60万机组一键启动APS解析
火电厂APS介绍
Fuel control
Air control
Load control
FGD FGD
Auxiliary
Electrical ECS
Boiler BMS Data Acquisition System (DAS) Sequence Control System (SCS) Modulating Control System (MCS) DEH
Turbine ETS BPC
2/ 2011-3-17
APS应用目的及现状
为什么要应用APS 为什么要应用
• • • 大型火力发电机组的运行对操作人员的要求 机组安全、稳定运行的需求 现代化的发电厂运营管理上的需求
国内燃煤机组实现APS的技术难点 的技术难点 国内燃煤机组实现
1. 燃煤机组工艺过程复杂，各工艺系统的配合要求高，且运行方式多变，对于自动控 制系统的设计要求较高 2. 3. 设备的可用性、可靠性要求高 从机组自动启/停的控制需求考虑，要求纳入自动控制系统的仪控设备较多，新建机 组从控制项目投资的角度考虑，往往有所保留
• • • • • • • 步序阶段化 基于断点的程序设计 逻辑模块化 判据条理有序化 程序重定位 不同工况下的选择跳转 系统接口规范化 便于独立组态、调试 必要的人工干预点 事故处理及报警 断点1 断点
功能组1 功能组 功能组2 功能组
APS LEVEL 1
断点2 断点 断点n 断点
子组1 子组 子组2 子组 子组n 子组
APS提供的主要控制功能
• • 分阶段的全程机组启/停，运行操作指导 机组启停过程监控及实时异常报警
断点允许条件
本断点 功能组
功能组监控
断点操作 APS操作指令提示 APS操作指令提示 断点功能组报警信息
火力发电机组自启停(APS)系统架构设计方案
Automatic Control •自动化控制Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 135【关键词】APS 系统结构 模块化架构 断点程序1 APS系统概述随着发电机组容量的不断增大，参数提高，设备增多，各子系统联系更加紧密，且运行工况更加多变，从而使机组运行风险及运行员的操作难度加大。
尤其是在机组启停阶段，运行员需要操作监视大量的设备和参数。
APS 是基于机组自动启停控制思想，建立在常规机组分散控制系统基础上的顶层控制逻辑。
APS 既能够实现机组按照规定程序安全可靠、经济高效的实现自启停操作，同时可确保机组安全稳定、提高自动化水平、减轻运行员的工作强度，是国内外火力发电厂自动化提高和发展的一个重要方向。
本文主要针对目前APS 的两种技术方案进行了探讨研究。
2 APS系统结构APS 系统为最高层机组级的控制系统，APS 是基于整套机组自动启停控制思想，由建立在常规控制系统(原有的DCS 系统)基础上的上层控制逻辑(APS 逻辑)与优化后的原有控制系统共同实现的。
在没有投入APS 的情况下，DCS 常规控制系统可独立于APS 实现对电厂的控制。
在APS 投入时，常规控制系统给APS 提供支持，实现对机组的自动启/停控制。
APS 的整体结构采用金字塔形结构，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 层之火力发电机组自启停（APS）系统架构设计方案文/郑锴间的联系密切可靠。
60万机组火电厂热力设备运行与维修
60万机组火电厂热力设备运行与维修一、火电厂热力设备简介火力发电是指利用煤炭、石油、天然气等化石能源燃烧产生高温高压的热能，通过热能转换为机械能，再转换为电能的一种发电方式。
在火电厂中，热力设备是实现能源转换的关键设备。
60万机组火电厂是常见的中型火电厂，其热力设备运行与维修非常重要，关乎火电厂的生产与安全。
二、热力设备运行管理1. 设备运行模式火电厂热力设备一般采用燃烧热力发电，即通过燃料燃烧产生热能。
其运行模式一般分为常规运行、启停机和检修三种模式。
在常规运行中，热力设备需要保持稳定的运行状态，保证发电的连续性。
启停机模式一般用于根据电力负荷大小进行快速启停，以适应用电市场的需求。
而检修模式则需要对热力设备进行定期的维护和检修，确保设备性能稳定。
2. 热力设备运行参数热力设备的运行参数主要包括燃料供给、燃烧风量、热量负荷、汽水循环参数等。
其中燃料供给和燃烧风量是保证燃烧效率的关键参数，热量负荷是保证发电量的关键参数，而汽水循环参数则是保证锅炉、汽轮机等设备安全而稳定运行的重要参数。
3. 运行安全监测热力设备的运行安全监测是确保设备运行的重要手段。
通过监测设备的各项参数，包括燃烧气体成分、燃料供给、燃烧温度、压力等参数，及时发现设备运行异常，采取措施确保设备安全运行。
三、热力设备维修管理1. 维修计划热力设备的维修管理需要制定详细的维修计划，包括定期检修、中修和大修等。
定期检修一般每年进行一次，主要对设备进行外观检查和简单的性能测试；中修一般每两年进行一次，主要对设备进行检测、清洗和更换易损件；大修一般每四年进行一次，主要对设备进行全面的拆卸、检测和维修。
2. 维修技术热力设备的维修技术一般包括机械维修、电气维修和仪表维修。
其中机械维修主要包括设备的清洗、部件更换和设备调试；电气维修主要包括设备的电气连接、电控系统检修和设备运行测试；仪表维修主要包括设备的检测、校准和测试。
3. 维修安全管理热力设备维修过程中需要严格遵守安全操作规程，保证维修过程中的人员和设备安全。
机组自启停APS系统说明
十、机组自启停APS系统专题机组自启停控制系统APS就是热工自动化技术得最新发展方向之一。
APS就是实现机组启动与停止过程自动化得系统,其优势在于可以提高机组启停得正确性、规范性,大大减轻运行人员得工作强度,缩短机组启停时间,从整体上提高机组得自动化水平。
FOXBORO公司根据应用经验,做如下说明:APS功能设计APS功能包括机组自动启动与自动停止。
其中自动启动有冷态、温态、热态与极热态四种启动方式,对于汽机来说,其区别主要在于汽轮机自动开始冲转时对主蒸汽参数得要求不同,因而汽轮机冲转前锅炉升压时间不同。
●冷态方式: 第一级金属温度≤120℃●温态方式: 第二级金属温度>120℃,且≤300℃●热态方式: 第一级金属温度>300℃,且≤380℃●极热态方式: 第一级金属温度>380℃对于锅炉来说,区分以上4种启动方式,主要由汽包壁温、汽包压力与停炉时间来决定。
四种启动方式都可分为九步,每步设计为1个断点。
只有在前一步完成得条件下,通过所提供得按钮确认启动下一步,APS才会开始下一步,在每一步得执行过程中,均设计“GO/HOLD”逻辑,这九步为:1）启动准备2）汽机抽真空3）锅炉初始清洗4）锅炉冷态清洗5）锅炉点火6）热态清洗7）汽机冲转8）并网、带初负荷9）升至目标负荷(40％BMCR)第九个断点即加负荷断点中进行到由APS设定负荷指令为40%MCR并实现后,发出由CCS进行负荷控制并投入协调方式得命令,断点完成后,APS退出,此时机组得启动已完成,机组负荷由CCS系统控制升至操作员得设定值或由中调(AGC)给出得设定值方式。
为了适应随后整个生产过程得全程自动控制,CCS必须能根据负荷指令要求自动地投切燃烧器,适应不同得负荷要求。
投入APS前,必须具备启动允许条件,如锅炉加药系统、汽水采样系统、锅炉排污系统、灰处理系统、锅炉补水系统具备投入条件,凝结水、给水系统上水,循环水系统上水,开闭式冷却水系统上水、压缩空气系统、化学精处理系统、凝汽器胶球清洗系统、凝汽器铜管造膜系统具备投入条件,启动密封油系统,发电机充氢等已准备好。
660MW超临界机组APS自启停控制
660MW超临界机组APS自启停控制随着电力需求的不断增长，火力发电厂已经成为许多国家主要的电力供应方式之一。
660MW超临界机组是一种高效、低排放的火力发电机组，具有很高的经济性和环保性。
APS 自启停控制系统作为660MW超临界机组的一部分，起着至关重要的作用。
本文将探讨660MW超临界机组APS自启停控制的原理、特点和应用。
APS自启停控制系统采用了先进的控制算法和高性能的控制器，能够对660MW超临界机组进行智能化、自动化的控制。
其主要原理包括以下几点：1. 自动化控制：APS自启停控制系统能够根据预设的启停参数，实现机组的自动启停。
在机组启动过程中，系统通过监测各个部件的状态和参数，实时调整控制策略，确保机组的安全、稳定运行。
在机组停机过程中，系统也能够自动控制各个部件的停机顺序和速度，确保机组的平稳停车，减少机组的磨损和故障率。
2. 智能化监测：APS自启停控制系统通过高精度的传感器和先进的数据采集技术，对机组各个部件的状态和参数进行实时监测和分析。
系统能够及时发现机组运行中的异常情况，并采取相应的控制策略进行调整，避免机组发生故障或损坏。
3. 柔性化控制：APS自启停控制系统具有较强的柔性控制能力，能够根据机组运行状态和外部环境变化，及时调整控制策略，确保机组的性能和安全。
例如在气候变化较大的环境下，系统可以根据不同的环境参数调整控制策略，最大限度地发挥机组的性能。
4. 可视化：APS自启停控制系统能够通过图形化界面实时显示机组运行状态和各项参数，用户能够清晰了解机组的运行情况，方便进行监控和管理。
APS自启停控制系统已经在许多660MW超临界机组中得到了广泛的应用，取得了良好的效果。
其主要应用包括以下几个方面：660MW超临界机组APS自启停控制系统作为660MW超临界机组的一部分，具有很高的智能化、自动化控制能力，能够有效地提高机组的运行效率和安全性。
随着技术的不断发展和应用范围的不断扩大，APS自启停控制系统将在未来得到更广泛的应用和推广。
适用于APS的新型凝结水控制在重油超临界660MW机组上的应用研究
适用于APS的新型凝结水控制在重油超临界660MW机组上的应用研究摘要：本文介绍了一种适用于APS的新型凝结水控制，解决了凝结水系统控制目前存在的耦合问题，对于国内电力机组有着很好的借鉴意义。
1、概述在常规电力机组中，凝结水系统是指从凝汽器到除氧器的这一组管路和设备系统，该系统设计复杂，凝结水控制是机组安全、稳定、经济、高效运行的重要环节，沙特延布三期5*660MW机组的凝结水控制系统经过设计优化与调试，在满足APS的控制要求下很好的解决了两个水位耦合的控制问题，投用效果良好。
2、系统构成及控制方式2.1 系统构成沙特延布电厂三期5*660MW机组，锅炉为ALSTOM公司生产的超临界滑压重油炉，汽轮机为ALSTOM公司生产的一次再热，多级抽汽汽轮机，DCS采用FOXBOR公司的IA控制系统，设计有一键启动系统（APS）。
凝结水系统的工艺构成如图1所示。
凝汽器补水是由主要是用凝补水箱供给，设计有正常补水和紧急补水两个控制阀，凝补水箱的水来自于化学水处理系统，设计有控制阀，其水位设定为容量的2/3,保证紧急情况下的回水。
另设计一路从凝结水泵出口到凝补水箱的回水管路，管路上设计有控制阀。
凝结水补水泵在正常情况下不运行，只是在机组启动上水和需要大量补水时运行。
除氧器在启动时直接通过凝结水补水泵从凝补水箱上水，正常运行时通过凝结水泵及凝结水泵出口调节门供水。
图1凝结水系统图2.2 凝结水系统的控制特点凝汽器水位和除氧器水位存在着耦合问题，而且受减温水量、给水量影响较大，同时该系统存在较大的滞后，在整定的过程中存在很多的外部干扰因素，系统控制点的特性难确定，该控制一直是常规火电机组的一大难题。
在国内近期建成的超临界热力机组凝结水控制通常采用除氧器水位和凝汽器水位独立控制的设计方法，除氧器水位由凝结水泵变频或凝结水泵上水调节阀控制，凝汽器水位由凝补水/排水控制阀控制，该控制方法将两个控制系统独立，在一定程度上克服了两个系统的相互影响，减少了系统的滞后性，但是不利于机组的稳定运行和凝泵的安全，一键启动及负荷变动适应性较差。
660MW超临界机组APS自启停控制
660MW超临界机组APS自启停控制APS自启停控制系统是指具备自动启动和停机功能的电厂控制系统，旨在实现对660MW 超临界机组的自动控制和管理。
APS自启停控制系统在电厂的运行中起着至关重要的作用，能够有效提高电厂的生产效率和安全性，是电厂自动化管理的重要组成部分。
APS自启停控制系统主要由自动控制系统、监控系统、网络系统和安全系统等部分组成。
自动控制系统通过PLC控制器实现对660MW超临界机组的自动操作；监控系统负责对机组的运行状态进行实时监控和数据采集；网络系统提供了无线通信和远程监控功能；安全系统则保障了系统的安全稳定运行。
APS自启停控制系统的核心功能包括自动启动、自动调速、自动负荷调节、自动停机等。
在电厂运行中，当系统检测到需要启动660MW超临界机组时，自动控制系统将启动机组并进行自动调速，以保证机组正常投入运行。
当机组达到额定负荷后，自动负荷调节功能将根据电网的负荷情况自动调整机组的输出功率，从而实现对电网负荷的稳定供应。
当系统需要停机时，APS自启停控制系统将自动执行停机程序，确保机组安全有序地停机。
APS自启停控制系统具有以下特点：1. 高效性：APS自启停控制系统能够实现对660MW超临界机组的自动控制和运行管理，提高了电厂的生产效率和运行稳定性。
2. 可靠性：系统通过PLC控制器实现对机组的自动操作，具有较高的自动化水平和可靠性。
3. 安全性：APS自启停控制系统配备了完善的安全系统，能够保障机组和设备的安全运行。
4. 灵活性：系统能够实现对电厂机组的多种操作控制，具有较强的灵活性和适用性。
5. 自动化管理：通过网络系统实现远程监控和通信功能，实现对电厂的自动化管理。
燃煤火电机组全新一代智能控制系统ics的架构与应用
智能发电运行控制系统 ICS 在线性能分析 机组性能计算 锅炉性能 汽轮机性能 加热器性能 机组耗差分析 操作在线指导 能效大闭环投切 性能在线监督 机组运行评分
运行优化详细信息 3D 报表系统
智能运行控制 协调优化控制 主汽温优化控制 再热汽温优化控制 脱硝优化控制 神经网络控制器 最优氧量控制
冷端优化 关键参数软测量 深度学习过程值预测 燃烧操作优化指导
·47·
智能报警 报警别
A 磨满煤 A 磨混风调门连杆脱落 A 引风机叶伺服阀连杆脱落 1 号辅机循环水泵断轴 汽轮机高调门连杆断裂 汽轮机高调门伺服阀堵塞
智能监测 指标汇总 机组指标 环保指标 转机频谱分析 转机监测 辅机健康度 水平衡 电平衡 热平衡 控制回路评价 执行机构性能
智能吹灰 真空严密性试验
智能顺序控制 APS 总貌
机组启动准备 汽机冲转
机组并网升负荷 给水泵顺启 磨煤机顺启
智能分析中心 数据抽取预处理 控制模型在线辨识 机器学习训练 知识表达与推理
智能助手
图 1 ICS 的软件首界面
制 系 统（Automatic Procedure Start- Up and Shut⁃ down Control System，简称 APS）是实现机组启动和 停止过程自动化的系统，包括机组整机、功能组、子系 统组、设备和伺服级的一键或有限断点或确认点下的 启停。APS 优势是可规范运行人员的操作，减轻人员 劳动强度，防止人为误操作，提高机组自动化水平、经 济性和安全性。
图 1 和图 2 所示出 ICS 的主要功能模块包括： （1）机组及辅机自启停控制系统。机组自启停控
基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（No.51806063 和 51736005），国家能源集团科技创新基金重点项目（No.GJNY-19-06-1），国家重点 研发计划基金项目（No.2015CB251502）
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600MW机组APS控制系统 设计 3、断点的设定
由于各个电厂的起点各不相同，但启动过 程完成的终点大致相同，且停止过程的起点和 终点基本上相同。所以一般将ASP的启动过程设 置6个断点，停止过程设置3个断点。 只有在上一断点启动完成后，运行人员才 能通过所提供的按钮确认启动下一断点。启动 过程的6个断点如下：
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600MW机组APS控制系统 设计
优点： 系统结构严谨； 提高设计效率； 减少组态调试工作； 同级间相互独立，灵活性好； 有利于投运后的运行管理和热工维 护
600MW机组APS控制系统 设计 二、断点设计
1、断点设计的缘由： 根据目前的国情，火电机组的整体控制水 平和运行管理水平、电厂控制设备还未达到APS 要求的程度，所以对于火电机组，设计机组APS 方案时，采用断点控制的方式较为理想。
600MW机组APS控制系统 设计
4、汽机冲转断点 汽机冲转采用ATC冲转 在冲转过程中汽机转速大于1500/min时，低压加热器随机投入 5、机组并网断点 投入电气同期装置 并网及带初始负荷暖机。
600MW机组APS控制系统 设计
APS将执行最高级的控制任务，其包括： 启动方式的预先选择和协调，有冷态、温态、热态、 极热态四种启动方式； 整个电厂的“启动”和“停止”程序的管理； 基于CRT的操作画面； 运行方式的切换。
600MW机组APS控制系统 设计
设计理念： 分级控制结构； 每个结构为独立过程 设备级控制单体设备； 功能组级协调单系统运行； 机组级协调功能组级、及独立的设备和系统
2、断点设计范围
我们要根据机组的运行规程和启动、停运操 作票，针对机组设备配置，确定自启停控制系统 的设计范围。 1、启动：
锅炉：从锅炉上水到带初负荷结束，包括给 水、锅炉吹扫、MFT复位、投等离子点火、投入燃 料等。 汽机：控制汽机的辅助系统，从凝结水、抽 真空、高/低压抽汽、润滑油系统启动到带初负荷 暖机结束。 2、停机： 从目标负荷减负荷至零，机组解列、锅炉熄 火及停止相关的辅助系统。
3、锅炉点火及升温断点 投入锅炉风烟系统 启动火检冷却风机 给水投自动维持省煤器最小给水流量 进行油泄漏实验、炉膛吹扫，高压缸预暖 等离子点火或是采用油枪点火 汽机旁路投入 启动汽机EH油系统 投运定子冷却水系统 当启动分离器进口温度达到190℃开始热态 清洗 Fe≤100μ g/L后锅炉继续升温升压 高压主汽门、调门预暖 主蒸汽参达到冲转参数
APS系统概述
控制指令，使机组能在冷态、温态、热态、 极热态方式下进行启动，停机时将机组在 最低稳燃负荷下逐步降到零。
一、600MW机组APS控制系统总体框架
机组控制级 启动 停止
功能组控制级 启动 停止
功能组控制级 启动 停止
600MW机组APS控制系统 设计 三、APS启动各个断点的具体内容
1、机组启动准备断点 凝补水系统启动功能组 闭冷水系统启动功能组 循环水系统启动功能组 磨油站和旁路油系统 汽轮机油系统启动功能组 辅助蒸汽系统 炉底水封及渣水系统
2、冷态冲洗机真空建立断点 凝结水系统 除氧器上水 炉水泵注水 投辅助蒸汽系统 锅炉疏水排气 管道静态注水 投汽机轴封 抽真空 除氧器加热 锅炉上水 锅炉冷态循环清洗
北京国电智深控制技术有限公司
600MW机组自启停控 制方案介绍
牛海明
• APS概述 • 600MW机组APS控制系统设计 • 600MW机组APS功能组设计技术
APS系统概述
机组自启停控制系统（automatic power plant startup and shutdown system）简称APS。其作为提高自动化水平 行之有效的方法，受到越来越多的关注和 重视。 APS控制系统是机组顺序控制系统中最 高一级的顺序控制系统。它根据机组工艺 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、迅速的监测情况，通 过大量条件与时间等方面逻辑判断，向各 功能组、功能子组或驱动级、发出
功能子组控制级 启动 停止
功能子组控制级 启动 停止
设备控制级 启动 停止
设备控制级 启动 停止
接口模件 生产现场
600MW机组APS控制系统 设计
APS分四层： 1、机组控制级 2、功能组控制级 3、功能子组控制级 4、设备控制级
特点： 1、层间任务明确 2、接口界限明确 3、各层联系紧密可靠
600MW机组APS控制系统 设计
1、机组启动准备断点 2、冷态冲洗机真空建立断点 3、锅炉点火及升温断点 4、汽轮机冲转断点 5、机组并网断点 6、升负荷断点 APS自动停止过程的3个断点如下： 1、降负荷断点 2、机组解列断点 3、机组停运断点