一种煤机智能启停系统的研究方法与流程

本发明属于机组新一代煤机应用，具体涉及一种煤机智能启停系统的研究方法。

背景技术：

1、当前机组（1000mw超超临界燃煤发电机组）自动化水平虽然已具备基础的mcs（模拟量控制）和scs（顺序控制）功能，但启停过程以及日常操作仍大量依赖运行人员手动干预，存在操作一致性差、能耗波动大、启动时间长等问题。

2、因此，基于上述问题，本发明提供一种煤机智能启停系统的研究方法。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种煤机智能启停系统的研究方法，解决背景技术中所存在的技术问题。

2、技术方案：本发明提供的一种煤机智能启停系统的研究方法，包括以下步骤，步骤s1、确定三层架构，系统采用三层控制结构；步骤s2、采用无断点与断点结合设计，系统设计为“一键启停”，在关键节点需设置“断点”供运行人员确认，确保安全；断点管理，支持自动连续执行、单步执行、跳步及暂停功能；无扰切换，当机组自启停系统退出时，底层设备保持当前状态或切至安全位置，不影响机组常规手动/遥控操作；其中，所述步骤s1中的三层架构，第一层为机组调度级，作为系统的“大脑”，负责全局导航、时间轴管理及目标指令发出；协调下游各系统级功能组按最优时间轴运行；部署在新增的第一对控制器中；第二层为系统级，作为“中枢神经”，负责协调某一工艺系统内所有设备级功能组的协同动作；当调度级指令失效时，应能独立按规划路线控制下游设备；部署在新增的第二对控制器中；第三层为设备级，作为“执行末梢”，负责具体设备的启停操作及联锁保护；设备级逻辑原则上保留在原dcs控制器中，通过接口与上层通信，或根据负荷平衡迁移至新控制器。

3、本技术方案的，所述机组自启停系统（aps）应作为机组级的顶层指挥系统，通过协调顺序控制系统（scs）、模拟量控制系统（mcs）、锅炉炉膛安全监控系统（fsss）、汽机数字电液控制系统（deh）及电气专项控制装置，实现机组全过程自动化；分层控制架构，系统应严格划分为机组调度级、系统级和设备级，在智能启停系统不投用的情况下，运行人员应能独立操作功能组级实现局部自动化；时间轴管理，引入项目管理理念，系统能根据运行人员设定的目标并网时间，自动倒排各关键节点的起始时间，实现启动过程的时间进度可视化管理；断点控制，在启动全流程中设置关键确认点，每个断点应包含进入允许条件、执行步序、跳步逻辑及运行操作帮助画面。

4、本技术方案的，根据机组自启停系统的机组启停运行规程，机组级的智能启停系统将机组启动划分为七大节点；节点a、启动准备阶段：包含循环水系统、开/闭式水系统的建立，润滑油/密封油/eh油系统的自动启动，以及相关电动门、调整门的预制；节点b、除氧器上水阶段：自动启停凝结水泵、实现除氧器水位自动调节，辅助蒸汽预热逻辑自动投运，确保除氧器温度、压力平稳上升；节点c、锅炉上水与清洗阶段：自动执行冷态/热态清洗逻辑，自动启动给水泵、锅炉启动循环泵，实现分离器水位的精准控制；节点d、点火升温升压阶段：联动fsss执行炉膛吹扫，实现油枪/等离子系统的一键点火，自动监视升压率并动态调整燃烧负荷；节点e、汽机冲转升速阶段：自动执行走步暖阀、低速摩擦检查、低速暖机、过临界加速度控制、3000rpm暖机逻辑；节点f、发电机并网阶段：自动投入励磁，配合同期装置执行自动并网，并网后迅速升至初负荷，自动关闭本体疏水阀；节点g、机组升负荷阶段：自动执行辅机的逐台滑投，直至机组进入ccs调节区并达到目标负荷。

5、本技术方案的，所述机组级的智能启停系统还包括但不限于以下功能组，（1）在启动前准备阶段：循环水功能组，循环水系统静态注水、动态注水、自动启动预选的循环水泵、投备用、循环水系统整体启动；开式水功能组，开式水系统空管道状态下注水、自动启动预选的开式冷却水泵、投备用、开式水系统整体启动；闭冷水功能组，闭式水系统空管道状态下注水、自动启动预选的闭式冷却水泵、投备用、闭式水系统整体启动；辅汽暖管、投入功能组，辅汽系统用户隔离、逐步暖管、开疏水，直至辅汽系统温度压力满足；润滑油功能组，排烟风机启动、预选润滑油泵启动、直流润滑油泵试转，直至润滑油系统压力建立，系统正常；密封油功能组，启动预选的密封油排烟风机、启动预选的密封油泵、投备用；eh油功能组，启动预选的eh油循环泵、启动预选的eh油泵、投备用；（2）在除氧器上水、加热阶段：凝结水功能组，凝汽器上水、凝结水管道注水排空、凝结水泵启动、凝结水系统排放模式；凝泵功能组，预选凝结水泵启动；除氧器上水、加热功能组，先小开度加热，等除氧器温度开始上升，自动控制除氧器水温温升率满足锅炉上水要求；（3）在锅炉上水阶段：锅炉上水功能组，锅炉上水前置所有锅炉排空门、水侧放水门合适位置，启动前置泵或电泵，置给水旁路门上水位置，等待锅炉上水完成；轴封抽真空功能组，开轴封系统相关疏水、辅汽至轴封管道暖管、轴封系统暖管、启动轴加风机、轴封暖管完成后投轴封压力自动，启动全部真空泵进行抽真空，真空建立后停止部分真空泵；小机油系统功能组，启动预选的小机油箱排烟风机、风机投备用、启动预选的小机交流润滑油泵、油泵投备用、润滑油冷却水投自动；汽泵前置泵功能组，关汽泵前置泵出口门、启动前置泵、再循环门置位；小机汽泵功能组、小机汽源暖管功能组，开本体及进汽疏水、判断暖管汽源、慢开进汽电动门暖管；小机冲转功能组，小机ets复位、挂闸、设定目标转速和升速率、暖机；小机汽源切换，自动完成汽泵汽源从辅汽至四抽切换；锅炉冷态清洗，锅炉上水完成后，给水旁路门置锅炉冷态清洗位置，进行锅炉冷态冲洗；锅炉风烟系统功能组，炉侧疏水、空气门功能组，根据锅炉冷温热态，设置锅炉疏水和排空门合理位置；送/引/一次风机功能组，启动送引风机油站、先启动一台引风机和送风机，启动第二台引风机及送风机后自动进行并列，整个过程保证炉膛负压正常，完成后保证炉膛负压投自动，送风量投自动，送风量满足吹扫风量要求；空预器功能组，辅助电机试运转、主电机启动、开空预器相关挡板、辅助电机投备用；建立风道功能组，开启送引风机启动前需要建立的空气通路；（4）在点火、升温升压阶段：油枪功能组，调用油枪点火程控；暖磨功能组，启动磨机相关油站、开磨出口门、置冷热风门合适位置进行暖磨；磨组启动功能组，暖磨完成后升磨辊、启动磨煤机、开给煤机下闸板门、启动给煤机、开给煤机上闸板门、最小煤量铺煤、铺煤完成后降磨辊；磨风源切换功能组，磨煤机从启动时风源至正常运行风源平稳切换；旁路功能组，投入高低旁自动，满足锅炉点火、升温升压、汽机冲转、并网各个阶段旁路的控制器要求；机侧疏水功能组，投入机侧疏水联锁；锅炉升温升压，锅炉首台磨煤机启动后，自动控制给煤量，满足锅炉升温升压过程中对主蒸汽、再热蒸汽温度的温升率要求；锅炉热态清洗，在分离器出口温度和压力满足要求后，进入锅炉热态冲洗环节，开始计时，运行人员确认热态冲洗完成后，继续进行升温升压；主汽阀预暖功能组，开主汽阀管路相关疏水门、汽机挂闸、阀壳预暖；（5）在汽轮机冲转阶段：汽轮机冲转功能组，自动进行ets复位、汽机挂闸、开高排通风阀、释放高排逆止门，根据汽轮机冷温热态，自动设定目标转速和升速率，自动设定暖机停留时间，直至定速；低加滑投功能组，开低加抽汽逆止门，慢速开启低加抽汽电动门，控制低加出水温度温升率不超标，负荷到达一定值后，低加开始蓄水，然后进行危机疏水和正常疏水的切换；高加滑投功能组，开高加抽汽逆止门，慢速开启高加抽汽电动门，控制高加出水温度温升率不超标，负荷到达一定值后，高加开始蓄水，然后进行危机疏水和正常疏水的切换；（6）在并网阶段：发电机并网功能组，投励磁、投同期、启动同期、完成发电机并网；（7）在升负荷阶段：脱硝功能组，投入脱硝系统相关设备自动；干湿态转换功能组，给水流量稳定在干湿态转换额定流量，按照一定速率增加煤量，直至完全干态；厂用电切换功能组，6kv厂用电备用段切换为工作段电源；给水泵并退功能组，启机过程完成第一台汽泵并列，第二台汽泵并列，电泵退泵；整个过程全部由aps控制完成，同时给水控制投入在自动状态；电泵勺管、汽泵转速、电泵再循环门、汽泵再循环门都纳入aps控制；除氧器、轴封汽源切换功能组，除氧器汽源从辅汽切换至四抽，轴封供汽汽源从辅汽切换至冷再；停机功能组、降负荷至25%功能组，aps自动控制减少煤量，直至负荷至25%；给水系统退汽泵功能组，停机过程完成电泵并入，退第一台汽泵，退第二台汽泵；整个过程全部由aps控制完成，同时给水控制投入在自动状态；电泵勺管、汽泵转速、电泵再循环门、汽泵再循环门都纳入aps控制；磨煤机停止功能组，自动降低磨煤机出口温度、减少给煤机给煤量、关给煤机入口门、停止给煤机、关给煤机出口门、抬磨辊、停磨煤机；厂用电切备用电源功能组，厂用电从工作段电源切换至备用段电源；mft后炉膛吹扫功能组，设定炉膛吹扫风量，进行炉膛吹扫；mft8min后联停送、引风机功能组，停止送引风机。

6、本技术方案的，所述设备级功能组在原控制逻辑的基础上进行优化，更好地衔接机组级和系统级功能组。

7、本技术方案的，所述智能启停系统必须针对机组深度调峰工况进行专项逻辑优化，确保启停全流程与灵活运行平稳衔接；保留并且围绕infit优化控制系统，协调辅机设备动作，减少深度调峰的人员工作量。

8、本技术方案的，所述为了减少人工试验风险和数据记录的偏差，智能启停系统需集成机组启动前后以及日常运行的关键试验功能组，并自动生成试验报告。

9、本技术方案的，所述智能启停系统应具备日常运行中的设备自动化管理能力，减少运行人员繁琐的切换操作。

10、本技术方案的，在机组自启停系统（aps）执行过程中，一旦底层设备反馈异常或步序超时，系统应立即停止当前操作，发出声光报警，并将逻辑切至安全位置；所述机组自启停系统（aps），人机界面应实时显示当前执行步、下一步预期动作、当前步执行允许条件状态，并提供在线操作导航。

11、本技术方案的，所述步骤s2采用无断点与断点结合设计中，在每个断点处，系统应实时推送关联的操作票确认项，就地人员反馈信息以及当前的逻辑流转状态。

12、与现有技术相比，本发明的一种煤机智能启停系统的研究方法的有益效果在于：1、符合国家《新一代煤电升级专项行动实施方案（2025—2027年）》及gb/t 44770-2024《智能火电厂技术要求》的发布，在机组原有的dcs系统基础上，研究并应用新一代智能启停系统，通过引入先进控制技术、时间轴管理及全流程断点控制，实现从冷态/热态启动到并网带负荷的全过程自动化与智能化，降低人员劳动强度，提升机组安全性、灵活性与经济性；2、系统采用“专注底层、持续优化、正向迭代”的技术路线，将运行人员的优秀经验固化为标准控制逻辑。系统设计满足新一代煤机智能启停系统的技术特征，即适应深度调峰、环保超低排放及全程节能控制的要求。