热工系统级的“一键启停”是APS的核心和中坚，也是使用APS 功能过程中利用率最高的控制功能。从热工控制角度讲，机炉热工系统控制的对象可以认为是复合变量（模拟量＋开关量＋冗余设备联锁）。比如，燃气-蒸汽联合循环机组的汽机真空系统有启、停两套顺序控制、两个模拟量调节回路和两套开关量自动联锁。复合变量的热工系统实现“一键启停”有较高的技术难度，遵循DIA（数字智能自动化）设计理念，以顺序控制为基本程序构架，运用智能控制逻辑模块作为控制基础，运用“缺省自动智能联锁”、“三态式”模拟量调节回路以及开关量与模拟量的“交互控制”等智能策略构建热工系统级 “一键启停”程序控制是一个较好的解决方案。
图1 汽机真空系统图
新会电厂450MW燃气-蒸汽联合循环机组，真空系统配置两台100%容量的双级水环式真空泵组。APS机组启动节点BP01“一键启停” 调用的“一键启停”汽机真空系统共有15台设备，（1）A-汽封风机、（2）B-汽封风机、（3）真空破坏阀、（4）辅助蒸汽来汽封蒸汽关断门、（5）汽封母管至低压缸电动关断门、（6）汽封母管至疏水扩容器气动阀、（7）A-真空泵、（8）A-真空泵入口气动门、（9）B-真空泵、（10）B-真空泵入口气动门、（11）高压缸汽封疏水气动阀、（12）A-再循环泵、（13）B-再循环泵、（14）辅助汽来汽封蒸汽旁路电动门、（15）均压箱冷再蒸汽调门旁路电动阀。
(相关资料图)
两个模拟量调节回路，（1）汽封蒸汽母管压力调节，（2）汽封蒸汽母管溢流调节（汽封母管压力辅助控制）。两套开关量自动联锁，（1）轴抽风机自动联锁；（2）汽机真空泵自动联锁。
本文仅以APS机组启动节点BP01步序5“一键启动”真空系统为例来介绍控制策略。新会电厂450MW燃气-蒸汽联合循环机组以汽轮机內缸内壁下半周金属壁温为基准确定汽机启动的热力状态。冷态：＜150℃；温态：≥150℃，＜400℃；热态：≥400℃。汽轮机冷态启动，真空系统“一键启动”设计有6个步序,参阅图2、图3。
图2 汽机真空一键启动步序操作画面（1）
图3 汽机真空一键启动步序操作画面（2）
新会电厂APS启机BP01节点“一键启动”控制汽机真空系统“一键启动”要满足全部状态许可，详见图4.真空系统启动信息画面《许可及自动条件》。
图4 真空&轴封系统启动信息画面
启动的操作过程：选择APS机组启动操作画面，点击弹出“APS操作面板”，选定 “APS启机”（复选“执行”）并且确认 “APS投入”（复选“执行”）。然后返回APS机组启动操作画面上的节点框“辅机启动”，点击弹出“节点操作面板”，在弹窗面板上点击确定 “节点选定”（复选“执行”），最后点击“自动”（复选“执行”），即发出指令驱动“辅机启动”节点步序逻辑起步，执行到步序5，向“汽机真空”系统发出启动指令，步序逻辑开始起步。
步序1：发出指令打开，（1）真空破坏阀、（2）汽封母管至低压缸电动关断门、（3）汽封母管至疏水扩容器气动阀、（4）高压缸汽封疏水气动阀、（5）汽封母管至冷凝器调节阀开度100%。同时关闭，（1）辅助蒸汽来汽封蒸汽关断门、（2）辅汽来汽封蒸汽旁路电动门、（3）冷再热蒸汽来汽封蒸汽旁路门、（4）冷再热蒸汽来汽封蒸汽关断门、（5）冷启动汽源/辅汽来主路调门开度0%。待步序1指令执行到位后，且辅助蒸汽温度≥250℃，发出指令，全开辅助蒸汽来汽封蒸汽关断门。
由步序1可见，DCS控制与人工控制有很大不同，计算机分散控制系统（Distributed Control System）-DCS对工艺设备“多线程”并行控制，真空顺序控制的第一条指令就同时开、关了10个阀门（8个开关量阀门和2个模拟量调节门）。人工是没有能力实现批量控制的，只能一次操作开关一台设备，依次逐台“串行”手动操作。利用DCS辅助运行操作，能够节省大量时间，也就意味着提高了机组运行的经济性和安全性。
步序2：辅助蒸汽来汽封蒸汽关断门全开5秒后，开始暖管。打开冷启动汽源/辅汽来主路调门，置起始阀位在30%，暖管阶段汽封蒸汽母管压力调节回路给定（SV）值自动设定在5kPa。汽封母管至冷凝器调节阀已打开至100%，汽封母管至疏水扩容器气动阀已全开，汽封母管温度和汽机轴封系统开始升温。暖管过程中，汽封蒸汽母管压力调节回路维持汽封母管压力不超过5kPa。待汽封母管温度≥250℃、汽机低压汽封温度＞90℃，暖管完成。其后，发出指令，全关汽封母管至疏水扩容器气动阀，用时5分钟。汽封蒸汽母管压力调节回路SV值由5kPa按函数自动过渡到目标设定值40kPa。
冷启动汽源/辅汽来主路调门根据调节器SV值开大或关小调节均压箱压力。汽封蒸汽母管压力调节回路SV值如果已设定在40kPa，调节过程中若冷启动汽源/辅汽来主路调门开度至60%，汽封蒸汽母管压力尚未超过38kPa，辅汽来汽封蒸汽旁路电动门将参与汽封蒸汽母管压力调节，调节方式为点动、两位式，点动方式为开0.5秒，停20秒。冷启动汽源/辅汽来主路调门开度至30%，汽封蒸汽母管压力已超过42kPa，辅汽来汽封蒸汽旁路电动门将关小，点动关0.5秒，停20秒。
图5 真空&轴封系统一键启停波形图
步序3：汽封蒸汽母管温度≥250℃、汽轮机低压汽封温度＞90℃，汽封蒸汽母管压力≥10kPa。条件满足，启动轴封风机。
步序4：任一台轴封风机启动正常，轴封加热器负压＜-3kPa（表示轴封风机启动且已正常工作），启动真空泵单元顺控 。
步序5：任一台真空泵启动正常，凝汽器真空＞-85kPa，延时30秒，自动启动第二台真空泵，当凝汽器真空＜-2.5kPa，关闭真空破坏阀。
步序6：真空破坏阀关闭，真空＜-92kPa，自动停第二台投入的真空泵。真空系统启动完成。
步序4至6步，表面上是开关量控制，其实，模拟量调节已经投入自动，实现了与开关量控制的“协同调控”。轴封风机和真空泵皆为100%容量冗余配置，为的是系统运行安全，正常运行方式为一用一备，两台设备由“缺省自动智能联锁”自动互联，常规的自动联锁从上个世纪五十年代开始应用，至今投切操作没有本质的改变，并不支持热工系统顺控的一键启停，这是因为联锁的投切都是手动的。新会电厂APS项目研制应用的“缺省自动智能联锁”确保热工系统顺控“一键启停”的顺畅。它的智能化体现在选择器只要投入自动，就再也不需要人工干预而能够完成自动联锁的全部功能。自动选择器置于并列设备操作开关之上，按1拖N的星型结构连接，例如两台轴封风机和两台真空泵的自动联锁就是按一拖二的方式连接的。自动选择器除了用于单元级冗余设备联锁控制，也参与了设备的出力调控。例如步序4和步序6对第二台真空泵的启、停控制。
汽机真空系统“一键启动”的完成状态，应满足以下全部条件：轴加风机A或B已运行；轴封加热器负压＜-3kPa；汽封母管压力＞10kPa；凝汽器真空泵A或B已经运行；真空破坏阀已经关闭；凝汽器真空＜-85kPa；辅汽至均压箱电动阀已经打开。
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