火力发电厂燃煤机组的各种热工控制都是根据生产实际需求而产生和发展的,比如模拟量调节(MCS)、顺序控制(SCS)、锅炉燃烧器管理系统(BMS)、汽轮机数字式电液控制装置(DEH)等。早在上个世纪六十年代,国外电网为了获取相对合理的安全性能和经济效益,发电厂统一调度,运行机组就有了“每日启停”(DSS)这样的运行方式,是一种立足于电网整体考虑经济效益的调峰方法,世界上一些先进工业国家,当时参与DSS的火电燃煤机组单机容量为400MW等级,到了八十年代,参与DSS的火电燃煤机组单机容量提升到700WM等级。DSS通常是当日8:00时~22:00时机组带负荷运行,22:00时停机备用,次日8:00时机组重新带满负荷。显然,燃煤机组的启停安全和时间关乎DSS的成败。为了确保在机组允许的最短时间内安全地启动机组,热工控制系统经历了一次彻底的变革,将热工(复变参数)控制系统提升到了“一键启停”的高等级水准,而出现了APS(APS-Automatic Procedure Start-up/Shut-down—机组自动程序启停系统),这是一种依托DCS能够在燃煤机组规定的运行区间内分阶段递进导引热工控制系统完成机组启动或停止的自动程序控制,促进了燃煤机组DSS安全、经济的运用。
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APS的工作区间
APS的工作区间是有限制的。若以机组发电负荷划分,对燃煤机组而言,启动时,从机组停运的静止状态开始,投入APS,应用APS启动机组,待机组达到锅炉“不投油稳燃负荷”后,APS自动退出。机组停止时,在高于锅炉不投油稳燃负荷之上15%的负荷下投入APS,应用APS降负荷及至机组设备全部停运(备用停机或检修停机),APS自动退出。
依据汽轮机(以亚临界机组为例)第一级金属温度,机组启动划分有冷态(<120℃) 、温态(120℃~300℃) 、热态(300℃~380℃)和极热态(>380℃)等四种状态。APS最适宜的应用是在机组温、热和极热状态下启动以及某一预定负荷(高于不投油稳燃负荷15%ECR)以上的停机。
机组冷态启动,通常还是采用热工控制系统的“一键启停”方式更符合电厂运行的实际情况,这是因为:
1)机组冷态启动一般的都是在停机检修后,以600MW等级亚临界燃煤汽包炉为例,集控室内远方操作的设备超过五百多台套,机组启动前全部在“手动”操作方式,APS是一套全自动的控制系统,应用的充要条件是把管控的所有设备全部投入“自动”工作方式,这种操作“一键都不能少”,APS冷态启动面临着大量的设备预置操作。