一种含APS控制器的燃气-蒸汽联合循环机组自启停系统的制作方法

一种含aps控制器的燃气-蒸汽联合循环机组自启停系统
技术领域
1.本实用新型涉及燃气-蒸汽联合循环机组自动控制领域，是一种含aps控制器的燃气-蒸汽联合循环机组自启停系统。


背景技术：

2.能源电力行业瞬息万变，对解决环境问题和可持续性挑战的需求越来越高，风电、光伏等新能源以更低成本给燃气轮机发电带来巨大挑战。如何凭借燃气轮机自身的稳定特性实现多能互补和新技术的应用，是当下值得研究的方向。其中重型燃气轮机由于产能过剩和可再生能源成本的降低影响，需求逐渐下降。不过，我国多地区正在从煤炭火电或核电转换为天然气发电，并且在全球各个地区，燃气轮机的灵活性和可靠性也得到更广泛的重视。燃气轮机也逐渐趋向于可再生能源的发电市场，发挥其良好的调峰作用。
3.燃气-蒸汽联合循环机组自启停系统(automatic plant start-up andshut-down system，aps)是控制机组自动启动和自动停止的系统，采用了先进控制策略，能够替代运行人员对机组的工况进行自动判断，选择相应的程序，做出相应的操作，按照设计运行曲线对机组的参数进行自动调节，显著减轻了发电机组运行人员的工作负担，大大减少了运行人员误操作的可能性，同时提高了机组运行的安全性和经济效益，对电厂乃至电网提高自动化水平具有极其重要的意义。


技术实现要素：

4.本实用新型专利提供具有结构层次分明、操作方便、功能完善等特点的一种含aps控制器的燃气-蒸汽联合循环机组自启停系统。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案，一种含aps控制器的燃气
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蒸汽联合循环机组自启停系统，包括，aps初始化模块、aps自动启动模块、aps 自动停机模块，所述自动启动模块包括，辅助启动功能组、锅炉注水功能组、机组启动功能组三个功能组，所述机组启动功能组中包括，燃机启动装置、锅炉启动装置、真空建立装置、汽机启动装置、升负荷控制装置五个子功能组；所述自动停机模块包括，降负荷功能组、机组停运功能组、辅助停运功能组三个功能组，所述机组停运功能组包括，燃机停机装置、汽机打闸装置、锅炉停运装置三个子功能组。
6.作为一种改进，所述辅助启动功能组包括，辅助蒸汽装置、除盐水装置、循环水泵装置、开式水装置、闭式水装置、公用装置、汽机润滑油装置、eh油装置、盘车装置、凝结水装置；所述锅炉注水功能组包括，低压汽包注水装置、高中压汽包注水装置；所述降负荷功能组包括，锅炉疏水装置、汽机旁路装置、汽机疏水装置、辅助汽封供汽装置；所述辅助停运功能组包括，停真空装置、停公用装置、停凝结水装置。
7.作为一种改进，所述aps系统在结构上分为aps控制层、功能组、子功能组。
8.作为一种改进，所述aps系统存在机组热态启停，在启动阶段将真空装置置于锅炉启动装置之后，保证热态启动时轴封汽温度、压力正常；在辅助停运功能组中，可设置燃气
轮机入口挡板和烟气挡板关闭时间，保证余热锅炉为热态。
9.作为一种改进，所述aps系统为保障机组系统一键启动，能够使用断点自动处理控制和aps控制器控制，其中aps控制器能够实现断点自动处理功能，能够通过与dcs系统、历史站以及外挂故障诊断模块之间的交互实现故障报警及恢复功能。
10.作为一种改进，aps系统为提高控制功能完善性，将化学水处理装置、仪用空气装置、氢气装置作为aps初始化模块。
11.本实用新型的新颖之处是，本实用新型一种含aps控制器的燃气-蒸汽联合循环机组自启停系统结构层次分明、操作方便、功能完善，其结构分为aps控制层、功能组、子功能组，功能完善同时也保障机组安全稳定；针对热态启动过程，设计合适的顺控流程；针对机组系统一键启动，对断点设置提供新的思路；为实现aps系统断点、跳步、投入、切除、故障报警及恢复等功能，特别设计aps 控制器；为保障aps功能完善性，将化学水处理装置、仪用空气装置、氢气装置也同时置于aps系统中；总体上，aps系统还可实现启动和停机前系统检查，机组系统一键启动，汽机发电机励磁投入，汽机、锅炉高中低压旁路自动控制，机组升负荷自动控制的要求，不仅完成各设备的顺序控制，还实现锅炉侧送水、疏水自动，协调控制自动投入，适合应用于各类燃气-蒸汽联合循环发电机组。
附图说明
12.图1为本实用新型一种含aps控制器的燃气-蒸汽联合循环机组自启停系统的结构图。
13.图2为本实用新型一种含aps控制器的燃气-蒸汽联合循环机组自启停系统的启动控制流程图。
14.图3为本实用新型一种含aps控制器的燃气-蒸汽联合循环机组自启停系统的停机控制流程图。
15.图4为本实用新型一种燃气-蒸汽联合循环发电机组aps控制器与各系统之间的接口连接图。
具体实施方式
16.为了使本实用新型的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本实用新型作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
17.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非在限制本实用新型的保护范围。
18.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或
一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
20.请参阅图1所示，其为本实用新型所述一种含aps控制器的燃气-蒸汽联合循环机组自启停系统的结构示意图，本实用新型公布一种含aps控制器的燃气
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蒸汽联合循环机组自启停系统，包括，aps系统1、aps初始化模块2、aps自动启动模块3、aps自动停机模块4、辅助启动功能组5、锅炉注水功能组6、机组启动功能组7、降负荷功能组8、机组停运功能组9、辅助停运功能组10、化学水处理装置11、仪用空气装置12、氢气装置13、燃机启动装置14、锅炉启动装置15、真空建立装置16、汽机启动装置17、升负荷控制装置18、燃机停机装置 19、汽机打闸装置20、锅炉停运装置21，其中，
21.aps自动启动模块3包括，辅助启动功能组5、锅炉注水功能组6、机组启动功能组7；
22.辅助启动功能组5包括，辅助蒸汽装置、除盐水装置、循环水泵装置、开式水装置、闭式水装置、公用装置、汽机润滑油装置、eh油装置、盘车装置、凝结水装置；
23.锅炉注水功能组6包括，低压汽包注水装置、高中压汽包注水装置；
24.机组启动功能组7包括，燃机启动装置14、锅炉启动装置15、真空建立装置16、汽机启动装置17、升负荷控制装置18；
25.燃机启动装置14包括燃气轮机启动条件允许、燃机清吹、点火、升速至 3000r/min、燃机发电机并网；
26.锅炉启动装置15在燃机点火成功后启动顺控包括，锅炉低压装置启动、锅炉高中压装置启动、高中低压旁路投自动；
27.真空建立装置16包括，轴封装置、真空装置；
28.汽机启动装置17包括，汽机启动条件允许、deh启动顺控、汽机发电机励磁装置(汽机已启动但未并网前投入)；
29.升负荷控制装置18包括，协调控制投自动装置、机组自动升负荷装置。
30.aps自动停机模块4包括，降负荷功能组8、机组停运功能组9、辅助停运功能组10；
31.降负荷功能组8包括，退出agc、avc、一次调频、燃机降负荷、锅炉疏水投自动、汽机高中压旁路投自动、开汽机疏水阀、辅助汽封供汽压力投自动；
32.机组停运功能组9包括，燃机停机装置19、汽机打闸装置20、锅炉停运装置21；
33.燃机停机装置19包括，燃机停机、燃机发电机解列；
34.汽机打闸装置20包括，汽机降负荷、关闭主汽门、汽机发电机解列；
35.锅炉停运装置21包括，自动关中、高、低压排污阀、停高中压给水泵、关锅炉、汽机疏水、停低压给水泵；
36.辅助停运功能组10包括，真空装置、轴封停运装置、公用停止装置、凝结水停止装置。
37.作为一种改进的实施例，aps系统1逻辑结构分为aps控制层、功能组、子功能组。
38.作为一种改进的实施例，aps系统1充分考虑机组热态启停，在启动阶段将真空建立装置16置于锅炉启动装置15之后，保证热态启动时轴封汽温度、压力正常；在辅助停运功能组10中，可设置燃气轮机入口挡板和烟气挡板关闭时间，保证余热锅炉为热态。
39.热态启动过程中，真空建立装置16在燃机点火启动之后投入，这将导致旁路装置
启动滞后，主蒸汽压力没有通路，为了解决该问题，优化汽机启动部分，将汽机旁路自动控制系统独立于真空建立装置16后。
40.作为一种改进的实施例，aps系统1的断点设置是影响机组启停过程中安全性和快速性的重要因素，也是aps系统1自动化程度的重要体现，本实施例针对辅助启动功能组5多子功能组的问题，提出两种思路，断点自动处理和aps控制器。
41.断点自动处理分两种方法，设置延时信号，比如针对循环水泵，在循环水泵开启后可做延时判断；或者是投入断点信号自动控制，例如针对锅炉注水功能组 6中高中低压汽包装置上水断点，可由液位开关自动检测注水完成。
42.设置aps控制器可以用来减少aps断点，优化aps逻辑的修改完善。aps系统1采用独立控制器挂入双环冗余的以太网方式，实现aps系统1与余热锅炉 dcs控制柜的数据交互，接着再通过余热锅炉dcs控制柜搭建桥梁，实现aps系统1与燃机tcs控制柜、汽轮机deh控制柜的信息交互，从而实现aps系统1 对整个机组数据的调用。aps控制器除实现断点功能外，还应实现子系统跳步、子功能组投入、切除、故障报警以及恢复功能。aps控制器为实现故障报警功能，一方面可通过dcs系统采集各信号实时数据判断故障，一方面可通过历史站判断某些模拟信号是否属正常范围。aps控制器针对故障恢复功能，采用外挂故障检测模块的方式，一旦系统运行期间出现故障，该模块自动接入并进行故障定位和人工复检。
43.作为一种改进的实施例，aps系统1为提高控制功能完善性，将化学水处理装置11、仪用空气装置12、氢气装置13纳入aps初始化模块2；将aps系统1 扩充到整个电厂范围，在aps画面上即可实现对化学水处理、废水处理、原水预处理、生活污水处理的监控。
44.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。
45.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型；对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。