浅谈对百万机组自启停系统的认识

渠国防 孟宪民

摘  要：通过对机组自启停技术的研究，文章对本工程2×1 000 MW机组的自动启停系统设计与实施提出建议，为提高电厂的热工自动化水平，提供了科学合理的建设方案。

关键词：自启停;断点

中图分类号：TM76     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）36-0051-02

1  概  述

目前，国内大型超超临界机组发展迅速，为确保机组安全、稳定运行， 提高发电厂自动控制水平已经刻不容缓，究其原因是机组的运行参数不断提高、自动控制系统结构较为复杂、对运行人员的操作水平要求高。因此，在机组启动、停运过程中，如果仅仅依靠运行人员的手动操作，不仅工作量大而且容易发生误操作事故，大大影响机组运行的安全性和经济性。

2  基本概念

机组自启停控制系统是基于机组整机自动启停控制的理念，通过协调控制系统、顺序控制系统、锅炉燃烧管理系统、汽机电液调节系统等系统传递指令，进而实现单元机组的自动启动或停止。机组自启停系统不仅能够提高机组的自动化控制水平，还可以最大范围的减少运行人员的操作数量，减轻运行人员的工作量，降低误操作，缩短机组启停时间、提高机组的长期经济运行水平。

3  应用现状

国内绝大多数电厂的顺序控制系统做到功能组级。国外一些控制水平较高的电厂顺序控制一般都做到了机组级，也就是通常所说的“一键启动”，运行人员在操作员站上通过一个启动键或适当的设置几个断点即可完成整个机组的自动启动和停止。由此可见，在机组自动控制水平上，国内的运行机组与国外先进运行机组还是存在着一定的差距，。

其中，华能海门电厂2×l  000 MW超超临界1、2号机组，采用美国艾默生公司制造的Ovation OCR-400X系列DCS，设置了机组自启停控制系统，采用分层控制方式及断点控制手段，于2009年顺利投入运行。

4  自启停系统介绍

4.1  总体架构

目前国内自启停系统均采用4层金字塔形结构，由上至下分别为机组级控制层、功能组级控制层、子功能组级、驱动级，该结构采用合理的层控制方式，自启停系统的体系框架，如图1所示。

4.2  断点设置

为保证机组自启停功能的实现，各相关系统需要围绕机组自启停功能进行设计，如CCS、MCS、FSSS、DEH等机组自启停多采用断点控制方式。同时，在各个断点下面设计相关功能组完成特定的功能。

断点方式就是将机组的启动或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。

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，既可给机组自启停系统提供支持，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。

目前新建工程的自启停控制系统启动过程一般设置4个断点，停止过程设置3个断点。其中启动模式的断点有：①机组启動准备（含冷态冲洗及真空建立）;②锅炉点火升温;③汽轮机冲转断点;④机组并网升负荷断点。停机模式的断点有：①降负荷断点;②机组解列断点;③机组停运断点。

4.3  机组自启停包含的范围

机组自启停系统包括范围的一般为：顺控系统和MCS的系统应可考虑纳入自启停系统，在实际操作时可由自启停系统实现，也可由人为操作，增加自启停系统运行方式的灵活性。系统的起点，一般从凝补水系统启动开始，终点是升负荷到500 MW（机组50%额定负荷）。系统停止过程的起点为当前负荷，终点一般是真空破坏，主机盘车投入，锅炉吹扫完成。

启动过程的设计范围应包括以下内容： ①机组启动准备：循环水系统、闭冷水系统、凝补水系统、磨煤机油站、主机油系统、小机油站、送风机、一次风机油站、引风机油站、炉底水封及渣水系统、压缩空气系统、氢气系统、发电机密封油系统、主机盘车。凝结水系统、汽机疏水系统、除氧器系统、锅炉疏水系统、抽真空系统、辅汽系统、轴封系统、给水系统、锅炉启动系统。②锅炉点火升温：等离子点火系统、风烟系统、火检系统、给水系统、定子冷却水系统、磨煤机系统、磨煤机密封风系统、一次风机系统、过热器喷水减温系统、再热器温度控制系统、旁路系统。③汽机冲转：DEH系统。④机组并网升负荷：低加系统、高加系统、ECS系统、CCS系统、汽机疏水系统、给水系统、磨煤机系统。⑤机组停运时，高负荷阶段由CCS进行控制，直到机组负荷减至设定投入自启停系统的负荷点。停运过程的设计范围应包括以下内容：⑥降负荷：等离子点火系统、磨煤机系统、CCS系统、主机油系统、给水系统、旁路系统、高加系统、低加系统。⑦机组解列： DEH系统、ETS系统、ECS系统。⑧机组停运：等离子点火系统、风烟系统、一次风机系统、底渣系统、汽机疏水系统、轴封系统、抽真空系统、循环水系统。

5  自启停实施的注意问题与建议

总的来说，在实现机组自启停的过程中，需解决以下难题。

5.1  技术方面的难题

①运行方式的非确定性;②系统设计的局限性;③设定值大偏差投闭环;④全程模拟量控制的复杂性;⑤测量仪表的局限性。

5.2  目前电力建设大环境的限制

①国产火电机组自启停系统成功的例子少，可以借鉴的经验几乎没有。

②国内火电建设的大环境所致，一台机组常常由于工期原因，没有给自启停系统足够的调试时间，导致自启停系统逻辑调试不充分。

③即使项目公司留的调试时间足够长，电网调度也不一定会给机组反复启停的机会。

④设备招标时的设备选型问题，经常选用性价比高的设备，而一些性能优良价格高的设备经常不能入围，导致设备可靠性、可控性一般，也是自启停系统不能成功的一个因素

5.3  建  议

①从设计工作抓起，并协调好设备招标、施工、逻辑组态、现场调试、机组运行等各个阶段的工作。

②在设备的招标过程中均应对设备提出要求，提高相关设备的可靠性。在控制系统的框架设计及组态过程中，充分考虑实现自启停系统所需的接口，并且在调试阶段预留足够的时间用于完成自启停系统调试所需的时间。

6  结  语

自启停控制的实施尽管有很多困难和问题，只要各参建单位团结一致，群策群力，自启停控制系统一定能在工程中顺利完成。

参考文献：

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[2] 龙海云.百万千瓦超超临界机组自启停控制系统[J].四川电力技术，

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[3] 陈世和，朱亚清，潘凤萍，等.1 000 MW超超临界机组自启停控制技术[J].

南方电网技术，2010，（S1）.