(中国能源建设集团东北电力第一工程有限公司辽宁省沈阳市110179)
关键词:联合循环一键启停APS
机组自启停系统完成整个联合循环机组的自动启动和停止,它能根据工艺流程的要求和各种在线监测程序的计算结果(如应力监测等)自动完成各工艺系统和设备的启动和出系以及主要工艺参数定值的在线计算和调整。
机组自启停系统完成整个联合循环机组的自动启动和停止,它能根据工艺流程的要求和各种在线监测程序的计算结果(如应力监测等)自动完成各工艺系统和设备的启动和出系以及主要工艺参数定值的在线计算和调整。
1、基本概念
联合循环机组的APS对机组实施一键启停,控制对象包括燃机、余热锅炉和汽机等,具有以下优点:
降低运行人员工作强度,避免运行人员忙中出错;
使机组启停时尽可能接近设计参数,减少机组寿命损耗;
使机组启停时各系统运行在安全边界以内,降低潜在的跳机风险;
减少机组启停时间,避免工质浪费。
2、APS内容
2.1、启动模式:
包括halfblockstartup、fullblockstartup、additionalstartup模式。halfblockstartup是指从整个机组停止的状态启动到一台燃机+一台余热锅炉+汽轮机运行的过程;fullblockstartup是指从整个机组停止的状态启动到两台燃机+两台余热锅炉+汽轮机运行的过程;additionalstartup是指从一台燃机+一台余热锅炉+汽轮机运行状态启动到两台燃机+两台余热锅炉+汽轮机运行状态的过程。在fullblockstartup模式,运行人员可以选择两台燃机的启动先后次序。
当汽机升至预定负荷,机组具备接收调度中心指令条件,APS启动完毕。
2.2、停止模式:
包括:normalshutdown、inpidualshutdown模式。normalshutdown是指从二拖一或一拖一的运行状态到整个机组停止的过程;inpidualshutdown是指从二拖一运行状态到一拖一运行状态的过程。
2.3、汽机启动模式:
APS提供三种汽机启动模式:冷启动、暖启动、热启动,这三种模式的选择由APS根据汽机首级金属温度自动选择。
2.4、APS启动前需建立的条件
燃机相关:
1)、燃机在盘车
2)、燃料供应系统已建立
3)、其他燃机启动条件已具备
余热锅炉相关:
1)、相关设备在自动模式
2)、调节回路设备具备投入自动条件
3)、其他
汽机和辅助系统相关:
1)、相关设备在自动模式
2)、调节回路设备具备投入自动条件
3)、汽机在盘车
4)、冷凝器液位正常
5)、除氧器液位正常
6)、闭式循环水系统建立
7)、其他
公用系统相关:
1)、压缩空气系统工作正常
2)、辅助锅炉启动
其他
发电机相关:
1)、AVR在自动
2)、ASS在自动
3)、其他
2.5、不在APS范围内的项目
1)手动阀门状态的检查
2)水质检查
3)水、润滑油的建立,例如冷凝器进水、除氧器进水、汽包上水、润滑油箱进油等
4)压缩空气系统建立
5)其他
2.6、APS自动退出
APS进行过程中,当以下事项发生时,APS自动退出:
1)RB
2)汽轮机跳闸
3)燃机跳闸
4)余热锅炉跳闸
5)选择APS退出按钮
6)其他
3、APS组成
3.1、断点
APS划分为多个断点,每个断点分别代表机组启停过程的主要节点,因此机组的启动、停止按照顺序来执行各个断点,前一个断点完成之后,接收运行人员的指令后,继续往下执行下一个断点。
3.2、APS层次结构
APS按层次划分为机组级、功能组级、子功能组级、驱动级,如下图:
4、APS方案
4.1、APS启动
BP-1机组启动准备
BP-21stGT/HRSG启动准备
BP-31stGT/HRSG启动
BP-41stGT同期并升负荷
BP-52ndGT/HRSG启动准备
BP-62ndGT/HRSG启动
BP-72ndGT同期并升负荷
BP-8ST冲转
BP-9ST同期
BP-10ST升负荷
断点1:机组启动准备
冷却水系统:启动一台冷却水泵,另一台备用,启动冷却风机;
凝结水系统:启动一台凝结水泵,启动一台补水泵,启动一台轴封风机,另一台备用;
汽机油系统:启动一台主油泵,另一台备用;
其他
断点2:1stGT/HRSG启动准备
预热器系统:如果燃料选择天然气,预热器系统投入;如果燃料选择燃油,预热器系统被旁路,避免烟气温度低于露点,导致酸凝结在预热器表面而导致腐蚀;
给水系统:一台高压给水泵和一台低压给水泵运行,另一台备用;
其他
断点3:1stGT/HRSG启动
启动1stGT:完成吹扫、点火、升速等操作;
打开1stHRSG的HP/LP蒸汽截止阀;
启动真空系统:当辅助蒸汽达到设定值,开始建立真空;
其他
断点4:1stGT同期并升负荷
1stGT并网,然后升负荷到预定值
断点5:2ndGT/HRSG启动准备
参考断点2
断点6:2ndGT/HRSG启动
参考断点3
断点7:2ndGT同期并升负荷
参考断点4,当并汽条件满足后,实施并汽
断点8:ST冲转
当断点4完成,并且1stHRSG的蒸汽的压力、温度满足冲转条件,开始ST冲转
断点9:ST同期
当汽机达到3000rpm,APS通过ASS对ST同期,ST同期后,升负荷到最小负荷。
断点10:ST升负荷
当ST达到最小负荷并且稳定下来之后,开始升负荷。APS发送增速指令给汽机使其负荷上升,期间,进入汽机的蒸汽流量逐渐增大,旁阀逐渐关闭;余热锅炉的HP/LP旁阀都关闭后,汽机进入IPC控制模式。
对于启动的不同模式,断点的构成有所区别,fullblockstartup包括所有断点,halfblockstartup由断点1~4、8~10组成,而additionalstartup只需要断点5~7和10。
对于fullblockstartup,部分断点可以并行执行,以节约机组启动时间,并汽时机由BP5的启动时间确定,应通过现场试验确定BP5的启动时机,以使:当第二台锅炉的蒸汽满足并汽条件时,第一台燃机恰好达到目标负荷,即汽机恰好能够接纳第二台锅炉的蒸汽。
如果第二套燃机/余锅启动过早:汽机尚不能接纳更多的蒸汽,第二台锅炉的蒸汽只能通过旁路排入冷凝器,造成工质损失;
如果第二套燃机/余锅启动过晚:会导致整个联合循环启动时间加长,降低效益。
并汽条件:待并汽的汽温汽压和母管汽温汽压差别在偏差范围内。
如果偏差过大,会影响机组运行,例如待并汽汽压比母管压力高出许多,则并汽后,大量蒸汽涌入母管,导致并汽锅炉的汽压骤降,引起炉水剧烈蒸发,易造成蒸汽带水,威胁汽轮机和蒸汽母管运行安全。
4.2、APS停止
BP-1GT降负荷
BP-2ST停机
BP-3GT停机
BP-4HRSG停炉
BP-5机组停运
对于停止的不同模式,断点的构成有所区别,normalshutdown包括所有断点,inpidualshutdown模式由断点1、3、4组成。
断点1:GT降负荷
GT按一定速率降低负荷,1stHRSG的旁阀逐渐打开,1stHRSG的HP/LP蒸汽截止阀关闭
断点2:ST停机
2ndHRSG的旁阀逐渐打开,ST的进气压力降低,负荷下降,当负荷低于最小负荷值,逆功率保护动作,ST停机
断点3:GT停机
GT降负荷到最低负荷值,停机
断点4:HRSG停炉
省煤器入口门关闭;
给水泵停运;
其他
断点5:机组停运
冷凝水泵停运;
补水泵停运;
其他