基于自动压力跟随并汽的二拖一联合循环机组APS的设计与应用

王继强 刘亚峰

摘 要：针对某三菱F级二拖一燃气-蒸汽联合循环机组运行方式多样、工艺流程复杂等特点，设计了二拖一燃气-蒸汽联合循环机组不同工况下的自启停程序。通过引入自动压力跟随并汽等控制方式，使APS能够自动适应机组运行特点，完成多方式复杂工况下的自动启停功能，减少人工干预、缩短机组并汽时间，提高了机组并汽过程中运行过程中的稳定性。

关键词：燃气-蒸汽联合循环机组；二拖一；APS；辅机自启动；自动压力跟随并汽

中图分类号： TH18 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）16-175-2

0 引言

二拖一燃气-蒸汽联合循环机组（简称二拖一机组）因运行方式多样、工艺流程复杂、设备自动化程度高、辅助设备少、启动速度快等特点，机组自启停功能已在部分燃机电厂得以应用。但是，针对二拖一机组工艺流程和运行模式可变，并汽时旁路控制和水位控制不协调，使得全机组自启停控制难度增加。对此，本文针对二拖一机组自启停过程中出现的典型问题进行了研究，通过引入自动压力跟随并汽等控制方式，使机组APS能够自动适应机组运行特点，减少人工干预，使机组并汽时间缩短三分之一，完成多方式复杂工况下的自动启停功能。

1 机组自启停功能组成

某二拖一燃气-蒸汽联合循环859MW机组采用2台M701F4型燃气轮机、2台余热锅炉、1台带SSS离合器直接空冷供热蒸汽轮机，燃气轮发电机组与蒸汽轮发电机组为不同轴结构。该机组可分为一拖一、二拖一两种运行方式，同时蒸汽轮机高中压缸与低压缸采用SSS离合器连接，可实现蒸汽轮机纯凝、抽凝、背压三种模式切换运行。

该机组自启停设计的主体为APS上层框架调用各顺控子功能组。针对机组运行方式多样、工艺流程复杂的特点，主体框架共4层功能组， 8个执行断点，4条可选择控制支线。4层功能组分为辅机启动准备功能组、锅炉上水功能组、主机启动功能组、并汽功能组。8个断点分别为辅机油系统正常、余锅上水系统正常、汽包水位正常、燃机并网、汽机冲转、机组并汽、汽机并网、汽机运行模式切换。4条可选择控制支线为#1机组启动、#2机组启动、二拖一启动、汽机运行模式切换。机组自启停功能组成方框图如图1所示。

2 机组自启停功能设计

二拖一机组自启动程序主要由辅机自启动、锅炉给水系统自启动、高中低压上水、疏水系统自动控制、燃机启动、燃机并网、汽机冲转、汽机并网、汽机运行模式切换构成。其中，针对二拖一机组工艺流程和运行模式可变，并汽时旁路控制和水位控制不协调等问题，设计了二拖一机组独有的辅机自启动检测和自动压力跟随并汽功能组，使全厂机组控制简单、安全、稳定。机组自启停流程被8个断点分为若干步序，每一步序均包括设备动作顺序、重要参数监视、等待时间、运行状态判断，运行人员可以通过自启停画面实现对机组全自动启停的实时在线监控。

2.1 辅机自启动

该机组自启停设计将辅机自启动程序融合在了系统APS中，操作员可以在完成就地设备检查后，实现闭式水系统、空压机系统、凝结水系统、润滑油系统、密封油系统、控制油系统的一键启动。同时，在4层功能组运行过程中，辅机的任一运行状态的改变或重要参数变化，都会在相应的断点进行检测，非关键状态可以由运行人员手动确认是否继续执行，关键状态直接暂停机组自启停控制。

2.2 自动压力跟随并汽控制

二拖一并汽过程中会由于并汽速度、并汽温度压力偏差、汽轮机进气流量、锅炉运行参数的不同，使汽包水位、排汽装置真空、暖管温度和时间、旁路系统都不易控制。在进行机组自启停设计中，根据机组运行参数的积累，首先对旁路系统进行优化，采用自动压力跟随并汽控制方式，实现二拖一机组的自动并汽。

二拖一机组的旁路系统分为最小阀位控制、变压力控制和压力跟随控制，在进行自动压力跟随并汽过程中，旁路采用自动方式，压力设定值由压力设定计算回路根据机组运行阶段自动生成，当汽轮机进行冲转时，压力设定值自动设置为冲转前的实际主汽压力；当旁路进入压力跟随模式时，压力设定值始终高于实际值；当机组进行并汽或者退汽时，压力设定值自动设置为并汽或退汽前的实际主汽压力。

二拖一机组蒸汽轮机的压力等级分为高、中、低3种等级的过热蒸汽压力，且不同压力等级的进、排汽之间容易互相影响，机组自动并汽过程中采用先中压再高压最后低压的并汽顺序，同时在高、低压并汽过程中，并汽阀采取分步开启方式，以使中压缸排汽压力波动减缓，防止并汽时因某压力等级的排汽不畅而使排汽压力增加，造成机组跳闸。机组高压并汽允许条件为1、2号炉高压主蒸汽压力偏差<0.1MPa，1号炉与2号炉高压蒸汽温度偏差<15℃，高压旁路投入自动，热再电动门已开且高压主汽电动门已关。机组高压退汽允许条件为燃机功率<200MW，高压旁路在自动位置。

3 机组自启停在实际中的应用

以某二拖一燃气-蒸汽联合循环859MW机组2015年10月13日采用机组自启停控制技术为例，机组在启动过程中全程采用机组自启停技术，运行巡检人员只负责检查就地设备启动后的运行状态，从设备分系统启动、燃机并网、汽轮机冲转再到机组二拖一并汽完成，全程8个断点全部自动完成，各系统运行正常，汽包水位、主蒸汽压力温度参数稳定，实现了机组二拖一的全程自启动设计要求。

4 结语

针对二拖一燃气-蒸汽联合循环机组运行方式多样、工艺流程复杂，并汽时旁路控制和水位控制不协调等特点，设计了二拖一燃气-蒸汽联合循环机组不同工况下的自启停程序，通过引入辅机自启动、自动压力跟随并汽等控制方式，使APS能够自动适应机组运行特点，完成多方式复杂工况下的自动启停功能，在机组启动过程中无需手动干预，全程自动控制，使机组并汽时间缩短三分之一，显著提高了机组的控制水平。

参 考 文 献

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