中的应用

第45卷第3期2014年5月锅炉技术B0ILERTECHN0L0GYV01．45。No．3May．，2014基于自启停APS技术在超临界机组全程给水中的应用魏静，张力，董建康，葛群(山东电力工程咨询院有限公司，山东济南250013)摘要i大型超临界机组给水控制工艺复杂，控制回路之间相互耦合，存在干湿态控制工艺转换等问题，造成全程给水自动控制难度较大，设计基于自启停APS控制方式，通过优化APS设备级的顺序控制、功能组级的模拟量控制，设计自举投自动方式，实现了超临界机组全程给水控制要求，进一步提高了控制品质，实现机组安全稳定运行。关键词：全程给水系统；APS控制方式；顺序控制；模拟量控制；自举投自动中图分类号：TK229．2文献标识码：B文章编号：1672—4763(2014)03—0023—040前言大型超临界机组尤其是超超临界机组是典型的多输入、多输出控制系统，参数之间耦合较强，控制对象动态特性的延迟时间和惯性时间比较大，非线性比较严重，这些都对自动控制系统提出了更高的要求。给水控制系统是超临界机组协调与主汽温控制的核心[1]，所谓给水全程控制是指从锅炉点火开始到机组带满负荷为止的全过程都是自动的，即在控制设备正常的条件下，不需要人为干涉，对超临界机组而言，主要包括启停控制和湿态控制以及干态直流控制。全程给水控制要比常规给水控制要复杂的多，需要在不同工况下满足不同的控制要求，各控制回路间实现完全无扰切换J。机组自启停APS(AutomaticStartUpandShutdownSystem)控制是一种先进的控制理念，它涉及到多种复杂控制策略。APS对电厂的控制是通过底层设备级系统控制与上层控制逻辑共同实现的。它将模拟量控制和顺序控制等各个控制系统整合起来，共同完成设备启停任务。因此，针对超临界机组全程给水控制难点，本文提出全程给水自启停APS技术，通过APS设备级的顺序控制、功能组级的模拟量控制、机组级的协调控制，实现了机组给水在正常运行、负荷变化以及启停过程中均满足工艺要求，提高了控制水平，进一步保证了机组安全稳定运行。1超临界机组给水工艺以某超临界机组工程为例，给水系统工艺流程图如图1所示，其包括2台5O额定容量的汽动给水泵，每台汽泵配备1台前置泵，1台电动给水泵、主给水管路电动门、3O主给水旁路调节阀以及双列高压加热器，其中启动系统是采用带炉水循环泵的内置式启动分离器系统，由启动分离器、储水罐、炉水循环泵(BCP)、炉水循环泵流量调节阀(360阀)、储水罐水位控制阀(361阀)、疏水扩容器、冷凝水箱、疏水泵等组成。图1超临界机组给水工艺流程图锅炉启动和低负荷运行阶段，通过启动系统建立最小给水流量，强迫工质流经水冷壁，使其收稿日期：2o13—12—16作者简介：魏静(1973一)。男，工学硕士，高级工程师，从事电厂热工自动化设计和研究工作。学兔兔www.xuetutu.com24锅炉技术第45卷冷却，分离器处于湿态运行方式，分离器起到汽水分离的作用，回收合格工质，并向过热器提供饱和蒸汽，在高负荷阶段，分离器处于干态运行方式，通过调节分离器出口焓值，确保水燃比在一定范围内，保证主蒸汽流量与主蒸汽温度满足系统要求。设计机组启动过程中给水控制工艺如下：(1)锅炉上水与冲洗阶段：启动给水泵从旁路上水，分离器水位上升到工艺要求，自动顺序打开锅炉底部排污门进行冲洗。(2)负荷0～20MCR阶段，给水旁路调节阀控制给水流量，电动给水泵勺管控制给水母管差压。(3)负荷20～3OMCR阶段，给水旁路调节阀全开，打开主给水电动阀，电动给水泵退出，启动第一台汽动给水泵，汽动给水泵调节主给水流量，机组处于湿态运行阶段。(4)负荷30～100MCR阶段，逐步启动第二台汽动给水泵，机组由湿态转干态，BCP泵停止运行。设计锅炉停止过程给水控制系统如下：(1)负荷100～3OMCR阶段，机组处于干态运行，根据负荷指令，输出给水流量经分离器出口温度修正指令，调节给水泵转速。(2)负荷3O～2OMCR阶段，机组进行干态转湿态运行方式，停一台汽动给水泵，启动BCP泵，给水指令由另一台汽动给水泵调节。(3)负荷20～～09／6MCR阶段，关闭主给水电动门，旁路调阀调节给水流量，启动电动给水泵，逐步退出汽动给水泵，电动给水泵调节主给水管道差压。如图2所示。0％启动—负荷20％MCR——负荷30％MCR——负荷100％MCR——负荷30％MCR—负荷20％MCR——0％停机启动第二台汽动给水泵I⋯图2全程给水控制流程图2机组自启停APS技术2．1APS控制机组自启停APS系统是机组自动启动和停运的信息控制中心，它按规定好的程序发出各个设备／系统的启动或停运命令。。]，并与以下系统协调完成：模拟量自动调节控制系统(MCS)、顺序控制系统(SCS)及其它控制系统，以最