一、           APS设计方案

华能海门电厂超超临界1000MW机组控制系统采用美国艾默生公司制造的Ovation OCR-400X系列DCS。DCS除了包括模拟量控制系统(MCS)、协调控制(UCC)、炉膛安全监控系统(FSSS)、数字式电液控制系统(DEH)、给水泵汽轮机电液控制系统(MEH)、旁路控制系统(BPC)、顺序控制系统(SCS)、电气控制系统(ECS)外，还包括采用现场总线控制技术控制的海水脱硫和机组脱硝控制系统、凝结水精处理控制系统。

    APS的主要目的是实现机组的自动起动或停止，要达到这一目的必须实现风烟全程自动控制、给水全程控制、燃料自动增减控制、燃烧器负荷全程控制、主蒸汽压力全程控制、主蒸汽温度和再热蒸汽温度的全程控制。

    APS自动起动功能包括冷态、温态、热态和极热态4种起动方式。对于汽轮机，机组自动起动过程中由于汽轮机自动冲转时对主蒸汽参数的要求不同，从而汽轮机冲转前锅炉升压时间不同。对于锅炉，从停炉时间等区分上述4种起动方式。将APS控制逻辑结构(图l)设计为3层：第1层为APS操作管理逻辑(机组级顺序控制)，其完成APS投入选择和判断、起动模式(或停止模式)的设定、断点选择及该断点允许起动(或停止)条件判断；第2层断点顺序控制程序逻辑(断点级顺序控制)为APS的核心，每个断点都具有逻辑结构大致相同的系统功能组程序，程序结构分为允许条件判断、步进复位条件产生、步进计时、步进中断报警；第3层为各断点控制的系统功能组、设备级功能组(或单个设备)。APS指令发送到各个顺序控制功能组，以实现各个功能组的起动(或停止)，各个功能组完成设备起动(或停止)后，均返回完毕信号至APS断点顺序控制组。
              
二、APS起动或停止断点

    在APS自动起动程序中设计了机组起动准备、锅炉冷态冲洗和汽轮机真空、锅炉点火及升温升压、汽轮机冲转、自动同步及并网和初负荷控制、升负荷6个断点，每个断点为1个独立的顺序控制系统。

    机组起动准备断点包括凝汽器补水、闭式冷却水、循环水泵、磨煤机与给水泵油站、汽轮机油及炉底排渣系统投运顺序控制系统。

    锅炉冷态冲洗和汽轮机真空断点包括凝结水处理、除氧器上水、辅助蒸汽系统和汽轮机及锅炉疏水排气、给水管道注水、炉水循环泵注水、汽轮机轴封、除氧器加热、锅炉上水及锅炉开式清洗、炉水泵动态清洗、锅炉冷态循环清洗顺序控制系统。

    锅炉点火及升温升压断点包括风烟、等离子准备和除灰及电除尘投运、FSSS锅炉点火准备(吹扫、泄漏试验、油循环)、汽轮机高压缸预暖、锅炉点火(A磨煤机运行、等离子点火)和空气预热器吹灰、旁路自动控制方式投入和高压抗燃(EH)油冷却器投运、锅炉热态冲洗、汽轮机预热(暖机)顺序控制程序。

    汽轮机冲转断点包括润滑油冷却器投运、DEH报警和跳闸复位、汽轮机挂闸、选择汽轮机自动起动控制(ATC)方式、汽轮机3000r/min定速顺序控制系统。自动同步及并网和初负荷控制断点包括自动并网功能组投入、制粉系统准备功能组投入、低压加热器投运、制粉系统投运、第2台循环水泵投运顺序控制系统。

    升负荷断点包括DEH投入UCC遥控方式、第2台制粉系统投运、第1台给水泵汽轮机暖机和高压加热器投运、升负荷至300MW、第3台制粉系统投运和第2台凝结水泵起动、第2台给水泵汽轮机投运、电动给水和等离子停运并升负荷到500MW(APS起动完成)、第4、5台制粉系统自动投运、升负荷至1000 MW(目标负荷由手动3层设定)。

    APS停止设计了降负荷、汽轮机解列、机组停运3个断点，每个断点为1个独立的顺序控制系统。

    降负荷断点包括降负荷至450MW(自动停第5、4台制粉系统)、第1台给水泵汽轮机停止、空气预热器及脱硝吹灰投运、等离子投运(A磨煤机可用时)、第3台制粉系统停止(A磨煤机可用时，2层油枪运行）、高压加热器停止、负荷降至250MW、电动给水泵运行、第2台给水泵汽轮机停止、第2台凝结水泵停止、第2台制粉系统停止、最后一台制粉系统停止(A磨煤机及等离子不能投运时)、一次风机和密封风机停止(A磨煤机及等离子不能投运时)、汽轮机起动油泵和交流润滑油泵投运顺序控制系统。

    汽轮机解列断点包括汽轮机停机顺序控制系统。机组停运断点包括总燃料跳闸(MFT，油枪停止或者减煤量停止A磨煤机)、风烟系统停运、烟气挡板关闭、炉底排渣系统停运、主蒸汽阀前疏水门关闭、汽轮机真空系统停运、汽轮机轴封系统停运、1台循环水泵运行顺序控制系统。

三、APS与控制系统接口

3.1 与MCS接口

    对于APS与MCS控制接口，控制系统功能组中设备自动投切控制逻辑应在SCS功能组中实现。在风机起动后，风机导叶应置为氧量跟踪前的预置开度，通过试验获得风机导叶初始(如送风机动叶开度需满足吹扫要求等)；根据工艺要求和动态试验结果设置调节阀预置开度(如锅炉起动时给水调节阀开度、凝结水泵切工频运行后除氧器水位调节阀预置开度等)；调试送、引风机和一次风机自动平衡回路，在自动维持工艺目标跟踪值(炉膛负压、锅炉风量和风压等)基本不变的条件下过渡到各风机自动并列运行；调试给水泵自动平衡回路，增加相关切换控制逻辑，在自动维持给水流量跟踪值基本不变的条件下过渡到给水泵自动并列运行。

3.2 与DEH接口

    对于APS与DEH控制接口，汽轮机自动冲转接口信号(APS发送至DEH)有复位DEH报警、汽轮机挂闸、复位汽轮机跳闸首出、选择ATC热应力方式投入汽轮机热应力控制、选择目标转速(3000r/min)；APS机组并网请求指令发送至DEH后，DEH发出指令投入同期装置电源，DEH接受同期装置进行转速同步控制，同期装置发出并网合闸发电机出口开关指令；DEH带初负荷完成后，由功率控制切换阀位控制；旁路控制系统继续调节蒸汽压力；APS升负荷阀位控制指令发送至DEH，旁路控制系统继续调节蒸汽压力，切至高压旁路控制系统后电动给水泵切换至汽动给水泵运行；汽轮机调节阀控制蒸汽压力，锅炉主控接收到APS负荷指令后开环调节锅炉负荷，高压旁路调节阀按升压曲线自动关闭；APS发出投入协调指令至UCC和DEH，汽轮机主控调节电功率，锅炉主控调节锅炉热负荷(给水、燃料、风量);APS发出并列运行给水泵指令至SCS、MCS、MEH，完成给水泵并列运行；APS发出自动起动磨煤机指令至FSSS后，手动设置机组目标负荷，APS程序将自动投入制粉系统，并控制机组负荷升至目标负荷。