第四章火电机组顺序控制系统

1、第四章火电机组顺序控制系统 定义：将同锅炉、汽轮机和发电机密切相 关的所有辅机、阀门、挡板等设备的顺序 控制称为火电厂的顺序控制系统火电厂的顺序控制系统(SCS) 第一节火电机组顺序控制系统的控 制方式 生产过程 333 2 1 333 2 333 2 1机组级；2功能组级；3 设备级 图4-1 顺序控制分级示意图 大型火电机组中对涉及控制设备众多的复杂顺控系统采用分级控制的思想。 分机组级控制、功能组级控制和设备级控制。 一、机组级顺序控制（自启停系统APS） 机组级顺控：为火电机组最高一级的控制，它能 在最少人工干预下完成整套机组的启动和停止。 机组级并不等于机组启停全部自动控制，它 允许

2、必要的人工干预，即在执行过程中设置最少 量的程序断点，由运行人员确认后，程序继续进 行。它给功能组自动控制方式提供了控制信号。 因此，机组级控制也叫功能组自动方式控制，而 功能组接受运行人员指令为功能组手动方式也叫 功能组控制。 二、功能组级顺序控制 功能组级顺控是一种以一个工艺流程为主，包含 有关设备在内的顺序控制。 功能组控制的特点是把工艺上互相联系，并 且具有连续不断的顺序性控制特征的设备群作为 一个整体来控制，是将相关联的一些设备相对集 中地进行启动和停止的顺序控制。当运行人员发 出功能组启动指令后，同一功能组的相关设备将 按照预先规定的操作顺序自动启动。 三、设备级控制 设备级控制是

3、顺序控制的基础级。不通过功 能组也能对属于同一功能组的若干设备分 别进行操作，设备级控制是一种一对一的 操作，即一个启/停操作指令对应于一个驱 动级，如操作一个截流阀。这种单一性控 制操作，也有人称其为组件控制。 第二节 顺序控制系统设备级控制 一、设备级控制的作用和功能 设备级控制是对生产过程中的基础设备实施一对一 操作，应具备下列控制功能： （1）手动/自动控制。自动方式下，设备级控制可 以接受功能组的启停指令；手动方式下，运行人 员在操作站或BTG盘上发出启停指令 （2）保护功能：当具备设备启动或停止运行条件时 应自动启动或停止设备的运行 注：BTG盘： B（锅炉boiler）T（tur

4、bine汽轮机）G（发电机generator）盘(控 制盘) 二、实例说明 图4-2 凝汽器真空泵A控制逻辑 以凝汽器真空泵A的控制为例，其控制逻辑原理如下图 虽然设备级控制数量众多，但是它的控制 类型却是有限的几种，以某300MW机组为 例，它有下面六种控制类型： （1）6kV/400V电动机自锁启停（双路输出 脉冲信号 （2） 6kV/400V电动机单向启停（单路输出 长信号 （3） 400V电动机可逆启停 （4）气动单向操作阀门（挡板） （5）电磁阀操作阀门（挡板） （6）直流电动机启停 设备级控制可以在继电器逻辑控制、PLC控制器和 DCS等控制装置中实现 大型火电机组中设备级控制通常

5、在PLC控制 器或DCS等控制装置中实现。这些功能丰 富的控制装置甚至提供了可用于设备级控 制的模块，如典型马达控制模块、典型电 动阀门控制模块等，极大地方便了顺序控 制系统的设计。对设备级控制有不同功能 要求的场合，则需要重新设计设备级控制 逻辑。编制设备级控制逻辑的语言通常使 用功能模块图和梯形图。 图4-3 典型电动门控制逻辑 第三节 顺序控制系统功能组控制 一、功能组控制的作用和控制方式 完整的功能组一般具有如下三种控制方式： （1）功能组启停的自动/手动切换。 自动（AUTO)时，功能组可接受自动启动功能组和自动停止功能组信。手动 时，按启动键（START)和停止键(STOP)可以启

6、动和停止功能组。 在机组级控制时要求所有功能组处于自动方式。 （2）中止（Halt）、解除（Release)和超驰（Over）操作。 中止操作时，控制程序暂停执行，解除操作时，功能组继续启停操作，超驰 操作时，停止功能组的启/停过程。 （3）有两台以上冗余设备时，选择某一台作为启动操作的“首台设备”，并有 自动/手动切换开关。当第一台设备启动完成后，便会自动选择第二台设备作 为“首台设备”的备用设备为启动做好准备。 功能组处于各种状态时应有相应的指示灯表示。 二、风烟系统功能组（略） 三、直吹式制粉系统功能组（略） 图4-4 锅炉风烟系统简图 四、给水系统功能组（P97-104） 给水系统的主

7、要任务给水系统的主要任务是： 将除氧器过来的水升压，经高加、省煤器进 入锅炉（或汽包），保证锅炉蒸发量的要求， 维持锅炉工质的平衡；并为过热器、再热器、 高旁提供减温水。有的还为炉水循环泵提供 高压冷却水的补充水。 给水系统的一般组成 系统一般组成系统一般组成：两台汽泵SFP，一台电泵 MDFP（BFSP)，各有一台防汽蚀升压前置 泵SFBP（BFSBP）。 各前置泵装有电动门，各主泵后有出口门、 逆止阀、流量测量装置，以及最小流量再 循环管道至除氧器给水箱，并有给水再循 环调节阀防泵内流体汽化。 启动给水泵 汽动给水泵汽动给水泵由小汽轮机驱动，分有高、低 压汽源运行中可以切换，其独立汽封汽源

8、 来自主机汽封系统，其排汽经隔离阀排入 主机凝汽器，正常润滑主油泵，事故油泵 为备用。 电动给水泵 电动给水泵电动给水泵与其前置泵由液力耦合器连接 共用同一电机驱动。用液力耦合器勺管来 调节泵转速以控制水流量。起润滑系统油 泵正常工作时由主驱动装置驱动，当启动、 停止、润滑油压低时，则要启动辅助润滑 油泵。 为了密封一般从凝结水母管引出密封水防 止泵体内液体向外泄漏。 某电动给水泵热力系统顺控例 电动给水泵联动控制启动 电动给水泵联动控制停止 电动给水泵联动控制 辅助油泵启停控制 电动给水泵联动控制 出口门、再循环门控制 第四节 顺序控制系统机组级控制 一、机组级控制的作用和DCS构成 机组级

9、启停顺序控制系统（APS）属于机组级控制方式，是机组的最高 管理级，其作用是使机组在冷态、温态（机组停运不足36h）、热态（机 组停运不超过10h)或极热态等方式下启动，直到机组带一定的负荷（如 满负荷），以及在任何负荷下，将机组负荷降到零。 在大型单元机组中，机组自启停系统作为SCS的一部分，一般在DCS 中实现。 整个DCS以两条互为冗余的开环无源通信电缆作为高速公路，所有的 控制站都通过相应的硬件接口（GWC门控制器）挂在总线上，各站的 功能不分主从。这种总线型网络结构简单，易于扩展，性能可靠，某一 站的故障不影响其他站的工作。这种DCS的构成如下：全厂的外围辅助 系统采用PLC控制，通

10、过门控制器连接到以太网，主控制系统采用DCS 系统的软硬件构成，包括汽轮机电液调节系统（DEH）、燃烧器管理控 制系统（MBC也称BMS），以及机组自动控制系统（APC，也称模拟量 控制系统（MCS），它们组成的各控制站可以很方便地进行通信，实现 了资源共享。 DCS这种结构为设计机组自启停控制系统提供了有利条件。 二、断点结构 APS系统采用断点启停设计思想，根据机组启停曲线与单元火电机 组启停特点，采用断点程序设计方式，对机组启停进行阶段划分。通 过按“开始”按钮，机组开始执行机组的启停工作。在断点处，需运 行人员点击“断点完成”进行下一阶段任务的启动。在非断点处，运 行人员可以通过按“复

11、位”按钮中断各个阶段甚至机组的启动或停止。 复位或停止后重新开始时，已执行过的断点可点击“断点完成”跳过。 在完成机组启动或停止任务后，APS自动退出。 APS分为启动模式或停止模式 启动模式下，启动过程设计7个断点： （1）机组辅助系统启动断点 （2）机组启动准备断点 （3）锅炉点火断点 （4）升温建立冲转参数断点 （5）汽轮机冲转断点 （6）发动机并网断点 （7）升负荷断点。 图4-35 APS启动模式断点结构的SFC图 （1）机组辅助系统启动断点任务 （2）机组启动准备断点任务 （3）锅炉点火断点任务 （4）升温建立冲转参数断点任务 （5）汽机冲转断点任务 （6）发电机并网断点任务 （7

12、）升负荷断点任务 在停止模式下，停止过程分为3个断点： （1）减负荷到5断点 （2）机组解列断点 （3）机组停运断点。 图4-36 APS停止模式断点结构的SFC图 （1）减负荷到5%断点任务 （2）机组解列断点任务 （3）机组停运断点任务 三、断点任务 1.APS启动过程 启动允许条件：空气压缩机组运行且空气压缩机仪用母管压力正常； 蒸汽辅助联箱压力正常；空侧密封油泵运行；氢侧密封油泵运行。 APS接到启动指令且满足启动允许条件，APS进入机组辅助系统启动 阶段。 （1）机组辅助系统启动 （2）机组启动准备 （3）锅炉点火 （4）热态冲洗建立冲转参数 （5）汽轮机冲转 （6）发动机并网 （7）升负