“三拖一”燃气-蒸汽联合循环机组APS控制策略

韩 森

中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司，陕西西安 710032

1 机组概况

侯赛因项目是山东电建三公司在约旦EPC总承包的第三个项目，是公司积极响应国家“一带一路”战略，紧跟中国电建集团海外业务发展步伐，深耕中东电建市场取得的又一重大成果。约旦侯赛因项目设计装机容量485MW，为燃气—蒸汽联合循环三拖一配置，主机设备为GE的9E燃机、NEM的余热锅炉、斯柯达的蒸汽轮机。项目招标方为约旦政府，投资方为沙特ACWA Power公司，设计院为西班牙IDOM，中国电建集团公司与山东电建三公司以联合体方式进行EPC总承包。

2 机组APS控制策略

APS启动共分为6种启动方式：首台或非首台单循环启动、首台或非首台联合循环顺序启动、首台或非首台联合循环同时启动，APS停止共分为3种停止方式：单循环停止、联合循环燃机和余热锅炉停止、联合循环余热锅炉停止。

2.1 APS启动方式

（1）单循环首台启动。电厂辅助系统启动→单循环辅助系统启动→单循环启动。

（2）单循环非首台启动。单循环辅助系统启动→单循环启动。

（3）联合循环首台顺序启动。电厂辅助系统启动→单循环辅助系统启动→联合循环辅助系统启动→首台联合循环启动（前8步）→首台联合循环启动（选择“转换”按钮后启动后14步）。

需要注意的是首台联合循环启动完前8步之后，便可长时间保持运行；若需求开挡板时，则选择“转换”按钮，继续进行顺控。

（4）联合循环非首台顺序启动。单循环辅助系统启动→联合循环辅助系统启动→非首台联合循环启动（前8步）→非首台联合循环启动（选择“转换”按钮后启动后3步）。

（5）联合循环首台同时启动。电厂辅助系统启动→单循环辅助系统启动→联合循环辅助系统启动→首台联合循环启动。

（6）联合循环非首台同时启动。单循环辅助系统启动→联合循环辅助系统启动→非首台联合循环启动。

2.2 APS停止方式

（1）单循环停止。单循环停止→单循环辅助系统停止。

（2）联合循环燃机和余热锅炉停止。燃机和余热锅炉顺控停止→联合循环辅助系统停止→单循环辅助系统停止。

（3）联合循环余热锅炉停止。余热锅炉顺控停止→联合循环辅助系统停止→单循环辅助系统停止。

2.3 APS详细步骤

（1）电厂辅助系统启动顺控：启动油水排污系统→启动空压机系统→启动生活水系统→启动原水系统→启动制水系统→启动工业水系统→启动消防系统。

（2）电厂辅助系统停止顺控：停止消防系统→停止工业水系统→停止制水系统→停止原水系统→停止生活水系统→停止空压机系统→停止油水排污系统。

（3）单循环辅助系统启动顺控：启动除盐水系统→启动水浴炉系统→启动燃油系统→（GT11、GT12、GT13步序：启动燃油加热系统→启动烟气检测系统→置旁路挡板自动位）→启动锅炉排污系统。

（4）单循环辅助系统停止顺控：停止被选择燃机已启动的辅助系统→（GT11、GT12、GT13步序：置旁路挡板手动位→烟气检测系统→停止燃油加热系统）→停止燃油系统→停止燃气系统→停止锅炉排污系统。

（5）联合循环辅助系统顺控启动：置TCS远控位→启动闭式水系统→启动加药系统→启动汽机辅助系统→启动锅炉疏水系统和汽机疏水系统→公共注水确认（凝结水系统注水放空气）→启动凝结水系统与除铁器→（GT11、GT12、GT13步序：余热锅炉冲洗→启动给水系统功能组→置低压水三通调阀、上水调阀、低压上水电动门自动位→置低压定排调阀、蒸汽疏水阀、低压汽包排氧阀自动位→置高压给水系统所有阀及减温水所有阀自动位→置高压蒸汽系统所有阀自动位→置烟气挡板自动位→启动低压蒸汽辅助系统功能组→启动高压压蒸汽辅助系统功能组→打开低压和高压上水电动关断门→启动省煤器再循环系统功能组）→启动低压PCV功能组→启动高压PCV功能组→置ACC风机功能组、疏水灌功能组和真空功能组自动→汽轮发电机AVR系统条件检查。

（6）联合循环辅助系统顺控停止：停止已被选择的联合循环的余热锅炉辅助系统→（GT11、GT12、GT13步序：停止省煤器再循环系统功能组→关闭低压和高压上水电动关断门→停止高压蒸汽辅助系统功能组→停止低压蒸汽辅助系统功能组→置烟气挡板手动位→置高压蒸汽系统所有阀手动位→置高压给水系统所有阀及减温水所有阀手动位→置低压定排调阀、蒸汽疏水阀、低压汽包排放阀手动位→置低压水三通调阀、上水调阀、低压上水电动门手动位→停止给水系统功能组）→停止汽机同期系统→停止高压PCV功能组→停止低压PCV功能组→停止ACC风机功能组和真空功能组→停止蒸汽疏水阀功能组、蒸汽凝结减温水功能组、蒸汽排污功能组、轴封功能组、暖机功能组→停止辅助蒸汽功能组→停止疏水功能组、汽轮机液压油→停止凝结水系统和除铁器系统功能组→停止闭式水功能组。

（7）首台联合循环启动：燃机选择联合循环模式→烟囱挡板打开→燃机启动→锅炉挡板打开→挡板关向余热锅炉→燃机52G允许合闸→燃机自动并网→负荷控制（同时启动模式或单循环转联合循环模式进行下一步）→燃机温度控制模式→挡板开向余热锅炉且打开烟囱挡板→挂闸、暖缸功能组投入→启动辅助蒸汽系统，疏水功能组→启动蒸汽疏水阀功能组、蒸汽凝结减温水功能组、蒸汽排污功能组、轴封功能组→ACC投入运行（允许：轴封已投）→转换高低压PCV控制高、低压压力→汽轮机启动→发电机励磁启动（允许：转速＞3000rpm）→发电机励磁投自动（允许：励磁手动、自动切换准备完成）→TCS自动同期激活（允许：TCS自动同期可用）→AVR自动且同期装置上电→汽轮机同期启动（同期装置在自动位）→汽轮机压力控制模式（允许：压控已准备就绪）。

（8）非首台联合循环启动：燃机选择联合循环模式→烟囱挡板打开→燃机启动→锅炉挡板打开→挡板关向余热锅炉→燃机52G允许合闸→燃机自动并网→负荷控制（同时启动模式或单循环转联合循环模式进行下一步）→燃机温度控制模式→挡板开向余热锅炉且打开烟囱挡板→高低压蒸汽出口门开。

（9）联合循环燃机和余热锅炉顺控停：降负荷至20%（25MW）→停蒸汽轮机（如果其他锅炉运行则跳步）→关闭主汽阀（发功能组OFF指令，如果其他锅炉运行则跳步）→关闭锅炉主汽门（如果是最后一台则跳步）→燃机温度控制模式→关闭余热锅炉旁路烟气挡板（允许：预热10min完成）→关闭主烟气挡板→停燃机。

（10）联合循环余热锅炉顺控停：降负荷至20%→停蒸汽轮机（如果其他锅炉运行则跳步）→关闭主汽阀（如果其他锅炉运行则跳步）→关闭锅炉主汽门（如果是最后一台则跳步）→燃机温度控制模式→关闭余热锅炉旁路挡板（允许：预热完成）→关闭主烟气挡板→燃机外部负荷控制模式。

3 机组APS控制策略优化

（1）启动过程中，注意需要手动确认的步序，需手动确认（主要包括CMES，凝结水注水完成，锅炉注水完成，疏水泵启动和停止，燃机并网，汽机并网）。

（2）联合循环模式下燃机单循环方式运行，需要启动锅炉时，检查启动锅炉辅助系统完成，后选择需要启动的锅炉，选择单循环转联合循环模式，点击“转换”即可启动该锅炉。

（3）启动前需先确认机组启动方式，若选择单循环方式，必须确认锅炉旁路挡板和隔绝挡板均在关位置，若选择联合循环方式，必须确认锅炉旁路挡板后的隔绝挡板已打开，旁路烟气挡板在远方控制。

（4）锅炉启动开挡板时，检查旁路挡板画面联合循环启动允许变红，挡板开允许信号变红，否则检查该允许条件哪一条不满足。

（5）在机组运行过程中，若由于某台余热锅炉高压蒸汽温度较低，造成高压主蒸汽阀门保护关闭，再次并汽需点击该功能组旁边的确认按钮，才能完成自动并汽。

（6）首台燃机带锅炉启动时，燃机首先在温控模式下，根据汽机温度要就控制燃机排气温度，待汽机冲大于2900rpm且燃机排气温度大于530℃，温度指令超过535℃时，燃机将自动投入功率控制，此时可根据机组需要，手动增加燃机负荷，或在锅炉启动后预热完成后，可手动将燃机切换至功率控制，第二台或第三台锅炉启动时，燃机温控至400℃以下，自动打开挡板，余热完成后开始根据汽机温度自动增加燃机排气温度，待到上述切换条件满足时将自动切换至功率控制，此时可根据需要手动增加负荷。（温控切换至功控燃机负荷大约在25MW）。

（7）顺序启动是从所选择的该单元辅助系统开始，步序一直到燃机并网带初负荷完成，启动锅炉时需要进行下一步的单循环转联合循环切换选择并手动“转换”按钮确认切换，同时启动则时从该单元辅助系统开始，一直到锅炉启动后主蒸汽阀打开结束（非首台）。或一直到汽轮机并网带负荷（首台）。

4 结语

在现代这个自动化时代，控制系统可以帮助运行人员解决很多问题，所以控制系统显得格外重要。对于逻辑来讲，从无到有，然后经过千锤百炼，最终才能达到人们预期的效果。