于成琪 郝兆平
华电国际电力股份有限公司深圳公司 广东深圳 518118
摘要：当前DCS控制系统日趋成熟化，它对于发电厂的控制系统正在不断提高，其中更应用到了燃气蒸汽联合循环机组一键自启停技术，该技术是基于APS控制系统所设计的，机组本身具有一定的技术先进性与运行稳定性。本文中就主要探讨了APS控制系统的基本功能组成，并对APS控制系统的控制方案与控制难点进行了深入阐述。
关键词：APS控制系统；DCS；燃气蒸汽联合循环机组；一键自启停；控制方案
燃气蒸汽联合循环发电技术本身热效率相对偏高，建设周期较短且单位容量投资费用较低，在用地用水方面较少，污染物排放量也相对偏少，该技术目前已经在全球范围内得到广泛应用，它代表了新的清洁能源技术应用发展方向。在该技术系统中的核心就是燃气蒸汽联合循环机组自动启停控制技术（Auto Power Plant Startup and Shutduwn System，APS）技术，它已经成为当前新能源技术的一大代表。
一、APS技术的基本内涵
APS技术作为燃气蒸汽联合循环机组自启停控制技术主要利用其机组启停过程中不同阶段的不同需要展开技术操作，它实现了对燃气轮机、汽轮机、发电机以及诸多辅机系统与设备运行工况的有效监测与判断，参照预先设计的程序设置断点，保证系统内各项功能组内容发挥其主要技术优势，实现对控制系统指令的有效控制与调整，进而保证联合循环机组的有效启动与停止。在整个过程中，系统的保护联锁逻辑也会发挥重要作用，例如确保系统主辅设备在不同运行工况下也能自动完成某些事故处理工作等等，整体来说APS技术应用是非常灵活的，它可以满足生产设备自启停控制高规格技术要求[1]。
二、APS控制系统的基本功能组成
APS控制系统在当前的DCS控制机组系统改造过程中发挥了重大价值作用，它在设计主体框架上就包含了上层框架逻辑调用下层功能组、功能子组，整体看来所采用的是顺控逻辑内容，可实现对单体设备逻辑的有效调用与控制，建立二拖一联合循环机组多样运营方式，如此可快速确定APS启动点，并随时随地停止断点设置位置，对上层APS启动、停止断点进行位置设置，保证上层APS控制逻辑可根据机组运行要求建立余热锅炉上水标准，确保燃机启动并网应用到位。考虑到蒸汽轮机本身存在供热任务，所以它的运行方式相当丰富，其中就包括了抽凝、纯凝、背压等等。如果是在APS控制模式下，它的运行方式选择余地更大。
从APS系统的机组级顺序控制系统看来，它在启停断点设计过程中实现了对机组启动运行特性的充分考虑，保证主辅设备运行状态与工艺系统过程参数设置应用到位，确保按照已规定好的程序发出各个设备，对系统的系统命令进行有效调整，最终协调诸如控制系统、燃机控制系统、数字电液调节系统以及MCS控制系统之间相互关系，确保发电机组自动启停到位。从技术角度讲，APS系统的断电设计是很有特色的，它其中就包括了启动断点设计，它主要结合循环水启动系统设计开始，保证终点中整套机组二拖一并汽完成，在APS启动设置中总共会设置7个断点，它们主要用于控制公用系统、余热锅炉上水、汽轮机启动、APS停机等等，它确保第一台燃机减负荷、退汽到位，同时保证第二台燃机减负荷到位，直接减负荷至100MW，IGV最小开度到位。保证第二台燃机解列到位，做好退轴封与真空调整[2]。
三、APS控制系统的控制方案提出
APS控制系统在建设过程中要提出具体的技术控制方案，为此它就必须首先选择APS模式，操作APS运行步序，并合理调整APS中的某些控制难点，结合实际功能应用展开操作，下文具体来谈。
（一）正确选择APS模式
首先要正确选择APS模式，结合二拖一机组启动运行要求进行选择，保证做到正确选择控制方式与控制路径，其主体画面应该至少设计4种运行方式，保证运行技术操作人员有足够选择余地。就系统中的燃机系统启动为例，它就可自由选择带汽轮机运行状态，甚至可以设置二拖一启动汽轮机+燃机系统。如果二拖一机组停止运行，则可选择凝气机备用系统，有效满足于机组辅助系统不停止运行要求，同时要加速燃机的启动时间。在这里，主要要结合机组实际运行要求对两台燃机系统启动模块进行调整，并为燃机系统启动模块提供至少3种启动节点，分别通过APS启动锅炉上水系统、燃机点火系统以及燃机、汽机并网系统，保证操作过程中实现二拖一机组启动运行全面优化。另外基于APS主操作画面选择锅炉、燃机先后启动顺序是有必要的，这是充分考虑到APS启动过程中涵盖了所有主机系统与辅助系统内容，它需要对程序启动过程中的监控能力进行调整，保证主体画面设置跳转至链接平台，此时每台燃机系统APS都会自动启动。
（二）良好操作APS运行步序
要结合画面指示正确操作APS步序，它主要由3部分组成，其中可满足运行技术人员对不同子组SCG运行步序的有效监视。比如说对所有参与APS启动的子组SGC顺控显示模块进行操作，保证子组运行步序状态有效现实，优化系统跳步功能。在这里，需要选择上层APS顺控启动指令对步序与系统运行内容进行判断，并给出合理的判据条件。且过程中也要合理设置有链接按钮，保证链接按钮跳转到主系统之上，辅助系统运行监控画面。
（三）APS控制系统控制难点与实践应用
最后要对APS控制系统中的控制难点与实践应用内容进行分析，了解APS启动过程中的3个核心步骤，其中第一步骤就是要保证循环水系统启动到共用系统启动体系中并完成；第二步骤是利用余热锅炉进行上水处理；第三步骤则是要做到燃机启动调整，其中将燃机与ATC并网处理。3个阶段中第一阶段启动时间相对较早，控制时间要求与控制难度则相对偏低，相对而言容易完成；第二阶段则要围绕余热锅炉上水控制展开分析，解析控制难点内容，保证该点控制要求满足多工况实际控制需要，确保机组调整至零状态，优化汽包满水状态，即要基于多种工况背景下的APS控制逻辑来调整控制难度；进入第三阶段后则要围绕燃气轮机、蒸汽轮机以及协调控制多方配合系统展开，调整其被调量设定值，对某些设定值结果偏差、金属热应力不强的部分进行计算，适当调整控制难度。
就APS控制系统实际调试结果看来，它在生产应用过程中需要正确选择运行方式，且要保证设备处于正常运行状态范围中，这是APS控制系统必须要注意的关键点。应该结合机组正常运行特性与不匹配运行工况展开针对性分析，确保APS设定人为干预手段实施到位，同时合理调整控制逻辑内容，确保机组运行安全稳定，回归到正常运行范围中即可。在这里要基于模拟量控制APS的接口设计，确保APS功能成功实现，为此，需要基于MCS实施系统优化完善，确保全程稳定调节系统，建立MCS与APS之间的无缝结合，对APS控制系统组态内容进行调整。比如说在明确了APS策略方案后，需要开始控制系统组态内容，针对诸多不同类型的DCS系统进行分析，确保其组态软件使用到位，并对相关逻辑内容风格进行适配。在模拟量控制系统组态方面，则要根据组态软件的不同来调整模拟量控制系统组态，最终完成对相应功能内容的针对性控制[3]。
总结：
在目前DCS自动化水平愈发提高以及相关控制理论逐渐成熟的大背景下，采用燃气、蒸汽联合循环机组自启停控制系统设计与调试过程中必须做好APS系统有效控制，确保APS控制系统控制范围设置得当，以求取得较好的系统运行效果。就目前看来，该技术中的APS控制系统在国内生产应用方面还是相对广泛深入的，它在构建、应用、调整一键自启停控制技术应用过程中发挥了重要价值作用，确保不同类型电厂在生产过程中安全稳定，已经成为当前电厂企业的必备设备系统。
参考文献：
[1] 吴建邦. 燃气-蒸汽联合循环发电机组自启停控制系统的应用及优化[J]. 大众科技, 2020,254(10):45-46+65.
[2] 王军. 燃气蒸汽联合循环电厂自启停控制系统APS的优化和改进[J]. 信息系统工程, 2020,315(03):117-119.
[3] 杜凯. M701F4燃气蒸汽联合循环机组TCA至余热锅炉回水流量自动调节系统优化[J]. 河南科技, 2020,700(02):50-52.