專利名稱：燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的熱工自動控制領(lǐng)域技術(shù)，尤其涉及一種大型聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
一鍵啟停(APS, automatic power plant start up & shut down system)是實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組啟動和停止過程自動化的系統(tǒng)，是熱工自動化技術(shù)的最新發(fā)展方向之一。作為提高機(jī)組自動化水平行之有效的方法，受到業(yè)界越來越多的關(guān)注和重視。一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)功能強(qiáng)大，其優(yōu)勢在于可以提高機(jī)組啟停的正確性、規(guī)范性，大大減輕運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度。一個有效的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)可增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的安全性，縮短機(jī)組啟停時間，降低機(jī)組啟停過程的能耗，從整體上提高機(jī)組的自動化水平。但同時一鍵啟停是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，設(shè)計和實(shí)施均有較大難度。近年來國內(nèi)不少新建燃煤機(jī)組和聯(lián)合循環(huán)機(jī)組均試圖設(shè)計一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)。CN102080579A公開了一種核電站汽輪發(fā)電機(jī)組啟?？刂品椒?、裝置和DCS控制系統(tǒng)，該方法包括檢測汽輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)、汽輪發(fā)電機(jī)組的輔助系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)、以及汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)的故障信息；將檢測到的上述信息集中顯示在同一功能跟蹤界面；根據(jù)功能跟蹤界面顯示的上述信息直接對汽輪發(fā)電機(jī)組的啟停運(yùn)進(jìn)行控制。該實(shí)用新型申請?zhí)峁┑姆椒梢允共倏v員直觀、快速的發(fā)現(xiàn)汽機(jī)發(fā)電機(jī)組的異常，并快速、準(zhǔn)確的獲得關(guān)鍵參數(shù)并判斷原因，從而使操縱員在一定程度上可以直觀、快速、準(zhǔn)確的對核電站汽機(jī)發(fā)電機(jī)組的啟停運(yùn)進(jìn)行控制和干預(yù)，保證核電站汽機(jī)發(fā)電機(jī)組的安全。但上述核電站的啟停控制方法無法應(yīng)用在蒸汽燃?xì)饴?lián)合機(jī)組上，而且啟?？刂品秶膊⒉蝗?，自動化程度不高。發(fā)電機(jī)組的另一重要分支燃煤發(fā)電機(jī)組也有采用一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的，但由于燃煤發(fā)電機(jī)組工藝流程復(fù)雜，現(xiàn)有的一鍵啟停系統(tǒng)無法滿足復(fù)雜的工況要求，最終導(dǎo)致該系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)完整意義上的一鍵啟停而僅能由運(yùn)行人員操作若干子組進(jìn)行單個子工藝系統(tǒng)的啟停。燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組相對常規(guī)燃煤機(jī)組而言，工藝流程簡單，燃機(jī)和汽機(jī)控制系統(tǒng)的集成度高，有實(shí)施APS的基礎(chǔ)條件。但是，燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組又具有兩大特點(diǎn) 其一是燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組必須響應(yīng)負(fù)荷快，機(jī)組的啟動時間較燃煤機(jī)組大大縮短(因此用于電網(wǎng)調(diào)峰)；其二是聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟、停頻繁，通常為日開夜停。目前國內(nèi)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電廠APS的開發(fā)、應(yīng)用情況1、中華電力某電廠實(shí)現(xiàn)了輔機(jī)設(shè)備啟動前準(zhǔn)備階段的一鍵啟動，并且對啟停程序作了修改和完善，使其準(zhǔn)備階段的一鍵啟動費(fèi)時從原來的陽分鐘縮短到四分鐘。2、深圳某電廠報道稱2007年其麾下的三臺機(jī)組均已實(shí)現(xiàn)全程一鍵啟動，但從報道資料看，其鍋爐上水等過程仍采用手動方式進(jìn)行，所以離開全程全范圍的一鍵啟動仍有差距。[0010]3、上海某燃機(jī)電廠僅實(shí)現(xiàn)在TCS側(cè)即燃機(jī)-汽機(jī)-發(fā)電機(jī)的啟動部分的一鍵啟停功能，其APS未涵蓋爐島及BOPO^alance of plant)系統(tǒng)?？梢钥闯觯m然目前國內(nèi)少數(shù)幾家燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組進(jìn)行了一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)，但從啟停涉及的設(shè)備范圍，啟停過程的自動化程度，以及啟停過程的經(jīng)濟(jì)和安全性等方面分析，仍有待進(jìn)一步優(yōu)化完善和提高。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種自動化程度高的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種自動化程度高、安全性好的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，以對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷進(jìn)行改進(jìn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，所述聯(lián)合循環(huán)機(jī)組至少包括燃機(jī)及燃機(jī)輔助系統(tǒng)、汽機(jī)及汽機(jī)輔助系統(tǒng)，還包括余熱鍋爐、BOP系統(tǒng)及公用系統(tǒng)；所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)覆蓋所述燃機(jī)及燃機(jī)輔助系統(tǒng)、所述汽機(jī)及汽機(jī)輔助系統(tǒng)、所述余熱鍋爐、所述BOP系統(tǒng)以及所述公用系統(tǒng)；所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)為分級控制結(jié)構(gòu)，由上層往下層依次為機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊、子組級控制模塊和設(shè)備級控制模塊。進(jìn)一步地，在所述余熱鍋爐的凝結(jié)水加熱器入口處設(shè)置旁路電動門及小口徑管道。進(jìn)一步地，在所述余熱鍋爐的凝結(jié)水系統(tǒng)中，所述凝結(jié)水系統(tǒng)的注水門為電動門， 并在所述凝結(jié)水系統(tǒng)至各用戶的總管上設(shè)置用戶母管電動門。進(jìn)一步地，在高壓主蒸汽暖管通道上取消節(jié)流孔板的設(shè)置。進(jìn)一步地，所述機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊、所述子組級控制模塊中均采用分支結(jié)構(gòu)和/ 或跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述子組級控制模塊、所述設(shè)備級控制模塊均采用并行優(yōu)先調(diào)用邏輯； 在同一步序中執(zhí)行多個所述子組級控制模塊或所述設(shè)備級控制模塊的調(diào)用操作，最終的執(zhí)行順序受所述子組級控制模塊或所述設(shè)備級控制模的執(zhí)行允許條件限制。進(jìn)一步地，所述機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊、子組級控制模塊的順控邏輯中均設(shè)置旁路結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述子組級控制模塊包括機(jī)組BOP控制模塊、燃機(jī)控制模塊、汽機(jī)控制模塊、HRSG(heat recovery steam generator)汽水系統(tǒng)控制、公用系統(tǒng)控制模塊。進(jìn)一步地，所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的人工判斷點(diǎn)與確認(rèn)點(diǎn)均采用自動邏輯判斷的控制方式。進(jìn)一步地，所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的啟動控制依次包括所述BOP系統(tǒng)中輔機(jī)啟動，所述余熱鍋爐的上水，所述燃機(jī)的啟動并網(wǎng)，旁路系統(tǒng)配合所述余熱鍋爐升溫升壓，所述汽機(jī)的沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)和并網(wǎng)，所述聯(lián)合循環(huán)機(jī)組根據(jù)鍋爐和汽機(jī)的工況按一定速率升負(fù)荷至基本負(fù)荷。進(jìn)一步地，所述一鍵啟停控制系統(tǒng)在啟動控制中具有鍋爐上水、燃機(jī)點(diǎn)火準(zhǔn)備、聯(lián)合循環(huán)啟動三種啟動模式。[0025]進(jìn)一步地，所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)包括鍋爐上水程序控制。進(jìn)一步地，在所述聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的注水過程中，旁路除氧系統(tǒng)和凝結(jié)水加熱器同步注水，并以除氧器水位作為注滿水的標(biāo)志。進(jìn)一步地，所述一鍵啟停控制系統(tǒng)采用鍋爐高、中、低壓同時上水的工藝。進(jìn)一步地，所述一鍵啟停控制系統(tǒng)中，在冷態(tài)或溫態(tài)采用凝結(jié)水泵或除氧泵為鍋爐上水的工藝，使給水泵的啟動推遲到所述燃機(jī)點(diǎn)火時。進(jìn)一步地，在啟動過程中，利用汽包壓力判斷機(jī)組處于冷態(tài)時，選擇以除氧泵代替給水泵上水。進(jìn)一步地，所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的停用控制依次包括減負(fù)荷到所述燃機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉IGV最小開度，所述汽機(jī)停機(jī)，繼續(xù)減負(fù)荷到所述聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的最低負(fù)荷，所述燃機(jī)停機(jī)，所述BOP系統(tǒng)的輔機(jī)停機(jī)。進(jìn)一步地，所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)在停用后一設(shè)定時間內(nèi)繼續(xù)為高、中、低壓汽包補(bǔ)水以維持正常零水位。進(jìn)一步地，所述一鍵啟停控制系統(tǒng)在停用后半小時內(nèi)關(guān)閉高、中壓旁路，并停運(yùn)給水泵。進(jìn)一步地，所述機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊在停用控制中，提前若干小時停運(yùn)給水泵。進(jìn)一步地，所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)在停用控制中具有停真空系統(tǒng)、不停真空系統(tǒng)兩種停用模式。進(jìn)一步地，所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)還包括智能報警系統(tǒng)，所述智能報警系統(tǒng)采取超時判斷和/或設(shè)備狀況異常邏輯判斷。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)由于上述結(jié)構(gòu)和控制設(shè)計，其啟動過程實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合循環(huán)機(jī)組從全停到帶滿負(fù)荷，其停機(jī)過程實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合循環(huán)機(jī)組從滿負(fù)荷到機(jī)組全停。本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)涵蓋范圍廣且貫穿了燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的啟停全過程， 所有由DCS和TCS控制的設(shè)備均納入本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的控制范圍。具體而言，本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從燃機(jī)啟動準(zhǔn)備、點(diǎn)火、并網(wǎng)、 余熱鍋爐疏水排污升溫升壓、旁路配合升溫升壓、汽機(jī)進(jìn)汽條件滿足及沖轉(zhuǎn)、聯(lián)合循環(huán)機(jī)組帶初負(fù)荷的過程，直至按一定速率加負(fù)荷至基本負(fù)荷的整個啟動過程，以及從燃機(jī)按一定速率減負(fù)荷到進(jìn)口導(dǎo)葉IGV (inlet guide vane)達(dá)最小開度，汽機(jī)逐步關(guān)閉調(diào)門停機(jī)，旁路配合停機(jī)維持高、中、低壓系統(tǒng)壓力，燃機(jī)繼續(xù)減負(fù)荷到最小出力，燃機(jī)停機(jī)、余熱鍋爐保溫保壓、直至輔機(jī)設(shè)備停機(jī)的整個停機(jī)過程的一鍵啟?？刂?，其涉及的啟停設(shè)備的范圍之廣、 啟停過程的自動化程度之高，以及啟停過程的經(jīng)濟(jì)性和安全性，均大大優(yōu)于現(xiàn)有的任一種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的一鍵啟停控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的安全、可靠的啟停，將機(jī)組的啟停過程固化至控制系統(tǒng)，防止了人為的誤操作，機(jī)組運(yùn)行人為干預(yù)大大減少，機(jī)組的可靠性大大提高。以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。
圖1是本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2是本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的啟動流程框圖。圖4是本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的停止流程框圖。圖5是現(xiàn)有技術(shù)中余熱鍋爐上水工藝的流程框圖。圖6是本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)中余熱鍋爐上水工藝的流程框圖。圖7是本實(shí)用新型中的余熱鍋爐涉案系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本實(shí)用新型中的凝結(jié)水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本實(shí)用新型中的機(jī)組的高中壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型為一種燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，該燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組具有四臺機(jī)組，每臺機(jī)組又分為機(jī)島、爐島和BOP系統(tǒng)三大部分。其中，機(jī)島包括燃機(jī)及燃機(jī)輔助系統(tǒng)、汽機(jī)及汽機(jī)輔助系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)輔助系統(tǒng)；爐島包括余熱鍋爐和輔助系統(tǒng)；除機(jī)島、爐島外的部分隸屬BOP系統(tǒng)。燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的工藝過程可分解成燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、汽機(jī)、余熱鍋爐等具有相對獨(dú)立過程的幾大塊。本技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)中，燃機(jī)、汽機(jī)本身的程控技術(shù)已經(jīng)相對成熟和完整，因此本實(shí)用新型的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的一鍵啟停控制系統(tǒng)的關(guān)鍵是將余熱鍋爐及 BOP的控制與燃機(jī)、汽機(jī)的控制整合為一體。在一具體實(shí)施例中，燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的DCS (distributed control system 分散控制系統(tǒng))和TCS(turbine control system分散控制系統(tǒng))采用一體化的西門子 T3000系統(tǒng)。所有機(jī)島、爐島、BOP島都統(tǒng)一由西門子T3000系統(tǒng)控制。全廠T3000控制系統(tǒng)的配置為每臺機(jī)組一套T3000控制系統(tǒng)共四套；公用系統(tǒng)另配有一套T3000控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的燃?xì)庹羝紮C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)(即APS)可以基于T3000系統(tǒng)而展開。顯然，本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的實(shí)現(xiàn)并不局限于本實(shí)施例中的T3000系統(tǒng)，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中其他常用的系統(tǒng)。一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)(APQ意味著全程自動，對聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的自動控制系統(tǒng)提出了很高的要求。在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的啟停過程中，APS的控制重點(diǎn)是通過合理和嚴(yán)密的順序控制模塊，完成燃機(jī)、汽機(jī)、余熱鍋爐及輔助設(shè)備的安全和經(jīng)濟(jì)啟停。APS的關(guān)鍵之一是實(shí)現(xiàn)順序控制模塊與閉環(huán)控制的無縫銜接，使水位調(diào)節(jié)、蒸汽壓力調(diào)節(jié)、蒸汽汽溫調(diào)節(jié)等回路在啟停階段實(shí)現(xiàn)全程投用自動。在整個啟動過程不設(shè)任何“控制斷點(diǎn)”是APS的難點(diǎn)所在。就目前而言，所有的西門子汽輪機(jī)的啟動過程都毫無例外地保留了兩個“控制斷點(diǎn)”(人工判斷點(diǎn)、確認(rèn)點(diǎn))，且都是依賴人工判斷。但本實(shí)用新型提出的由“自動判斷”替代“人工判斷”的控制方案，使機(jī)組運(yùn)行更可靠、更安全、更科學(xué)，也擴(kuò)展了一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的完整性。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，其實(shí)質(zhì)是機(jī)組級的大程控，具體地，該一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)為分級控制結(jié)構(gòu)，由上層往下層依次為機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊、子組級控制模塊和設(shè)備級控制模塊。由于采用模塊化設(shè)計層次分明，將隸屬機(jī)組DCS和TCS控制的所有子組級控制模塊，例如汽機(jī)及汽機(jī)輔助系統(tǒng)的控制模塊(或名“功能組”)、燃機(jī)的控制模塊、機(jī)組BOP的控制模塊、公用系統(tǒng)的控制模塊等等，統(tǒng)籌在一個機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊中，全部自動投入而無需運(yùn)行人員的干預(yù)。在三級分層模塊控制的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型大量采用并行調(diào)用的方法，子組級控制模塊、設(shè)備級控制模塊均采用并行優(yōu)先調(diào)用邏輯。即在同一步序中執(zhí)行多個子組級控制模塊或設(shè)備級控制模塊的調(diào)用操作，最終的執(zhí)行順序受子組級控制模塊或設(shè)備級控制模塊的執(zhí)行允許條件限制，以保證工藝要求，最大限度地減少了設(shè)備的等待時間。如圖3所示，本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的啟動控制部分，包括BOP系統(tǒng)中輔機(jī)啟動，汽機(jī)輔助系統(tǒng)啟動，余熱鍋爐的上水，燃機(jī)的啟動并網(wǎng)，旁路系統(tǒng)配合余熱鍋爐升溫升壓，汽機(jī)的沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)和并網(wǎng)，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組根據(jù)鍋爐和汽機(jī)的工況按一定速率升負(fù)荷至基本負(fù)荷，并將現(xiàn)有技術(shù)中的啟動控制過程的二個“控制斷點(diǎn)”(人工判斷點(diǎn)、確認(rèn)點(diǎn))完全采用自動邏輯判斷取代。例如，對汽水品質(zhì)合格后“人工釋放”允許暖機(jī)，和“人工釋放”汽機(jī)從870rpm沖轉(zhuǎn)至3000rpm這兩個“控制斷點(diǎn)”，采用自動邏輯判斷取代現(xiàn)有的人工判斷。在一具體實(shí)施中，本實(shí)用新型的一鍵啟停控制系統(tǒng)按照燃機(jī)啟動的工藝要求，設(shè)計燃機(jī)的啟動順控如下首先啟動燃機(jī)輔助設(shè)備包括啟動控制油和潤滑油系統(tǒng)、開啟壓氣機(jī)進(jìn)口擋板，開啟壓氣機(jī)防喘閥，啟動天然氣疏水系統(tǒng)等；燃機(jī)具備啟動條件后，啟動變頻裝置SFC(static frequency convertor)有選擇地進(jìn)行鍋爐吹掃或拖動燃機(jī)；至點(diǎn)火轉(zhuǎn)速時開啟天然氣調(diào)門進(jìn)行點(diǎn)火并升速，到轉(zhuǎn)速達(dá)35Hz后停用SFC，到一定轉(zhuǎn)速后關(guān)閉壓氣機(jī)防喘閥；燃機(jī)同期并網(wǎng)后，將天然氣燃燒從擴(kuò)散切換到預(yù)混模式。本實(shí)用新型中燃機(jī)啟動順控與常規(guī)方法相比的獨(dú)到優(yōu)勢在于有選擇地進(jìn)行余熱鍋爐吹掃。在一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)中設(shè)計有邏輯記錄上次停機(jī)的情況。若上次因燃機(jī)跳閘原因而導(dǎo)致停機(jī)，則認(rèn)為余熱鍋爐內(nèi)部可能有未經(jīng)燃燒的天然氣殘留，則本次燃機(jī)啟動前需進(jìn)行吹掃。若為正常停機(jī)，則本次燃機(jī)啟動前不必進(jìn)行吹掃，由變頻裝置直接拖動燃機(jī)到一定轉(zhuǎn)速后點(diǎn)火。此方法在機(jī)組正常啟停時，既可縮短機(jī)組的啟動時間(吹掃時間為12分鐘)，又可顯著降低啟動過程的廠用電消耗(SFC拖動額定功率4MW)。如圖4所示為本實(shí)用新型的一鍵啟停控制系統(tǒng)的停止控制過程。本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的停用控制部分，包括停機(jī)前機(jī)組輔機(jī)設(shè)備停機(jī)準(zhǔn)備，減負(fù)荷到燃機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉IGV最小開度，汽機(jī)停機(jī)，繼續(xù)減負(fù)荷到聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的最低負(fù)荷，燃機(jī)停機(jī)，余熱鍋爐保溫保壓，汽機(jī)輔助系統(tǒng)停運(yùn)，BOP系統(tǒng)的輔機(jī)停運(yùn)。為清晰地說明本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別，以余熱鍋爐上水控制為例。參見圖 5所示，現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的余熱鍋爐上水流程，是在凝結(jié)水、給水和除氧器系統(tǒng)啟動后，逐一調(diào)用子組控制模塊(即“順控”)進(jìn)行低壓、中壓、高壓汽包和省煤器的補(bǔ)水，主要考慮冷態(tài)啟動工況時，鍋爐補(bǔ)水量大，除鹽水來不及補(bǔ)充，會導(dǎo)致凝結(jié)水泵因熱井水位低而跳間?，F(xiàn)有技術(shù)的此方法在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組為溫、熱態(tài)啟動工況時具有劣勢。溫、熱態(tài)啟動工況時，為減少汽包上下壁溫差，單一汽包和省煤器的上水流量不大，除鹽水補(bǔ)給流量未充分利用。如圖6所示，本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)中的余熱鍋爐上水流程，在輔機(jī)啟動完成，具備上水條件后，同時執(zhí)行高、中、低壓的上水子組控制模塊(即“順控”)。通過上水總流量動態(tài)閉環(huán)控制的協(xié)調(diào)，維持三壓系統(tǒng)的總上水量與除鹽水最大流量的動態(tài)平衡。[0065]因此，本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)可以既保證冷態(tài)啟動工況時總上水時間與常規(guī)方法一致，又能在溫、熱態(tài)啟動工況時有效地縮短上水時間。進(jìn)一步地，為適應(yīng)機(jī)組的多種啟停工況，機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊、子組級控制模塊中均采用分支結(jié)構(gòu)和/或跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使同一順控邏輯可適用于不同的啟停工況要求。同時在分支結(jié)構(gòu)和跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的邏輯基礎(chǔ)上，為運(yùn)行人員提供不同的啟停程度選擇，本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)具有鍋爐上水、燃機(jī)點(diǎn)火準(zhǔn)備、聯(lián)合循環(huán)啟動三種啟動模式，停真空系統(tǒng)、不停真空系統(tǒng)兩種停用模式。以給水系統(tǒng)子組級控制模塊的調(diào)用為例在冷態(tài)啟動時，鍋爐內(nèi)無壓力，靠凝結(jié)水泵和除氧泵的壓頭即可將水輸送到汽包中；而溫、熱態(tài)啟動時，汽包內(nèi)壓力較高，必須啟動給水泵才能夠?qū)ζM(jìn)行補(bǔ)水。給水泵是大功率(電機(jī)功率M00KW)設(shè)備，若采用單一模式在汽包上水前即啟動給水泵，將造成廠用電的極大浪費(fèi)，因此在機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊中采用分支結(jié)構(gòu)，根據(jù)汽包壓力的高低判斷聯(lián)合循環(huán)機(jī)組是屬于冷態(tài)還是熱態(tài)啟動工況。若為冷態(tài)啟動工況，則順控走直通分支，不啟動給水泵即開始上水；若為熱態(tài)啟動工況，則順控先調(diào)用給水泵啟順控，再執(zhí)行上水子組控制模塊。進(jìn)一步地，為使一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)可從任意工況點(diǎn)開始執(zhí)行，機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊、子組級控制模塊的順控邏輯中均設(shè)置旁路結(jié)構(gòu)。即子組級控制模塊在啟動順控時無需從該子組涉及的設(shè)備全停狀態(tài)開始執(zhí)行，子組邏輯會根據(jù)設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)屏蔽掉某些步序。因此，除不必重復(fù)執(zhí)行已被操作的步序外，還有效地避免了某些步序的執(zhí)行對已運(yùn)行設(shè)備的影響，使本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)更具靈活性。以給水系統(tǒng)子組級控制模塊的調(diào)用為例由于冷、熱態(tài)不同工況對啟動給水泵時序的不同要求，機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊會兩次調(diào)用給水泵啟動順控。第二次調(diào)用給水泵順控時，設(shè)置有旁路條件，若已有給水泵處于運(yùn)行狀態(tài)，則不再重復(fù)執(zhí)行啟動操作。不宜重復(fù)執(zhí)行是因?yàn)榻o水泵啟動前順控需關(guān)閉出口管路上所有閥門，采用關(guān)門啟泵的方式防止管道振動。因此若在給水泵已運(yùn)行時再執(zhí)行啟泵順控，則會導(dǎo)致相關(guān)閥門的重復(fù)操作，并且中斷已經(jīng)打通的上水通道。另外，由于本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)采用并行的邏輯結(jié)構(gòu)，同一時刻往往有多個子組級控制模塊在對機(jī)組的設(shè)備進(jìn)行操控，運(yùn)行人員無法同時逐一跟蹤查看。因此， 本實(shí)用新型的一鍵啟停控制系統(tǒng)還包括智能報警系統(tǒng)，采取超時判斷和/或設(shè)備狀況異常邏輯判斷邏輯，為一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)提供了豐富的運(yùn)行狀態(tài)信息，運(yùn)行人員僅需在出現(xiàn)異常報警時進(jìn)行跟蹤處理即可?！I啟?？刂葡到y(tǒng)還意味著全程自動，對閉環(huán)調(diào)節(jié)回路有較高要求。有別于現(xiàn)有技術(shù)中運(yùn)行人員先手動操作，待工況穩(wěn)定后再將閉環(huán)投自動的方式，本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)由順控來完成閉環(huán)回路的自動投用且確保被控流程參數(shù)在安全范圍內(nèi)無大擾動。實(shí)現(xiàn)該功能的組合方法包括變閉環(huán)設(shè)定值、變閉環(huán)PID參數(shù)、啟停過程選取其他參數(shù)作為閉環(huán)被控量、根據(jù)啟停過程某參數(shù)變化設(shè)置閉環(huán)不同跟蹤值等技術(shù)手段。以汽包給水控制為例，給水閉環(huán)控制與順控子組協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)汽包水位全程自動控制在鍋爐上水階段，順控將汽包水位控制切換至給水流量控制方式，按某流量值持續(xù)向汽包上水直至啟動水位后關(guān)閉調(diào)門。在燃機(jī)啟動點(diǎn)火后鍋爐啟壓階段當(dāng)汽包開始膨脹后，順控執(zhí)行水位設(shè)定值跟蹤實(shí)際值的操作，調(diào)門僅維持保證省煤器最小流量的開度；當(dāng)鍋爐繼續(xù)升溫升壓蒸發(fā)量達(dá)到20%以上或汽包壓力上升量達(dá)到某定值后，則順控判斷汽包水位膨脹結(jié)束，將給水調(diào)門控制無擾切換到正常零水位控制，并進(jìn)行單沖量和三沖量的控制模式切換。因此本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)了啟停過程中閉環(huán)回路的自動投用而確保不受人為因素的影響。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)還包括鍋爐上水程序控制。在冷態(tài)或溫態(tài)采用凝結(jié)水泵和除氧泵為鍋爐上水的方式，使給水泵的啟動推遲到燃機(jī)點(diǎn)火時，降低了啟動過程中的廠用電消耗。采用高壓汽包壓力與除氧泵出口壓力差進(jìn)行判斷是否啟動給水泵上水，若熱態(tài)時高壓汽包壓力較高，則先為中、低壓汽包上水，再啟動給水泵為高壓汽包上水。進(jìn)一步地，為提高本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的快速性和經(jīng)濟(jì)性，啟動流程采用鍋爐高、中、低壓同時上水的工藝，加快啟動速度。一方面通過工藝系統(tǒng)改進(jìn)增加除鹽水補(bǔ)給能力，另一方面分別控制高、中、低三壓汽包上水流量進(jìn)而控制鍋爐總上水流量，使余熱鍋爐的上水時間縮短。進(jìn)一步地，一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)在冷態(tài)或溫態(tài)采用凝結(jié)水泵(電機(jī)功率640KW)或除氧泵(電機(jī)功率200KW)為鍋爐上水的工藝，使給水泵的啟動推遲到燃機(jī)點(diǎn)火時。通過合理安排和最佳組合，可以并列進(jìn)行的程序同步進(jìn)行。如上面的旁路除氧系統(tǒng)和凝加系統(tǒng)，本實(shí)用新型可以將原程序控制總時間約為390分鐘(冷態(tài))，優(yōu)化為并列程序控制的總時間縮短至270分鐘(相應(yīng)地，熱態(tài)所需時間最短約40分鐘)。針對燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組作為調(diào)峰機(jī)組日啟夜停兩班制運(yùn)行的特點(diǎn)，本實(shí)用新型的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)在停機(jī)后一定時間內(nèi)繼續(xù)為高、中、低壓汽包補(bǔ)水維持正常零水位。 該方法即可以縮短次日聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動時的補(bǔ)水時間，又可以利用鍋爐的蓄熱將熱水補(bǔ)入汽包，減少補(bǔ)水帶來的汽包壁溫差，進(jìn)而使下次啟動時升負(fù)荷速率受壁溫差限制的程度減少。本實(shí)用新型的一鍵啟停控制系統(tǒng)采用燃機(jī)停機(jī)后余熱鍋爐盡早進(jìn)入保溫保壓模式的方法，在停用后半小時內(nèi)關(guān)閉高、中壓旁路，并停運(yùn)給水泵，減低了停機(jī)過程中輔機(jī)的電量消耗，又通過保溫保壓減少了能量的丟失。進(jìn)一步地，機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊在停用控制中，提前若干小時(一般三小時)停運(yùn)給水泵，可以有效地降低廠用電率。在本實(shí)用新型的其他一些實(shí)施例中，如圖7所示，圖中示出了凝結(jié)水加熱器1、凝加進(jìn)口電動門2、旁路除氧器3、除氧器進(jìn)口調(diào)門31、除氧器出口調(diào)門32、除氧泵33，給水泵 4等部件。為實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟動過程中余熱鍋爐上水的全自動控制，在凝結(jié)水加熱器1的入口處增加設(shè)置了旁路電動門11及小口徑管道12，并采用凝結(jié)水加熱器、給水系統(tǒng)管道與旁路除氧器同步注水的方法，實(shí)現(xiàn)上述系統(tǒng)上水的全自動控制。現(xiàn)有技術(shù)中，由于凝結(jié)水加熱器進(jìn)口處僅配置一個兩位置電動門，在凝結(jié)水加熱器首次進(jìn)水時，為防止空管啟動發(fā)生水錘現(xiàn)象，需運(yùn)行人員到就地手動緩慢搖動該電動門到一定的小開度，待凝結(jié)水加熱器沖滿水后再全開電動門。本實(shí)用新型由于新增了上述旁路電動門后，在首次進(jìn)水時由邏輯控制先開啟小旁路電動門緩慢為凝結(jié)水加熱器及后續(xù)系統(tǒng)注水，并在判斷凝結(jié)水加熱器的壓力上升注水完成后，再開啟凝結(jié)水加熱器主電動門。[0083]現(xiàn)有技術(shù)中由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用依次單獨(dú)為凝結(jié)水加熱器、旁路除氧器、給水系統(tǒng)及管道注水的方法，由于凝結(jié)水加熱器和給水系統(tǒng)在控制系統(tǒng)中無法判斷注水后空氣是否排空，因此需運(yùn)行人員到就地手動開啟空氣排放手動門檢查確認(rèn)。本實(shí)用新型由于采用了上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以采用上述三個系統(tǒng)同時注水的控制方法，各系統(tǒng)閥門開啟連通后，若位置最高的除氧器注水達(dá)一定水位后，則可判斷其他系統(tǒng)已注滿水并排空。其他實(shí)施例，如圖8所示，圖中示出了凝汽器5、凝結(jié)水泵51、凝汽器補(bǔ)水調(diào)門52、 除鐵過濾器53、軸封加熱器M等部件。為實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水系統(tǒng)啟動的全自動，本實(shí)用新型對凝結(jié)水系統(tǒng)的閥門做了改進(jìn)，將凝結(jié)水系統(tǒng)的注水門陽由手動門改為電動門，并在凝結(jié)水系統(tǒng)至各用戶的總管上增加了用戶母管電動門56。凝結(jié)水系統(tǒng)啟動前，須先對凝結(jié)水管道注水避免空管啟動發(fā)生水錘現(xiàn)象?，F(xiàn)有技術(shù)中，在啟動時需由運(yùn)行人員到就地手動操作注水門。本實(shí)用新型由于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，將注水門由手動改電動后，省掉了人工操作的步驟。凝結(jié)水用戶數(shù)量較多且部分用水系統(tǒng)用手動門隔絕，凝結(jié)水泵啟動時若逐一關(guān)閉用戶側(cè)閥門，耗時長且容易遺漏。本實(shí)用新型增加用戶母管電動門后，在凝結(jié)水泵啟動時僅需邏輯控制關(guān)閉總門即可滿足凝結(jié)水泵啟動條件。其他實(shí)施例，如圖9所示，圖中示出了凝汽器5、中壓缸6、中壓旁路61、高壓缸7、 高壓旁路71、高壓主蒸汽暖管通道8、暖管閥81等部件。為縮短機(jī)組的啟動時間，本實(shí)用新型取消了高壓主蒸汽暖管通道8上的節(jié)流孔板。在燃機(jī)啟動后汽機(jī)未啟動前，余熱鍋爐的高、中壓系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽分別經(jīng)過高壓旁路71、中壓旁路61回流到凝汽器5。由于高壓旁路71布置距離高壓主汽門有一定距離，即便高壓旁路71開啟時，高壓主汽門前的工質(zhì)也不流通，其溫度難以滿足汽機(jī)沖轉(zhuǎn)要求。因此現(xiàn)有技術(shù)中配置有暖管通道來保證高壓主汽門和中壓主汽門前工質(zhì)的流通。當(dāng)機(jī)組啟動初期汽機(jī)未沖轉(zhuǎn)帶旁路運(yùn)行時，一部分高壓主蒸汽通過暖管通道到中壓主蒸汽管道并通過中壓旁路流至凝汽器。但現(xiàn)有技術(shù)中，受暖管通道上的節(jié)流孔板的限制，高壓主蒸汽流通速度較慢導(dǎo)致溫度上升較慢，等待汽機(jī)沖轉(zhuǎn)條件的時間較長。本實(shí)用新型取消了節(jié)流孔板，并設(shè)計了中壓主蒸汽管道壓力高時保護(hù)關(guān)暖管閥的控制邏輯，使汽機(jī)沖轉(zhuǎn)條件時間從75分鐘縮短為39分鐘。以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的一鍵啟停控制系統(tǒng)，所述聯(lián)合循環(huán)機(jī)組至少包括燃機(jī)及燃機(jī)輔助系統(tǒng)、汽機(jī)及汽機(jī)輔助系統(tǒng)，還包括余熱鍋爐、BOP系統(tǒng)及公用系統(tǒng)；其特征在于所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)覆蓋所述燃機(jī)及燃機(jī)輔助系統(tǒng)、所述汽機(jī)及汽機(jī)輔助系統(tǒng)、所述余熱鍋爐、所述BOP系統(tǒng)以及所述公用系統(tǒng)；所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)為分級控制結(jié)構(gòu)，由上層往下層依次為機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊、子組級控制模塊和設(shè)備級控制模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于在所述余熱鍋爐的凝結(jié)水加熱器入口處設(shè)置旁路電動門及小口徑管道。
3.如權(quán)利要求1所述的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于在所述余熱鍋爐的凝結(jié)水系統(tǒng)中，所述凝結(jié)水系統(tǒng)的注水門為電動門，并在所述凝結(jié)水系統(tǒng)至各用戶的總管上設(shè)置用戶母管電動門。
4.如權(quán)利要求1所述的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的啟動控制依次包括所述BOP系統(tǒng)中輔機(jī)啟動，所述余熱鍋爐的上水，所述燃機(jī)的啟動并網(wǎng)，旁路系統(tǒng)配合所述余熱鍋爐升溫升壓，所述汽機(jī)的沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)和并網(wǎng)，所述聯(lián)合循環(huán)機(jī)組根據(jù)鍋爐和汽機(jī)的工況按一定速率升負(fù)荷至基本負(fù)荷。
5.如權(quán)利要求1所述的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)的停用控制依次包括減負(fù)荷到所述燃機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉IGV最小開度，所述汽機(jī)停機(jī)，繼續(xù)減負(fù)荷到所述聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的最低負(fù)荷，所述燃機(jī)停機(jī)，所述BOP系統(tǒng)的輔機(jī)停機(jī)。
6.如權(quán)利要求1所述的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于所述機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊、所述子組級控制模塊中均采用分支結(jié)構(gòu)和/或跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于所述機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊、子組級控制模塊的順控邏輯中均設(shè)置旁路結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于所述子組級控制模塊包括機(jī)組BOP控制模塊、燃機(jī)控制模塊、汽機(jī)控制模塊、HRSG汽水系統(tǒng)控制、公用系統(tǒng)控制模塊。
9.如權(quán)利要求1所述的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)還包括智能報警系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)，所述聯(lián)合循環(huán)機(jī)組至少包括燃機(jī)及燃機(jī)輔助系統(tǒng)、汽機(jī)及汽機(jī)輔助系統(tǒng)，還包括余熱鍋爐、BOP系統(tǒng)及公用系統(tǒng)；所述一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)覆蓋所述燃機(jī)及燃機(jī)輔助系統(tǒng)、所述汽機(jī)及汽機(jī)輔助系統(tǒng)、所述余熱鍋爐、所述BOP系統(tǒng)以及所述公用系統(tǒng)；所述一鍵啟停控制系統(tǒng)為分級控制結(jié)構(gòu)，由上層往下層依次為機(jī)組協(xié)調(diào)級控制模塊、子組級控制模塊和設(shè)備級控制模塊。本實(shí)用新型的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)的一鍵啟停控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的安全、可靠的啟停，將機(jī)組的啟停過程固化至控制系統(tǒng)，防止了人為的誤操作，機(jī)組運(yùn)行人為干預(yù)大大減少，機(jī)組的可靠性大大提高。
文檔編號G05B19/418GK202230373SQ201120349138
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者胡靜, 馬菊蘭 申請人:上海明華電力技術(shù)工程有限公司, 上海申能臨港燃機(jī)發(fā)電有限公司