马来西亚 balchngian 电厂aps解决方案

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1、马来西亚 Balchngian 电厂 2*300MW 项目 APS 解决 西北电力调试施工研究所 1 of 12 马来西亚马来西亚 Balchngian 电厂电厂 2*300MW 项目项目 APS 解决方案解决方案 西北电力调试施工研究所西北电力调试施工研究所 2012-1-9 马来西亚 Balchngian 电厂 2*300MW 项目 APS 解决 西北电力调试施工研究所 2 of 12 马来西亚马来西亚 Balchngian 电厂电厂 2*300MW 项目项目 APS 解决方案解决方案 注：由于贵公司提供的资料有限，我们只能尽最大努力从设计、组态和调试等方面根据我们的经验提出一些指导性的意

2、见和建议，有不妥之处还希望多多指正，若果有机会在资料齐全的情况下我们在做优化，加强合作。 一、 机组机组APS控制系统的总体设计方案控制系统的总体设计方案 机组自启停控制系统（APS）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、迅速的检测，通过大量的条件与时间等方面的逻辑判断，按规定好的程序向各功能组、子功能组驱动级或驱动级、协调控制系统（CCS）、模拟量自动控制系统（MCS）、炉膛安全监控系统、汽轮机数字电液控制系统（DEH）、给水泵汽轮机调节系统 （MEH）、汽轮机旁路控制系统等发出启动或停运命令， 以最终实现发电机组的自动启动或停运。 APS 的整体结构采用金字塔形

3、结构， 总体上分4 层，即机组控制级、功能组控制级、功能子组控制级和单个设备控制级。 机组控制级是整个机组启停控制的管理中心，它根据系统和设备的运行情况，向底层功能组、功能子组发出启动和退出的指令，保证机组的安全运行。 完善的功能组和功能子组设计和调试是实现 APS 的基本保障。 单个设备控制级接受功能组或功能子组控制级来的命令， 与生产过程直接联系。采用上述分层控制方式，每层的任务明确，层与层之间接口界限分明，同时，4 层之间的联系密切可靠。这种分层的结构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。

4、机组控制级主要完成各功能组和系统的衔接，减少了和具体设备的连接，方便了各系统的设计和调试， 但对底层功能组的设计提出了较高要求。 APS 分启动模式和停止模式， 其中启动模式有冷态、 温态、 热态和极热态 4 种启动方式，有关 APS断点的设置，应根据现场设备的实际情况，满足各常规控制系统的运行要求， 既可给 APS 提供支持，实现机组的自启停控制， 也可满足对各单独运行工况及过程的操作要求。 实现机组自启停多采用断点控制方式。 断点方式就是将 APS 启动和停止这马来西亚 Balchngian 电厂 2*300MW 项目 APS 解决 西北电力调试施工研究所 3 of 12 个大顺控分为若干

5、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。 机组启动过程建议包括以下 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（以下简称凝补水）系

6、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。 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

7、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（以下简称高加）；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。 机组启动模式框架如图 1 所示。 机组停运前的各项试验由运行人员手动操作完成。 停运过程设计有以下 3 个断

8、点。 降负荷断点：设定目标负荷135 MW 降荷，降负荷至 135MW 时第 1 台汽马来西亚 Balchngian 电厂 2*300MW 项目 APS 解决 西北电力调试施工研究所 4 of 12 泵退出并停运，降负荷至 120 MW 若低层制粉系统运行，否则投入最后停运的第二套制粉系统的油枪助燃； 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75MW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

9、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。机组停运模式框架如图 2 所示。 马来西亚 Balchngian 电厂 2*300MW 项目 APS 解决 西北电力调试施工研究所 5 of 12 二、 二、 机组 APS 系统应用策略 1. 火力发电厂火力发电厂 APS 结构分级结构分级 根据火力发电厂工艺系统的结构特点, 按设备控制范围和复杂程度划分： 由基本到全面、有简至繁的顺序，APS可以分为3个控制层级，单元级控制，系统级控制和机组级控制，结构如图1所示。 单元控制级是以锅炉或汽轮机辅机( 如锅炉送风机、引风机、空气预热器、给水泵等设备) 为核心, 组

10、合与之运行关联的阀门、 挡板、 泵或风机等附属设备, 就构成了顺序控制的最小系统, 如引风机单元就包括引风机、引风机润滑( 控制) 油泵、引风机冷却风机、出入口风门挡板等设备以及引风机动叶自动调节回路。 系统控制级通常按工艺流程划分, 如锅炉的风烟系统、给水系统、制粉系统, 汽轮机的 真空系统、疏水系统, 等等。以锅炉风烟系统为例, 就包括送风机、空气预热器、引风机等单元控制和送风量、炉膛压力、空气预热器冷端温度等模拟量自动调节。 机组控制级是设备启停进程的信息、 调度和指挥中心, 亦即 APS, 汇集了全部系统级 SC S 和专用功能调节装置, DEH 、M EH、CCS 等的标志性进程识别

11、信息, 经过逻辑运算分阶段向系统控制级和功能调节装置发出目标指令, 有序地完成机组的启停或实施超驰控制。 马来西亚 Balchngian 电厂 2*300MW 项目 APS 解决 西北电力调试施工研究所 6 of 12 图 3：APS 结构原理图 2. 构建 APS 的基础控制逻辑 要实现从设备的单元控制到工艺流程的系统控制再到综合功能的机组控制全自动，也就是通常所说的一键式启停，就必须在顺序控制逻辑设计上解决单台设备操控自动、并列设备自动联锁、模拟量调节回路的自举投自动等问题。 3. APS 逻辑组态范围 APS 组态所 包括的范围是:APS 的起点从凝结水系统启动开始, 终点是升负荷过程中

12、 2 台汽泵并泵完成, 负荷 50% ; 机组停止过程 APS 的起点为当前时刻的负荷, 终点是汽机停机后真空破坏, 盘车投入, 风烟系统停运。 3.1 APS 启动组态范围 启动过程的组态范围包括以下内容:机组启动准 备阶段: APS投入凝结水系统、锅炉给水系统、锅炉疏水及排汽系统、汽机疏水系统、小汽轮机润滑油系统、真空系统。 锅炉吹扫点火阶段: APS 投 入锅炉风烟系统、轻油系统、燃烧器管理系统、旁路系统、DEH 油系统等。 汽轮机冲转阶段: APS 投入供油系统, 汽机挂闸, 冲转、摩擦检查、暖机、升速, 阀切换、定速。 发电机并网 阶段: APS 投入电气同期判断,并网及带初始负荷。

13、 升负荷阶段: APS 投入低加系统、 高加系统,油枪自动投入及轻油枪自动退出, 小汽轮机启动, 给水泵切换, 厂用电切换, 投入 CCS 控制方式 3.2 APS 停机组态范围 马来西亚 Balchngian 电厂 2*300MW 项目 APS 解决 西北电力调试施工研究所 7 of 12 停止过程的组态范围应包括以下内容: CCS 控制机组减负荷, 继续将负荷减到设定的最低负荷( 切除 CCS, 给水泵切换, 小汽轮机停运,油枪退出,供油系统解列, 厂用电切换。 机组解列阶段: 锅炉停炉, 汽机跳闸, 发电机解列。 主机惰走阶段: APS 投入真空泵停 运子组,打开真空破坏门, 锅炉风烟系

14、统停运。 4. APS 断点的设置原则和数量 4.1 APS 启动断点设置 一般情况, APS 启动设置 5 个断点: 机组启动准备断点; 吹扫点火及升温升压断点; 汽机冲转断点; 并网及初负荷控制断点。升负荷断点。当选择 APS 启动时, 相应的断 点条件满足, 点击调出操作面板, 即可执行相应的断点。各断点执行的内容均在面板上显示出来, 通过点击还可进入到相应的功能子组画面。APS 启动操 作画面不仅是一个运行操作画面, 还是一个运行操作指导的画面, APS 操作执行的过程及相应的子功能组执行过程一目了然。 当 APS 执行过程中遇到故障时, 操作画面能直观地显示故障出现的子功能组及相应的

15、执行步骤, 就能立即找到故障所在的部位, 以便消除故障使 APS 继续执行下去。 4.2 APS 停止断点设置 机组自动停止设 3 个断点, 这 3 个断点分别为:降负荷到最小负荷断点; 锅炉 MFT、汽机跳闸、发电机解列断点; 停机断点。也设计有 GO/ HOLD 逻辑。 三、 三、 APS 与其它系统接口 APS 与 MCS、BMS、SCS、DEH、MEH、ECS 等系统的接口信号全部采用环路通 信。APS 作为基于MCS、BMS、SCS、DEH、MEH、ECS、BPS 之上的机组级指令管理、调度系统, 实现与这些底层系统的无缝连接是实现其自启停的关键。 1 APS 与 MCS 的接口 1

16、 APS 与 MCS 的接口 MCS 将根据机组各工况、各系统设备的投切情况、运行状态, 与取自工艺系统的温度、压力、流量、负荷等过程参数做综合判断, 实现自动调节系统的自举( 手自动切换) 功能; 根据主设备厂商提供的资料、曲线和以往的经验曲线等参数进行自动调节 2 APS 与 BMS 的接 口 2 APS 与 BMS 的接 口 在风烟系 统启动与 锅炉点火阶段, BMS接受APS来的指令,自动完成炉膛吹扫、油系统检漏、锅炉点火工作；在升温升压阶段, BMS 根据锅炉升温升压曲线自动完成油枪马来西亚 Balchngian 电厂 2*300MW 项目 APS 解决 西北电力调试施工研究所 8 of 12 投入数量的负荷计算, 并完成相应的油枪投入, 配合汽机旁路系统完成锅炉升温升压; 在升负荷阶段, BMS 根据 APS和CCS的负荷请求, 根据锅油枪投入数量与机组负荷曲线及油流量、油母管压力、油枪投入数量