[发明专利]燃气蒸汽联合循环机组的一键启停控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃气蒸汽联合循环机组的热工自动控制领域技术，尤其涉及一种大型联合循环机组的一键启停控制系统。

背景技术

一键启停(APS，automatic power plant start up&shut down system)是实现发电机组启动和停止过程自动化的系统，是热工自动化技术的最新发展方向之一。作为提高机组自动化水平行之有效的方法，受到业界越来越多的关注和重视。一键启停控制系统功能强大，其优势在于可以提高机组启停的正确性、规范性，大大减轻运行人员的工作强度。一个有效的一键启停控制系统可增强设备运行的安全性，缩短机组启停时间，降低机组启停过程的能耗，从整体上提高机组的自动化水平。

但同时一键启停是一个庞大复杂的系统，设计和实施均有较大难度。近年来国内不少新建燃煤机组和联合循环机组均试图设计一键启停控制系统。

CN102080579A公开了一种核电站汽轮发电机组启停控制方法、装置和DCS控制系统，该方法包括：检测汽轮发电机组的运行状态和运行参数、汽轮发电机组的辅助系统的运行状态和运行参数、以及汽轮发电机组运行中出现的故障信息；将检测到的上述信息集中显示在同一功能跟踪界面；根据功能跟踪界面显示的上述信息直接对汽轮发电机组的启停运进行控制。该发明申请提供的方法可以使操纵员直观、快速的发现汽机发电机组的异常，并快速、准确的获得关键参数并判断原因，从而使操纵员在一定程度上可以直观、快速、准确的对核电站汽机发电机组的启停运进行控制和干预，保证核电站汽机发电机组的安全。但上述核电站的启停控制方法无法应用在蒸汽燃气联合机组上，而且启停控制范围也并不全面，自动化程度不高。

发电机组的另一重要分支燃煤发电机组也有采用一键启停控制系统的，但由于燃煤发电机组工艺流程复杂，现有的一键启停系统无法满足复杂的工况要求，最终导致该系统无法实现完整意义上的一键启停而仅能由运行人员操作若干子组进行单个子工艺系统的启停。

燃气蒸汽联合循环机组相对常规燃煤机组而言，工艺流程简单，燃机和汽机控制系统的集成度高，有实施APS的基础条件。但是，燃气蒸汽联合循环机组又具有两大特点：其一是燃气蒸汽联合循环机组必须响应负荷快，机组的启动时间较燃煤机组大大缩短(因此用于电网调峰)；其二是联合循环机组启、停频繁，通常为日开夜停。

目前国内燃气蒸汽联合循环电厂APS的开发、应用情况：

1、中华电力某电厂实现了辅机设备启动前准备阶段的一键启动，并且对启停程序作了修改和完善，使其准备阶段的一键启动费时从原来的55分钟缩短到29分钟。

2、深圳某电厂报道称2007年其麾下的三台机组均已实现全程一键启动，但从报道资料看，其锅炉上水等过程仍采用手动方式进行，所以离开全程全范围的一键启动仍有差距。

3、上海某燃机电厂仅实现在TCS侧即燃机-汽机-发电机的启动部分的一键启停功能，其APS未涵盖炉岛及BOP(balance of plant)系统。

可以看出，虽然目前国内少数几家燃气蒸汽联合循环机组进行了一键启停控制系统的开发，但从启停涉及的设备范围，启停过程的自动化程度，以及启停过程的经济和安全性等方面分析，仍有待进一步优化完善和提高。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种自动化程度高的联合循环机组一键启停控制系统。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、安全性好的联合循环机组一键启停控制系统，以对现有技术的上述缺陷进行改进。

为实现上述目的，本发明提供了一种燃气蒸汽联合循环机组的一键启停控制系统，所述联合循环机组至少包括燃机及燃机辅助系统、汽机及汽机辅助系统，还包括余热锅炉、BOP系统及公用系统；所述一键启停控制系统覆盖所述燃机及燃机辅助系统、所述汽机及汽机辅助系统、所述余热锅炉、所述BOP系统以及所述公用系统；所述一键启停控制系统为分级控制结构，由上层往下层依次为机组协调级控制模块、子组级控制模块和设备级控制模块。

进一步地，所述机组协调级控制模块、所述子组级控制模块中均采用分支结构和/或跳转结构。

进一步地，所述子组级控制模块、所述设备级控制模块均采用并行优先调用逻辑；在同一步序中执行多个所述子组级控制模块或所述设备级控制模块的调用操作，最终的执行顺序受所述子组级控制模块或所述设备级控制模的执行允许条件限制。

进一步地，所述机组协调级控制模块、子组级控制模块的顺控逻辑中均设置旁路结构。