CN114810251A - 燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统及方法 - Google Patents

燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统及方法，分工况顺控启动控制方法包括：根据低压汽包的水位信息，调用并执行相对应运行工况下的低压上水模块；根据中、高汽包的水位信息，分别调用并执行相对应运行工况下的中、高压上水模块；根据低、中、高压汽包的压力信息，分别调用并执行相对应运行工况下的低、中、高旁控制模块。本发明对于频繁启停调峰的联合循环机组采用分工况设计，根据不同的运行工况设置不同的功能组，操作步骤及阀门数量大幅减少，更具有现场适用性，有效避免了人为干预，减轻值班人员的操作任务，规范启停操作，减少误操机的几率，且缩短了启停时间，降低燃料消耗和热能浪费，提高了经济效益。

Description

燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统及方法
技术领域
本发明涉及燃气–蒸汽联合循环机组技术领域，具体而言，涉及一种燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统及方法。
背景技术
自动顺序启停系统(Automatic plant start-up and shutdown system，APS)是在启动或停运过程中使用的自动顺序控制系统，能够根据预定参数和进程条件调动机组各工艺系统中的顺控，共同完成机组的启停任务。传统APS系统设计时通常以纯冷态启动为基础布置功能，但大部分联合循环机组的现状是频繁启、停调峰，机组为温、热态时间较长，而纯冷态启动的功能组不能满足要求，导致APS系统的设计与现场实际应用出现脱离，运行人员需要不断干预、逆向操作，使得操作混乱，达不到提高自动化水平的初衷。
在现有技术中，无论是冷、温、热态启动，APS系统都是同一功能组。以机组低压汽包上水操作为例，冷态启动时需要关闭所有放水门，打开关口门及排空门，启动凝结水再循环泵进行低压汽包循环加热，最终进入满足高、中压系统上水的状态。而实际启停调峰时，锅炉汽包由于蓄热会存有一定压力、温度，且为避免汽包上下壁温差大，需要一直保持有水状态，若是仍然执行冷态功能组，汽包内的压力将被开启的排空门泄放，温度将由于新上的冷水而降低，破坏了汽包原已准备就绪的状态。为避免此情况的发生，运行人员需不断跳步、逆向操作，增加了额外的操作量。同时，许多不必要的阀门开关、设备启停，增加了启动操作时间，提高了能耗。
冷态情况下开启主汽各排空以排尽管道内空气，而在非冷态时启动，这个动作却会将管道内原有的主汽压力全部释放，浪费工质及能量。实际操作时，运行人员需将各排空门挂禁操防止阀门动作，并不断跳步确认，但跳步时往往会把该步中需要执行的动作给略过，运行人员又需要手动去执行该操作，造成了很大的混乱与不便，大大降低了APS系统的体验效果。
发明内容
本说明书提供一种燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统及方法，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统，所述分工况顺控启动控制系统应用于所述燃气–蒸汽联合循环机组，其中：
所述燃气–蒸汽联合循环机组包括：余热锅炉系统、燃气轮机系统、汽轮机系统、凝汽器系统、发电机、变压器；
所述余热锅炉系统包括余热锅炉、凝结水输水管道、凝结水输水主管道旁路、凝结水再循环泵、蒸汽输送管道、烟囱；所述余热锅炉的进水端与所述凝结水输水管道相连通；所述凝结水输水管道上引出一路所述凝结水输水主管道旁路，所述凝结水输水主管道旁路的另一端与所述余热锅炉的给水入口端相连通；所述凝结水再循环泵安装于所述凝结水输水主管道旁路上，用于调节所述余热锅炉的入口给水温度；所述余热锅炉的蒸汽出口与所述蒸汽输送管道相连通；所述余热锅炉的排气端连通有所述烟囱，所述余热锅炉所产生的废气经所述烟囱排出；
所述燃气轮机系统包括燃气轮机、密封空气管道、节流孔板、旁支管道、第一控制阀门、气关型调压阀、天然气输送管道、氮气输送管道、充氮阀门、取样管、热值仪、控制装置、压缩机、过滤器；所述燃气轮机与所述余热锅炉的进气端相连通；所述燃气轮机包括压气机、燃烧室、透平，所述压气机的进气口处设有进气道，所述进气道内设置有轴承；所述密封空气管道的两端分别与所述压气机内部和所述轴承的密封端相连通，将所述轴承的密封端连通所述压气机内部，使所述压气机的抽气用于所述轴承的空气密封；所述第一控制阀门安装于所述密封空气管道上，用于控制所述密封空气管道内的空气流通量；所述节流孔板安装于所述密封空气管道上，且位于所述轴承密封端与所述第一控制阀门之间，所述气关型调压阀通过所述旁支管道与所述节流孔板相并联，通过所述气关型调压阀调节所述密封空气管道内的密封空气压力，以保证流入所述轴承密封端的密封空气压力满足密封要求；所述天然气输送管道依次通过所述压缩机、过滤器后与所述燃烧室的进气口相连通；所述天然气输送管道上引出一路所述氮气输送管道，用于向所述天然气输送管道内输送氮气；所述充氮阀门安装于所述氮气输送管道上，控制所述氮气输送管道内的氮气输送量；在所述压缩机与所述氮气输送管道之间的所述天然气输送管道上设置有所述取样管，对所述天然气输送管道内加氮后的天然气进行取样；所述热值仪安装于所述取样管上，用于监测所述取样管内加氮后天然气的热值；所述热值仪的信号输出端与所述控制装置电连接，所述充氮调门的控制端与所述控制装置电连接；
所述汽轮机系统包括汽轮机、密封输汽管道、轴封蒸汽联箱、供汽管道、第一输汽管道、第二输汽管道、直供管道、进汽调门、就地压力表、第一手动控制阀、第二手动控制阀、第三手动控制阀、第四手动控制阀、第五手动控制阀、第六手动控制阀、第一电动控制阀、第二电动控制阀；所述汽轮机的进汽端与所述蒸汽输送管道相连通，所述汽轮机的低压缸设置有旋转隔板密封装置；所述密封输汽管道的两端分别与所述旋转隔板密封装置和所述轴封蒸汽联箱相连通，将所述轴封蒸汽联箱与所述旋转隔板密封装置相连通，使所述轴封蒸汽联箱内的蒸汽用于所述旋转隔板密封装置的辅助密封；靠近所述轴封蒸汽联箱一端的所述密封输汽管道上安装有所述第一手动控制阀，靠近所述汽轮机一端的所述密封输汽管道上安装有所述第二手动控制阀，且所述汽轮机与所述第二手动控制阀之间的所述密封输汽管道上安装有所述就地压力表；所述供汽管道的一端通过所述进汽调门与所述轴封蒸汽联箱的进汽端相连通；所述第三手动控制阀与所述进汽调门相并联；所述第一输汽管道的一端与除氧器相连通，所述第一输汽管道上设置有所述第一电动控制阀、第四手动控制阀；所述第二输汽管道的一端连通常用蒸汽汽源，另一端与所述第一输汽管道汇合后共同与所述供汽管道的另一端相连通，所述第二输汽管道上设置有所述第五手动控制阀、第二电动控制阀；所述供汽管道上引出一路所述直供管道，所述直供管道的另一端连通于所述第一手动控制阀、第二手动控制阀之间的所述密封输汽管道上，将所述第一输汽管道和/或所述第二输汽管道所输送的蒸汽直接供至所述旋转隔板密封装置处，用于所述旋转隔板密封装置的辅助密封；所述第六手动控制阀安装于所述直供管道上，用于控制所述直供管道内的蒸汽输送量；
所述凝汽器系统包括凝汽器、凝结水泵、循环水泵、冷却进水管、冷却出水管；所述凝汽器与所述汽轮机相互连通；所述凝汽器的冷却进口连接有所述冷却进水管；所述循环水泵安装于所述冷却进水管上，用于所述凝汽器内冷却水的输送；所述凝汽器的冷却出口连接有所述冷却出水管；所述凝结水泵设置于所述凝结水输水管道上；所述凝汽器的出水端与所述凝结水输水管道相连通，将所述凝汽器内的冷凝水经所述凝结水泵输送至所述余热锅炉内；
所述发电机包括第一发电机、第二发电机，所述第一发电机经所述轴承与所述燃气轮机同轴连接，所述第二发电机与所述汽轮机同轴连接；
所述第一发电机、第二发电机均分别通过所述变压器与电网电连接；
所述分工况顺控启动控制系统包括：余热锅炉启动模块、燃气轮机自动启动模块、旁路启动模块、供汽选择模块、并汽模块、汽轮机自动启动模块、机组断点功能组；
所述余热锅炉启动模块用于控制所述机组的余热锅炉启动；所述余热锅炉启动模块包括低压上水模块、中压上水模块、高压上水模块；所述低压上水模块包括冷态低压上水模块、非冷态低压上水模块；所述中压上水模块包括冷态中压上水模块、非冷态中压上水模块；所述高压上水模块包括冷态高压上水模块、非冷态高压上水模块；其中，所述冷态低压上水模块用于所述余热锅炉低压汽包冷态工况下的上水控制；所述非冷态低压上水模块用于所述余热锅炉低压汽包非冷态工况下的上水控制；所述冷态中压上水模块用于所述余热锅炉中压汽包冷态工况下的上水控制；所述非冷态中压上水模块用于所述余热锅炉中压汽包非冷态工况下的上水控制；所述冷态高压上水模块用于所述余热锅炉高压汽包冷态工况下的上水控制；所述非冷态高压上水模块用于所述余热锅炉高压汽包非冷态工况下的上水控制；
所述燃气轮机自动启动模块用于控制所述机组的燃气轮机启动；所述燃气轮机自动启动模块包括启动燃气轮机模块、燃气轮机并网模块；
所述燃气轮机自动启动模块采用燃气轮机控制系统TCS；
所述旁路启动模块用于控制所述机组的蒸汽旁路启动；所述旁路启动模块包括低旁控制模块、中旁控制模块、高旁控制模块；所述低旁控制模块包括冷态低旁控制模块、非冷态低旁控制模块；所述中旁控制模块包括冷态中旁控制模块、非冷态中旁控制模块；所述高旁控制模块包括冷态高旁控制模块、非冷态高旁控制模块；其中，所述冷态低旁控制模块用于所述余热锅炉低压汽包冷态工况下的旁路控制；所述非冷态低旁控制模块用于所述余热锅炉低压汽包非冷态工况下的旁路控制；所述冷态中旁控制模块用于所述余热锅炉中压汽包冷态工况下的旁路控制；所述非冷态中旁控制模块用于所述余热锅炉中压汽包非冷态工况下的旁路控制；所述冷态高旁控制模块用于所述余热锅炉高压汽包冷态工况下的旁路控制；所述非冷态高旁控制模块用于所述余热锅炉高压汽包非冷态工况下的旁路控制；
所述供汽选择模块用于所述机组启动运行方式的选择；
所述并汽模块用于所述机组的蒸汽输送控制；所述并汽模块包括开并汽门模块、蒸汽并汽模块；所述开并汽门模块包括开低压并汽门模块、开中压并汽门模块、开高压并汽门模块；所述蒸汽并汽模块包括低压并汽模块、中压并汽模块、高压并汽模块；其中，所述开低压并汽门模块用于所述机组一拖一启动运行方式下的低压蒸汽输送控制；所述开中压并汽门模块用于所述机组一拖一启动运行方式下的中压蒸汽输送控制；所述开高压并汽门模块用于所述机组一拖一启动运行方式下的高压蒸汽输送控制；所述低压并汽模块用于所述机组二拖一启动运行方式下的低压蒸汽输送控制；所述中压并汽模块用于所述机组二拖一启动运行方式下的中压蒸汽输送控制；所述高压并汽模块用于所述机组二拖一启动运行方式下的高压蒸汽输送控制；
所述汽轮机自动启动模块用于所述机组的汽轮机启动控制；所述汽轮机自动启动模块包括汽轮机冲车模块、汽轮机并网模块；所述汽轮机自动启动模块采用汽轮机数字电液控制系统DEH；
所述机组断点功能组所述机组断点功能组包括燃气轮机启动子断点组、燃气轮机并网子断点组、供汽选择子断点组、汽轮机冲车子断点组、汽轮机并网子断点组。
第二方面，本申请实施例提供了一种燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制方法，所述分工况顺控启动控制方法应用于如第一方面中描述的所述燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统中；所述分工况顺控启动控制方法包括：
监测机组的运行状态，当机组启动条件均满足时，开始执行机组启动操作；
获取低压汽包的水位信息；
根据所述低压汽包的水位信息，判断所述低压汽包的运行工况；所述运行工况包括冷态工况和非冷态工况；
当所述低压汽包处于冷态工况且低压上水条件均满足时，调用并执行低压上水模块的冷态低压上水模块；
当所述低压汽包处于非冷态工况且低压上水条件均满足时，调用并执行低压上水模块的非冷态低压上水模块；
分别获取中压汽包、高压汽包的水位信息；
根据所述中压汽包的水位信息，判断所述中压汽包的运行工况，并调用与所述中压汽包运行工况相对应的中压上水模块；所述中压上水模块包括冷态中压上水模块、非冷态中压上水模块；
根据所述高压汽包的水位信息，判断所述高压汽包的运行工况，并调用与所述高压汽包运行工况相对应的高压上水模块；所述高压上水模块包括冷态高压上水模块、非冷态高压上水模块；
当中压上水条件均满足时，执行所调用的所述中压上水模块；
当高压上水条件均满足时，执行所调用的所述高压上水模块；
调用燃气轮机启动子断点组，中断所述机组的燃气轮机自动启动模块；
待值班人员检查确认所述燃气轮机满足燃气轮机启动条件后，调用并执行启动燃气轮机模块；
当所述燃气轮机点火成功后，调用燃气轮机并网子断点组，中断所述燃气轮机自动启动模块；
待值班人员检查确认所述燃气轮机的并网得到网调批准后，调用并执行燃气轮机并网模块；
分别获取所述低压汽包、中压汽包、高压汽包的压力信息；
根据所述低压汽包的压力信息，判断所述低压汽包的运行工况，并调用与所述低压汽包运行工况相对应的低旁控制模块；所述低旁控制模块包括冷态低旁控制模块、非冷态低旁控制模块；
根据所述中压汽包的压力信息，判断所述中压汽包的运行工况，并调用与所述中压汽包运行工况相对应的中旁控制模块；所述中旁控制模块包括冷态中旁控制模块、非冷态中旁控制模块；
根据所述高压汽包的压力信息，判断所述高压汽包的运行工况，并调用与所述高压汽包运行工况相对应的高旁控制模块；所述高旁控制模块包括冷态高旁控制模块、非冷态高旁控制模块；
当低压旁路控制启动条件均满足时，执行所调用的所述低旁控制模块；
当中压旁路控制启动条件均满足时，执行所调用的所述中旁控制模块；
当高压旁路控制启动条件均满足时，执行所调用的所述高旁控制模块；
当所述燃气轮机已并网且执行完所述低旁控制模块、中旁控制模块、高旁控制模块后，调用供汽选择子断点组，中断所述机组的供汽选择模块；
待值班人员进行检查，当所述机组满足供汽选择操作条件时，调用并执行所述供汽选择模块，值班人员选择所述机组的启动运行方式；所述机组的启动运行方式包括一拖一启动运行方式、二拖一启动运行方式；
当选择所述一拖一启动运行方式时，调用开低压并汽门模块、开中压并汽门模块、开高压并汽门模块；
当开低压并汽门条件均满足时，执行所述开低压并汽门模块；
当开中压并汽门条件均满足时，执行所述开中压并汽门模块；
当开高压并汽门条件均满足时，执行所述开高压并汽门模块；
待所述开低压并汽门模块、开中压并汽门模块、开高压并汽门模块均执行完后，调用汽轮机冲车子断点组，中断所述机组的汽轮机自动启动模块；
当汽轮机冲车条件均满足时，调用并执行汽轮机冲车模块；
当所述汽轮机的转速达到3000r/min时，调用汽轮机并网子断点组，中断所述汽轮机自动启动模块；
待值班人员检查确认所述汽轮机的并网得到网调批准后，调用并执行汽轮机并网模块；
当所述汽轮机并网模块执行完后，所述机组启动完成；
当选择所述二拖一启动运行方式时，调用低压并汽模块、中压并汽模块、高压并汽模块；
当所述低压并汽条件均满足时，执行所述低压并汽模块；
当所述中压并汽条件均满足时，执行所述中压并汽模块；
当所述高压并汽条件均满足时，执行所述高压并汽模块；
所述低压并汽模块、中压并汽模块、高压并汽模块均执行完后，所述机组启动完成。
本说明书实施例的有益效果如下：
对于频繁启停调峰的联合循环机组采用分工况设计，根据不同的运行工况设置不同的功能组，操作步骤及阀门数量大幅减少，更具有现场适用性，有效避免了人为干预，减轻了值班人员的操作任务，规范了启停操作，减少了误操机的几率，且缩短了启停时间，降低燃料消耗和热能浪费，提高了经济效益。其中，每个模块的运行工况进行单独判断，运行工况不作为整体判断，大大增加了系统的灵活性。此外，采用断点方式对系统进行控制，将机组的启停过程分为若干个阶段，每个阶段间断点，每个断点需要人为检查和确认之后才能开始执行，保证了机组启停的安全性和可控性，各个断点之间既相互联系，又相互独立，只要条件满足，各个断点均可独立执行，从而合理有效地控制APS程序各个阶段和步骤，满足了机组多种多样的运行方式，更具有灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书实施例提供的燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统的结构示意图；
图2为本说明书实施例提供的燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统所应用的一拖一燃气–蒸汽联合循环机组系统结构示意图；
图3为本说明书实施例提供的燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统所应用的二拖一燃气–蒸汽联合循环机组的原则性热力系统图。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本说明书实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本说明书实施例公开了一种燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统，该分工况顺控启动控制系统应用于燃气–蒸汽联合循环机组，图2示出了可应用本申请实施例分工况顺控启动控制系统的燃气–蒸汽联合循环机组，需要注意的是，本实施例中的燃气–蒸汽联合循环机组为二拖一供热机组，为了能够更清晰地表示出机组其他结构之间的连接关系，在图2中仅示出了一台余热锅炉。如图2所示，燃气–蒸汽联合循环机组包括余热锅炉系统、燃气轮机系统、汽轮机系统、凝汽器系统、发电机、变压器，余热锅炉24的进水端与凝结水输水管道25相连通；凝结水输水管道25上引出一路凝结水输水主管道旁路82，凝结水输水主管道旁路82的另一端与余热锅炉24的给水入口端相连通；凝结水再循环泵83安装于凝结水输水主管道旁路82上，用于调节余热锅炉24的入口给水温度；余热锅炉24的蒸汽出口与蒸汽输送管道27相连通；余热锅炉24的排气端连通有烟囱28，余热锅炉24所产生的废气经烟囱28排出；燃气轮机29与余热锅炉24的进气端相连通；汽轮机43的进汽端与蒸汽输送管道27相连通；凝汽器62与汽轮机43相互连通；凝汽器62的冷却进口连接有冷却进水管64；循环水泵63安装于冷却进水管64上，用于凝汽器62内冷却水的输送；凝汽器62的冷却出口连接有冷却出水管65；凝结水泵26设置于凝结水输水管道25上；凝汽器62的出水端与凝结水输水管道25相连通，将凝汽器62内的冷凝水经凝结水泵26输送至余热锅炉24内；发电机包括第一发电机66、第二发电机67，燃气轮机29经轴承与第一发电机66同轴连接，驱动第一发电机66进行发电，汽轮机43与第二发电机67同轴连接，驱动第二发电机67进行发电；第一发电机66、第二发电机67均分别通过变压器68与电网69电连接，用于发电。
其中，燃气轮机29包括压气机(图中未示出)、燃烧室(图中未示出)、透平(图中未示出)，压气机的进气口处设有进气道(图中未示出)，进气道内设置有轴承(图中未示出)；密封空气管道30的两端分别与压气机内部和轴承的密封端相连通，将轴承的密封端连通压气机内部，使压气机的抽气用于轴承的空气密封；第一控制阀门33安装于密封空气管道30上，用于控制密封空气管道30内的空气流通量；节流孔板31安装于密封空气管道30上，且位于轴承密封端与第一控制阀门33之间，气关型调压阀34通过旁支管道32与节流孔板31相并联，通过气关型调压阀34调节密封空气管道30内的密封空气压力，以保证流入轴承密封端的密封空气压力满足密封要求；当流经节流孔板31的抽气压力不低于预设值时，气关型调压阀34关闭；当流经节流孔板31的抽气压力低于预设值时，气关型调压阀34开启，使节流孔板31后管道内空气的压力保持恒压，保持燃气轮机在低负荷时轴承依然能够得到有效的密封，进而使得燃气轮机压气机端的轴承在任意工况下都能满足密封的要求，避免轴承内油烟被吸入压气机入口，提高了燃气轮机运行的效率，同时降低了对压气机叶片的污损，减少了压气机叶片维护及水洗的次数，减少维护费用。
天然气输送管道35依次通过压缩机41、过滤器42后与燃烧室的进气口相连通；天然气输送管道35上引出一路氮气输送管道36，用于向天然气输送管道35内输送氮气；充氮阀门37安装于氮气输送管道36上，控制氮气输送管道36内的氮气输送量；在压缩机41与氮气输送管道36之间的天然气输送管道35上设置有取样管38，对天然气输送管道35内加氮后的天然气进行取样；热值仪39安装于取样管38上，用于监测取样管38内加氮后天然气的热值；热值仪39的信号输出端与控制装置40电连接，充氮调门的控制端与控制装置40电连接。当天然气热值升高时，向天然气输送管道35内加入氮气以维持天然气热值的稳定，保证燃气轮机的稳定运行，解决了现有技术中上游天然气的组分时常发生变化，厂家无法频繁对燃气轮机进行燃烧调整的问题，对天然气热值进行实时监测，并根据天然气热值的变化量控制天然气系统的加氮量，可实现天然气热值升高时的自动调节，使天然气热值稳定在一定范围内，保证燃气轮机的燃烧稳定，增长燃气轮机的使用寿命，减少电厂的经济损失。
汽轮机43的低压缸80设置有旋转隔板密封装置(图中未示出)；密封输汽管道44的两端分别与旋转隔板密封装置和轴封蒸汽联箱45相连通，将轴封蒸汽联箱45与旋转隔板密封装置相连通，使轴封蒸汽联箱45内的蒸汽用于旋转隔板密封装置的辅助密封；靠近轴封蒸汽联箱45一端的密封输汽管道44上安装有第一手动控制阀52，靠近汽轮机43一端的密封输汽管道44上安装有第二手动控制阀53，且汽轮机43与第二手动控制阀53之间的密封输汽管道44上安装有就地压力表51；供汽管道46的一端通过进汽调门50与轴封蒸汽联箱45的进汽端相连通；第三手动控制阀54与进汽调门50相并联；第一输汽管道47的一端与除氧器60相连通，第一输汽管道47上设置有第一电动控制阀58、第四手动控制阀55；第二输汽管道48的一端连通厂用蒸汽汽源61，另一端与第一输汽管道47汇合后共同与供汽管道46的另一端相连通，第二输汽管道48上设置有第五手动控制阀56、第二电动控制阀59；供汽管道46上引出一路直供管道49，直供管道49的另一端连通于第一手动控制阀52、第二手动控制阀53之间的密封输汽管道44上，将第一输汽管道47和/或第二输汽管道48所输送的蒸汽直接供至旋转隔板密封装置处，用于旋转隔板密封装置的辅助密封；第六手动控制阀57安装于直供管道49上，用于控制直供管道49内的蒸汽输送量。本发明实施例的汽轮机43通过引入一路高参数汽源，解决了供热机组在长期运行后，低压缸旋转隔板拐臂处的盘根磨损导致严密性不佳，影响机组真空严密性的问题，通过汽源切换和供汽量调整，可以有效增强低压缸旋转隔板密封严密性，提高汽轮机系统的真空严密性，从而提升汽轮机的经济性，且布置简单，施工难度较小，成本较低，就地操作简便，可满足不同运行工况下对辅助密封蒸汽的需求，实用性强。
进一步的，如图3所示出的燃气–蒸汽联合循环机组的原则性热力系统图示意，高压蒸汽通过高压并汽门70和/或另一台余热锅炉24的高压蒸汽并汽后进入汽轮机43高压缸78做功，在高压蒸汽进入汽轮机43前通过高压旁路71排至再热器81。汽轮机43高压缸78做完功后的排汽通过冷再电动门72分别进入两台余热锅炉，与中压过热器73所输送的蒸汽进行混合后在再热器81中继续加热成为中压蒸汽，中压主蒸汽通过中压并汽门74和/或另一台余热锅炉24的中压主蒸汽并汽后进入汽轮机43中压缸79做功，其中，在中压主蒸汽进入汽轮机43前通过中压旁路75排至凝汽器62，而汽轮机43中压缸79做完功的排汽与低压蒸汽汇合。低压蒸汽通过低压并汽门76和/或另一台余热锅炉24的低压蒸汽并汽后再与中压缸79排汽共同进入汽轮机43低压缸80做功，在低压蒸汽进入汽轮机43前通过低压旁路77排至凝汽器62。
本说明书实施例所公开的燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统采用APS系统，根据控制级别不同一般分为四级：机组级、系统级、功能组级、设备级，所设计的主体框架为：机组级主线嗲用系统级模块，系统级模块调用功能组级顺控，功能组级顺控调用单体设备功能的顺序控制方式，系统采用大量的模块化设计，层次分明、结构合理。
二拖一机组也可一拖一运行，每台燃气轮机的启动、停止过程各自独立，由此就确定了APS系统的机组级结构需要由两条主线构成，如图1所示，#1、#2机组各自为一条主线，而在汽轮机的启动中又相互关联。
分工况顺控启动控制系统包括余热锅炉启动模块、燃气轮机自动启动模块、旁路启动模块、供汽选择模块15、并汽模块、汽轮机自动启动模块以及机组断点功能组。其中，余热锅炉启动模块用于控制机组的余热锅炉启动，燃气轮机自动启动模块用于控制机组的燃气轮机启动，旁路启动模块用于控制机组的蒸汽旁路启动，供汽选择模块15用于机组启动运行方式的选择，并汽模块用于机组的蒸汽输送控制，汽轮机自动启动模块用于机组的汽轮机启动控制，通过机组断点功能组实现APS系统的断点控制方式。
在本实施例中，每个模块都设有判定“启允许”的条件，只有当启允许条件满足后才能执行，且各个模块之间具有先后顺序，需上一层模块执行完成后才能执行下一层，同一层模块可以并列执行，当最后一个模块执行完毕后，则整个操作完成。以下按照系统模块的布置顺序分别进行说明。
余热锅炉启动模块包括低压上水模块、中压上水模块、高压上水模块，由于高、中压汽包的给水来自低压汽包，故余热锅炉启动时优先执行低压上水模块，完成后才能执行高、中压上水模块。
以#1机组低压汽包上水操作为例，冷态启动时需要关闭所有放水门，打开关口门及排空门，启动凝结水再循环泵进行低压汽包循环加热，最终进入满足高、中压系统上水的状态。而实际启停调峰时，锅炉汽包由于蓄热会存有一定压力、温度，且为避免汽包上下壁温差大，需一直保持有水状态，若是仍然执行冷态启动，汽包内的压力将被开启的排空门泄放，温度将被上的冷水降低，破坏汽包原已准备就绪的状态。为避免此情况发生，运行人员需不断跳步、逆向操作，增加了额外的操作量。同时许多不必要的阀门开关、设备启停，增加了启动操作时间，提高了能耗。为解决此问题，将低压上水模块、中压上水模块、高压上水模块设置为两种工况，一种为冷态，另一种为非冷态，用汽包水位条件进行判断，若水位小于系统预设的汽包水位工况阈值，则判断为冷态模式，自动执行冷态工况下的上水模块，相对应的，若水位不小于汽包水位工况阈值，则判断为非冷态模式，自动执行非冷态工况下的上水模块，如图1所示，低压上水模块包括冷态低压上水模块1、非冷态低压上水模块2；中压上水模块包括冷态中压上水模块3、非冷态中压上水模块4；高压上水模块包括冷态高压上水模块5、非冷态高压上水模块6；其中，冷态低压上水模块1用于余热锅炉低压汽包冷态工况下的上水控制；非冷态低压上水模块2用于余热锅炉低压汽包非冷态工况下的上水控制；冷态中压上水模块3用于余热锅炉中压汽包冷态工况下的上水控制；非冷态中压上水模块4用于余热锅炉中压汽包非冷态工况下的上水控制；冷态高压上水模块5用于余热锅炉高压汽包冷态工况下的上水控制；非冷态高压上水模块6用于余热锅炉高压汽包非冷态工况下的上水控制。
表1、冷态低压上水模块的功能组
Figure BDA0002920331650000161
表2、非冷态低压上水模块的功能组
Figure BDA0002920331650000162
Figure BDA0002920331650000171
由上述表1、表2，以#1机组的低压上水模块为例，非冷态低压上水模块的功能组操作步骤由冷态低压上水模块的功能组操作步骤的12步减少到3步，不再需要人为进行手动干预跳步，极大的缩短了启动时间。删除不需操作的阀门、设备，进一步缩短启动时间，避免人为手动干预、逆向操作。
燃气轮机自动启动模块包括用于燃气轮机启动的启动燃气轮机模块7以及用于将燃气发电机组发出的电并到电网中的燃气轮机并网模块8，燃气轮机自动启动模块采用燃气轮机控制系统(Turbine Control System，TCS)，燃气轮机的启动操作内容完全由TCS系统独立完成，APS系统通过通讯接口向其发出指令并获取反馈信号。
旁路启动模块包括低旁控制模块、中旁控制模块、高旁控制模块，可并列执行。其中，旁路启动模块存在与余热锅炉启动模块同样的问题，冷态情况下开启主汽各排空以排尽管道内空气，而在非冷态时启动，这个动作却会将管道内原有的主汽压力全部释放，浪费工质及能量。实际操作时，运行人员需将各排空门挂禁操防止阀门动作，并不断跳步确认，但跳步时往往会把该步中需要执行的动作给略过，运行人员又需要手动去执行该操作，造成很大的混乱与不便，这也是大部分电厂指出APS系统体验不好的主要问题。针对此问题，对低、中、高旁控制模块同样设置两种运行工况，即冷态工况和非冷态工况，若汽包压力小于系统预设的汽包压力工况阈值，则判断为冷态，自动执行冷态工况下的低、中、高旁控制模块，相对应的，若汽包压力不小于汽包压力工况阈值，则判断为非冷态，自动执行非冷态工况下的低、中、高旁控制模块。如图1所示，低旁控制模块包括冷态低旁控制模块9、非冷态低旁控制模块10；中旁控制模块包括冷态中旁控制模块11、非冷态中旁控制模块12；高旁控制模块包括冷态高旁控制模块13、非冷态高旁控制模块14；其中，冷态低旁控制模块9用于余热锅炉低压汽包冷态工况下的旁路控制；非冷态低旁控制模块10用于余热锅炉低压汽包非冷态工况下的旁路控制；冷态中旁控制模块11用于余热锅炉中压汽包冷态工况下的旁路控制；非冷态中旁控制模块12用于余热锅炉中压汽包非冷态工况下的旁路控制；冷态高旁控制模块13用于余热锅炉高压汽包冷态工况下的旁路控制；非冷态高旁控制模块14用于余热锅炉高压汽包非冷态工况下的旁路控制。
表3、冷态中旁控制模块的功能组
Figure BDA0002920331650000181
表4、非冷态中旁控制模块的功能组
Figure BDA0002920331650000182
由上述表3、表4可知，以#1机组的中旁控制模块为例，非冷态中旁控制模块的功能组操作由冷态中旁控制模块的功能组操作步骤的5步减少到3步，同样，不再需要人为进行手动干预跳步，极大的缩短了启动时间。删除不需操作的阀门、设备，进一步缩短启动时间，避免人为手动干预、逆向操作。
需要注意并理解的是，系统预设的汽包水位工况阈值以及汽包压力工况阈值可根据锅炉汽包大小形状的不同分别进行相对应的设计。
供汽选择模块15设置选择项，若选择一拖一启动运行，则执行开并汽门模块；若选择二拖一启动运行，则执行蒸汽并汽模块。并汽模块包括开并汽门模块、蒸汽并汽模块。开并汽门模块包括开低压并汽门模块16、开中压并汽门模块17、开高压并汽门模块18，三模块可并列执行，蒸汽并汽模块包括低压并汽模块19、中压并汽模块20、高压并汽模块21，三模块可并列执行。其中，开低压并汽门模块16用于机组一拖一启动运行方式下的低压蒸汽输送控制；开中压并汽门模块17用于机组一拖一启动运行方式下的中压蒸汽输送控制；开高压并汽门模块18用于机组一拖一启动运行方式下的高压蒸汽输送控制；低压并汽模块19用于机组二拖一启动运行方式下的低压蒸汽输送控制；中压并汽模块20用于机组二拖一启动运行方式下的中压蒸汽输送控制；高压并汽模块21用于机组二拖一启动运行方式下的高压蒸汽输送控制。
汽轮机自动启动模块由汽轮机数字电液控制系统(DigitalElectro-HydraulicControl System，DEH)控制，可通过分散控制系统(Distributed Control System，DCS)与其通讯完成，汽轮机自动启动模块包括用于汽轮机启动冲转的汽轮机冲车模块22以及用于将蒸汽发电机组发出的电并到电网中的汽轮机并网模块23。
机组断点功能组包括燃气轮机启动子断点组、燃气轮机并网子断点组、供汽选择子断点组、汽轮机冲车子断点组、汽轮机并网子断点组，如图1所示，框中带黑点的模块均为设置的断点，由于燃气轮机的启动由TCS系统控制，需人为检查确认燃气轮机满足启动条件后才可执行，燃气轮机的并网需得到网调批准后才可执行，因此，在启动燃气轮机模块、燃气轮机并网模块上分别设置一个断点，同理，由于汽轮机自动启动模块由DEH系统控制，故分别在汽轮机冲车模块、汽轮机并网模块上设置一个断点。对于频繁启、停调峰的联合循环机组来说，分工况设计的APS系统应用大大减轻了值班人员的操作任务，避免了不必要的冷态操作，维持了原系统的稳定性，极大的缩短了非冷态下的启动时间，更具有现场适用性。
本说明书实施例还公开了一种燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制方法，应用于上述所描述的燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统，分工况顺控启动控制方法包括：
步骤101，监测机组的运行状态，当机组启动条件均满足时，开始执行机组启动操作。
在一个具体的实施例中，机组采用APS系统，每个模块都设有判定条件，只有当启允许条件满足后才可以执行。当需要进行机组启动时，值班人员对机组的运行状态进行监测，当检查到机组的启动条件均满足后，再执行机组启动操作，开始机组的启动作业。
步骤102，获取低压汽包的水位信息。
在一个具体的实施例中，机组启动作业开始后，进入余热锅炉的启动阶段，由于高、中压汽包的给水来自低压汽包，故先进行低压汽包上水作业，通过获取低压汽包的水位信息判断低压汽包现阶段所处的运行工况。
步骤103，根据低压汽包的水位信息，判断低压汽包的运行工况；运行工况包括冷态工况和非冷态工况。
在一个具体的实施例中，将机组中设备的运行工况分为冷态工况和非冷态工况，对步骤102中所获得的低压汽包水位信息进行解析，用低压汽包水位条件进行判断，若水位＜–300mm，则判断为冷态工况；若水位≥–300mm，则判断为非冷态工况。
步骤104，当低压汽包处于冷态工况且低压上水条件均满足时，调用并执行低压上水模块的冷态低压上水模块。
在一个具体的实施例中，经步骤103判断现阶段低压汽包所处的运行工况为冷态时，调用相对应的冷态低压上水模块，对启允许的判定条件进行监测，当启允许条件满足后执行冷态低压上水模块，对低压汽包进行冷态工况下的上水操作。
步骤105，当低压汽包处于非冷态工况且低压上水条件均满足时，调用并执行低压上水模块的非冷态低压上水模块。
在一个具体的实施例中，经步骤103判断现阶段低压汽包所处的运行工况为非冷态时，调用相对应的非冷态低压上水模块，同样，对启允许的判定条件进行监测，当启允许条件满足后执行非冷态低压上水模块，对低压汽包进行非冷态工况下的上水操作。
步骤106，分别获取中压汽包、高压汽包的水位信息。
在一个具体的实施例中，待步骤104或步骤105执行完后，再开始进入步骤106，通过获取中压汽包、高压汽包的水位信息分别判断中、高压汽包现阶段的运行工况。
步骤107，根据中压汽包的水位信息，判断中压汽包的运行工况，并调用与中压汽包运行工况相对应的中压上水模块；中压上水模块包括冷态中压上水模块、非冷态中压上水模块。
在一个具体的实施例中，对步骤106中所获得的中压汽包水位信息进行解析，用中压汽包水位条件进行判断，若中压汽包水位＜–100mm，则判断现阶段的中压汽包处于冷态工况，调用与冷态工况相对应的中压上水模块，即冷态中压上水模块；若中压汽包水位≥–100mm，则判断中压汽包处于非冷态工况，调用与非冷态工况相对应的中压上水模块，即非冷态中压上水模块。
步骤108，根据高压汽包的水位信息，判断高压汽包的运行工况，并调用与高压汽包运行工况相对应的高压上水模块；高压上水模块包括冷态高压上水模块、非冷态高压上水模块。
在一个具体的实施例中，对步骤106中所获得的高压汽包水位信息进行解析，用高压汽包水位条件进行判断，若汽包水位＜–100mm，则判断现阶段的高压汽包处于冷态工况，调用与冷态工况相对应的冷态高压上水模块；若汽包水位≥–100mm，则判断高压汽包处于非冷态工况，调用与非冷态工况相对应的非冷态高压上水模块。
步骤109，当中压上水条件均满足时，执行所调用的中压上水模块。
在一个具体的实施例中，对中压上水模块启允许的判定条件进行监测，当启允许条件满足后执行所调用的中压上水模块，对中压汽包进行上水操作。
步骤110，当高压上水条件均满足时，执行所调用的高压上水模块。
在一个具体的实施例中，对高压上水模块启允许的判定条件进行监测，当启允许条件满足后执行所调用的高压上水模块，对高压汽包进行上水操作。其中，步骤109中所调用的中压上水模块和步骤110中所调用的高压上水模块可并列执行。
步骤111，调用燃气轮机启动子断点组，中断机组的燃气轮机自动启动模块。具体的，启动燃气轮机模块、燃气轮机并网模块均采用TCS系统，燃气轮机的启动操作内容完全由TCS系统独立完成，APS系统通过通讯接口向其发出指令并获取反馈信号。
在一个具体的实施例中，由于燃气轮机的启动由TCS系统控制，需人为检查确认燃气轮机满足启动条件后才可执行，故在燃气轮机自动启动阶段设置断点，通过调用燃气轮机启动子断点组，中断燃气轮机自动启动模块。
步骤112，待值班人员检查确认燃气轮机满足燃气轮机启动条件后，调用并执行启动燃气轮机模块。
在一个具体的实施例中，经步骤111的启动中断后，可进行报警提示，以提醒值班人员进行燃气轮机启动条件的检查确认，等到值班人员检查并确认燃气轮机满足启动条件后，再继续机组的启动操作，进入燃气轮机启动阶段，调用并执行启动燃气轮机模块，开始燃气轮机的启动操作。
步骤113，当燃气轮机点火成功后，调用燃气轮机并网子断点组，中断燃气轮机自动启动模块。
在一个具体的实施例中，当步骤112中的启动燃气轮机模块执行完，燃气轮机点火成功之后，调用燃气轮机并网子断点组，中断燃气轮机自动启动模块，进行人为检查确认操作。
步骤114，待值班人员检查确认燃气轮机的并网得到网调批准后，调用并执行燃气轮机并网模块。
在一个具体的实施例中，当中断机组的自动并网模块之后，可进行报警提示，以提醒值班人员进行燃气轮机并网条件的检查确认操作，当值班人员检查完毕并得到网调批准之后，再继续进行机组启动，调用并执行燃气轮机并网模块，将燃气发电机组发出的电并到电网中。
步骤115，分别获取低压汽包、中压汽包、高压汽包的压力信息。
在一个具体的实施例中，执行完步骤114之后，再进入步骤115。通过获取低、中、高压汽包的压力信息分别判断各个汽包现阶段的运行工况。
步骤116，根据低压汽包的压力信息，判断低压汽包的运行工况，并调用与低压汽包运行工况相对应的低旁控制模块；低旁控制模块包括冷态低旁控制模块、非冷态低旁控制模块。
在一个具体的实施例中，对步骤115中所获得的低压汽包压力信息进行解析，用低压汽包压力条件进行判断，若低压汽包压力＜0.2MPa，则判断现阶段的低压汽包处于冷态工况，调用与冷态工况相对应的低旁控制模块，即冷态低旁控制模块；若低压汽包压力≥0.2MPa，则判断现阶段的低压汽包处于非冷态工况，调用与非冷态工况相对应的低旁控制模块，即非冷态低旁控制模块。
步骤117，根据中压汽包的压力信息，判断中压汽包的运行工况，并调用与中压汽包运行工况相对应的中旁控制模块。中旁控制模块包括冷态中旁控制模块、非冷态中旁控制模块。
在一个具体的实施例中，对步骤115中所获得的中压汽包压力信息进行解析，用中压汽包压力条件进行判断，若汽包压力＜0.3MPa，则判断中压汽包处于冷态工况，调用与冷态工况相对应的中旁控制模块，即冷态中旁控制模块；若汽包压力≥0.3MPa，则判断现阶段的中压汽包处于非冷态工况，调用与非冷态工况相对应的中旁控制模块，即非冷态中旁控制模块。
步骤118，根据高压汽包的压力信息，判断高压汽包的运行工况，并调用与高压汽包运行工况相对应的高旁控制模块；高旁控制模块包括冷态高旁控制模块、非冷态高旁控制模块。
在一个具体的实施例中，对步骤115中所获得的高压汽包压力信息进行解析，用高压汽包压力条件进行判断，若汽包压力＜0.3MPa，则判断现阶段的高压汽包处于冷态工况，调用与冷态工况相对应的冷态高旁控制模块；若汽包压力≥0.3MPa，则判断现阶段的高压汽包处于非冷态工况，调用与非冷态工况相对应的非冷态高旁控制模块。
步骤119，当低压旁路控制启动条件均满足时，执行所调用的低旁控制模块。
在一个具体的实施例中，对低旁控制模块启允许的判定条件进行监测，当其启允许条件满足后执行所调用的低旁控制模块，对低压旁路进行控制。
步骤120，当中压旁路控制启动条件均满足时，执行所调用的中旁控制模块。
在一个具体的实施例中，对中旁控制模块启允许的判定条件进行监测，当其启允许条件满足后执行所调用的中旁控制模块，对中压旁路进行控制。
步骤121，当高压旁路控制启动条件均满足时，执行所调用的高旁控制模块。
在一个具体的实施例中，对高旁控制模块启允许的判定条件进行监测，当其启允许条件满足后执行所调用的高旁控制模块，对高压旁路进行控制。其中，步骤114中的燃气轮机并网模块、步骤119中所调用的低旁控制模块、步骤120中所调用的中旁控制模块以及步骤121中所调用的高旁控制模块可并列执行。
步骤122，当燃气轮机已并网且执行完低旁控制模块、中旁控制模块、高旁控制模块后，调用供汽选择子断点组，中断供汽选择模块。
在一个具体的实施例中，当上一层模块执行完后，即燃气轮机已并网且执行完低旁控制模块、中旁控制模块、高旁控制模块后，再调用供汽选择子断点组，中断供汽选择，以便人为检测操作。
步骤123，待值班人员进行检查，当机组满足供汽选择操作条件时，调用并执行供汽选择模块，值班人员选择机组的启动运行方式；机组的启动运行方式包括一拖一启动运行方式、二拖一启动运行方式。
在一个具体的实施例中，当中断机组启动后，可报警提示值班人员进行系统检测，当检测到机组满足供汽选择操作条件之后，选择相对应的机组启动运行方式，使机组以一拖一或二拖一的运行方式启动。
步骤124，当选择一拖一启动运行方式时，调用开低压并汽门模块、开中压并汽门模块、开高压并汽门模块。
在一个具体的实施例中，当步骤123中选择一拖一启动运行方式时，则调用开低压并汽门模块、开中压并汽门模块、开高压并汽门模块，启动一个余热锅炉。
步骤125，当开低压并汽门条件均满足时，执行开低压并汽门模块。
在一个具体的实施例中，对开低压并汽门模块启允许的判定条件进行监测，当启允许条件满足之后执行该模块，完成低压并汽门的开启操作。
步骤126，当开中压并汽门条件均满足时，执行开中压并汽门模块。
在一个具体的实施例中，对开中压并汽门模块启允许的判定条件进行监测，当启允许条件满足之后执行该模块，完成中压并汽门的开启操作。
步骤127，当开高压并汽门条件均满足时，执行开高压并汽门模块。
在一个具体的实施例中，对开高压并汽门模块启允许的判定条件进行监测，当启允许条件满足之后执行该模块，完成高压并汽门的开启操作。
其中，步骤125中的开低压并汽门模块、步骤126中的开中压并汽门模块以及步骤127中的开高压并汽门模块可并列执行。
步骤128，待开低压并汽门模块、开中压并汽门模块、开高压并汽门模块均执行完后，调用汽轮机冲车子断点组，中断机组的汽轮机自动启动模块。具体的，汽轮机冲车模块、汽轮机并网模块采用DEH系统，通过DCS系统完成通讯。
在一个具体的实施例中，待上一层模块的开低压并汽门模块、开中压并汽门模块、开高压并汽门模块均执行完后，再调用汽轮机冲车子断点组，通过汽轮机冲车子断点组中断汽轮机自动启动。
步骤129，当汽轮机冲车条件均满足时，调用并执行汽轮机冲车模块。
在一个具体的实施例中，待值班人员检查确认汽轮机冲车条件满足后，进入汽轮机启动阶段，再调用并执行汽轮机冲车模块，进行汽轮机冲车作业。
步骤130，当汽轮机的转速达到3000r/min时，调用汽轮机并网子断点组，中断汽轮机自动启动模块。
在一个具体的实施例中，待步骤129完成后，汽轮机的转速达到3000r/min时，再调用汽轮机并网子断点组，通过汽轮机并网子断点组中断汽轮机自动启动。
步骤131，待值班人员检查确认汽轮机的并网得到网调批准后，调用并执行汽轮机并网模块。
在一个具体的实施例中，功能组中断后，可进行警报提示值班人员检查确认汽轮机的并网状况，当汽轮机的并网得到网调批准后，调用并执行汽轮机并网模块，将蒸汽发电机组发出的电并到电网中。当汽轮机并网模块执行完后，机组启动完成。
步骤132，当选择二拖一启动运行方式时，调用低压并汽模块、中压并汽模块、高压并汽模块。
在一个具体的实施例中，当步骤123中选择二拖一启动运行方式时，则调用低压并汽模块、中压并汽模块、高压并汽模块，启动另一个余热锅炉。
步骤133，当低压并汽条件均满足时，执行低压并汽模块。
在一个具体的实施例中，对低压并汽模块启允许的判定条件进行监测，当启允许条件满足之后执行该模块，完成低压蒸汽的并汽操作。
步骤134，当中压并汽条件均满足时，执行中压并汽模块。
在一个具体的实施例中，对中压并汽模块启允许的判定条件进行监测，当启允许条件满足之后执行该模块，完成中压蒸汽的并汽操作。
步骤135，当高压并汽条件均满足时，执行高压并汽模块。
在一个具体的实施例中，对高压并汽模块启允许的判定条件进行监测，当启允许条件满足之后执行该模块，完成高压蒸汽的并汽操作。其中，步骤133中的低压并汽模块、步骤134中的中压并汽模块以及步骤135中的高压并汽模块可并列执行。当低压并汽模块、中压并汽模块、高压并汽模块均执行完后，机组启动完成。
综上，本说明书公开一种燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统及方法，对于频繁启停调峰的联合循环机组采用分工况设计，根据不同的运行工况设置不同的功能组，操作步骤及阀门数量大幅减少，更具有现场适用性，有效避免了人为干预，减轻了值班人员的操作任务，规范了启停操作，减少了误操机的几率，且缩短了启停时间，降低燃料消耗和热能浪费，提高了经济效益。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统，其特征在于，所述分工况顺控启动控制系统应用于所述燃气–蒸汽联合循环机组，其中：
所述燃气–蒸汽联合循环机组包括：余热锅炉系统、燃气轮机系统、汽轮机系统、凝汽器系统、发电机、变压器；
所述余热锅炉系统包括余热锅炉、凝结水输水管道、凝结水输水主管道旁路、凝结水再循环泵、蒸汽输送管道、烟囱；所述余热锅炉的进水端与所述凝结水输水管道相连通；所述凝结水输水管道上引出一路所述凝结水输水主管道旁路，所述凝结水输水主管道旁路的另一端与所述余热锅炉的给水入口端相连通；所述凝结水再循环泵安装于所述凝结水输水主管道旁路上，用于调节所述余热锅炉的入口给水温度；所述余热锅炉的蒸汽出口与所述蒸汽输送管道相连通；所述余热锅炉的排气端连通有所述烟囱，所述余热锅炉所产生的废气经所述烟囱排出；
所述燃气轮机系统包括燃气轮机、密封空气管道、节流孔板、旁支管道、第一控制阀门、气关型调压阀、天然气输送管道、氮气输送管道、充氮阀门、取样管、热值仪、控制装置、压缩机、过滤器；所述燃气轮机与所述余热锅炉的进气端相连通；所述燃气轮机包括压气机、燃烧室、透平，所述压气机的进气口处设有进气道，所述进气道内设置有轴承；所述密封空气管道的两端分别与所述压气机内部和所述轴承的密封端相连通，将所述轴承的密封端连通所述压气机内部，使所述压气机的抽气用于所述轴承的空气密封；所述第一控制阀门安装于所述密封空气管道上，用于控制所述密封空气管道内的空气流通量；所述节流孔板安装于所述密封空气管道上，且位于所述轴承密封端与所述第一控制阀门之间，所述气关型调压阀通过所述旁支管道与所述节流孔板相并联，通过所述气关型调压阀调节所述密封空气管道内的密封空气压力，以保证流入所述轴承密封端的密封空气压力满足密封要求；所述天然气输送管道依次通过所述压缩机、过滤器后与所述燃烧室的进气口相连通；所述天然气输送管道上引出一路所述氮气输送管道，用于向所述天然气输送管道内输送氮气；所述充氮阀门安装于所述氮气输送管道上，控制所述氮气输送管道内的氮气输送量；在所述压缩机与所述氮气输送管道之间的所述天然气输送管道上设置有所述取样管，对所述天然气输送管道内加氮后的天然气进行取样；所述热值仪安装于所述取样管上，用于监测所述取样管内加氮后天然气的热值；所述热值仪的信号输出端与所述控制装置电连接，所述充氮调门的控制端与所述控制装置电连接；
所述汽轮机系统包括汽轮机、密封输汽管道、轴封蒸汽联箱、供汽管道、第一输汽管道、第二输汽管道、直供管道、进汽调门、就地压力表、第一手动控制阀、第二手动控制阀、第三手动控制阀、第四手动控制阀、第五手动控制阀、第六手动控制阀、第一电动控制阀、第二电动控制阀；所述汽轮机的进汽端与所述蒸汽输送管道相连通，所述汽轮机的低压缸设置有旋转隔板密封装置；所述密封输汽管道的两端分别与所述旋转隔板密封装置和所述轴封蒸汽联箱相连通，将所述轴封蒸汽联箱与所述旋转隔板密封装置相连通，使所述轴封蒸汽联箱内的蒸汽用于所述旋转隔板密封装置的辅助密封；靠近所述轴封蒸汽联箱一端的所述密封输汽管道上安装有所述第一手动控制阀，靠近所述汽轮机一端的所述密封输汽管道上安装有所述第二手动控制阀，且所述汽轮机与所述第二手动控制阀之间的所述密封输汽管道上安装有所述就地压力表；所述供汽管道的一端通过所述进汽调门与所述轴封蒸汽联箱的进汽端相连通；所述第三手动控制阀与所述进汽调门相并联；所述第一输汽管道的一端与除氧器相连通，所述第一输汽管道上设置有所述第一电动控制阀、第四手动控制阀；所述第二输汽管道的一端连通常用蒸汽汽源，另一端与所述第一输汽管道汇合后共同与所述供汽管道的另一端相连通，所述第二输汽管道上设置有所述第五手动控制阀、第二电动控制阀；所述供汽管道上引出一路所述直供管道，所述直供管道的另一端连通于所述第一手动控制阀、第二手动控制阀之间的所述密封输汽管道上，将所述第一输汽管道和/或所述第二输汽管道所输送的蒸汽直接供至所述旋转隔板密封装置处，用于所述旋转隔板密封装置的辅助密封；所述第六手动控制阀安装于所述直供管道上，用于控制所述直供管道内的蒸汽输送量；
所述凝汽器系统包括凝汽器、凝结水泵、循环水泵、冷却进水管、冷却出水管；所述凝汽器与所述汽轮机相互连通；所述凝汽器的冷却进口连接有所述冷却进水管；所述循环水泵安装于所述冷却进水管上，用于所述凝汽器内冷却水的输送；所述凝汽器的冷却出口连接有所述冷却出水管；所述凝结水泵设置于所述凝结水输水管道上；所述凝汽器的出水端与所述凝结水输水管道相连通，将所述凝汽器内的冷凝水经所述凝结水泵输送至所述余热锅炉内；
所述发电机包括第一发电机、第二发电机，所述第一发电机经所述轴承与所述燃气轮机同轴连接，所述第二发电机与所述汽轮机同轴连接；所述第一发电机、第二发电机均分别通过所述变压器与电网电连接；
所述分工况顺控启动控制系统包括：余热锅炉启动模块、燃气轮机自动启动模块、旁路启动模块、供汽选择模块、并汽模块、汽轮机自动启动模块、机组断点功能组；
所述余热锅炉启动模块用于控制所述机组的余热锅炉启动；所述余热锅炉启动模块包括低压上水模块、中压上水模块、高压上水模块；所述低压上水模块包括冷态低压上水模块、非冷态低压上水模块；所述中压上水模块包括冷态中压上水模块、非冷态中压上水模块；所述高压上水模块包括冷态高压上水模块、非冷态高压上水模块；其中，所述冷态低压上水模块用于所述余热锅炉低压汽包冷态工况下的上水控制；所述非冷态低压上水模块用于所述余热锅炉低压汽包非冷态工况下的上水控制；所述冷态中压上水模块用于所述余热锅炉中压汽包冷态工况下的上水控制；所述非冷态中压上水模块用于所述余热锅炉中压汽包非冷态工况下的上水控制；所述冷态高压上水模块用于所述余热锅炉高压汽包冷态工况下的上水控制；所述非冷态高压上水模块用于所述余热锅炉高压汽包非冷态工况下的上水控制；
所述燃气轮机自动启动模块用于控制所述机组的燃气轮机启动；所述燃气轮机自动启动模块包括启动燃气轮机模块、燃气轮机并网模块；所述燃气轮机自动启动模块采用燃气轮机控制系统TCS；
所述旁路启动模块用于控制所述机组的蒸汽旁路启动；所述旁路启动模块包括低旁控制模块、中旁控制模块、高旁控制模块；所述低旁控制模块包括冷态低旁控制模块、非冷态低旁控制模块；所述中旁控制模块包括冷态中旁控制模块、非冷态中旁控制模块；所述高旁控制模块包括冷态高旁控制模块、非冷态高旁控制模块；其中，所述冷态低旁控制模块用于所述余热锅炉低压汽包冷态工况下的旁路控制；所述非冷态低旁控制模块用于所述余热锅炉低压汽包非冷态工况下的旁路控制；所述冷态中旁控制模块用于所述余热锅炉中压汽包冷态工况下的旁路控制；所述非冷态中旁控制模块用于所述余热锅炉中压汽包非冷态工况下的旁路控制；所述冷态高旁控制模块用于所述余热锅炉高压汽包冷态工况下的旁路控制；所述非冷态高旁控制模块用于所述余热锅炉高压汽包非冷态工况下的旁路控制；
所述供汽选择模块用于所述机组启动运行方式的选择；
所述并汽模块用于所述机组的蒸汽输送控制；所述并汽模块包括开并汽门模块、蒸汽并汽模块；所述开并汽门模块包括开低压并汽门模块、开中压并汽门模块、开高压并汽门模块；所述蒸汽并汽模块包括低压并汽模块、中压并汽模块、高压并汽模块；其中，所述开低压并汽门模块用于所述机组一拖一启动运行方式下的低压蒸汽输送控制；所述开中压并汽门模块用于所述机组一拖一启动运行方式下的中压蒸汽输送控制；所述开高压并汽门模块用于所述机组一拖一启动运行方式下的高压蒸汽输送控制；所述低压并汽模块用于所述机组二拖一启动运行方式下的低压蒸汽输送控制；所述中压并汽模块用于所述机组二拖一启动运行方式下的中压蒸汽输送控制；所述高压并汽模块用于所述机组二拖一启动运行方式下的高压蒸汽输送控制；
所述汽轮机自动启动模块用于所述机组的汽轮机启动控制；所述汽轮机自动启动模块包括汽轮机冲车模块、汽轮机并网模块；所述汽轮机自动启动模块采用汽轮机数字电液控制系统DEH；
所述机组断点功能组所述机组断点功能组包括燃气轮机启动子断点组、燃气轮机并网子断点组、供汽选择子断点组、汽轮机冲车子断点组、汽轮机并网子断点组。
2.根据权利要求1所述的分工况顺控启动控制系统，其特征在于，所述分工况顺控启动控制系统采用机组自动程序启停系统APS。
3.根据权利要求2所述的分工况顺控启动控制系统，其特征在于，所述APS系统通过通讯接口向所述TCS系统发送指令并获取反馈信号；所述APS系统通过分散控制系统DCS与所述DEH系统通讯。
4.根据权利要求1所述的分工况顺控启动控制系统，其特征在于，所述第一控制阀门为手动控制阀门。
5.根据权利要求1所述的分工况顺控启动控制系统，其特征在于，所述进汽调门为电动控制阀门。
6.一种燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制方法，其特征在于，所述分工况顺控启动控制方法应用于如权利要求1至5中任何一项所述的燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统中；所述分工况顺控启动控制方法包括：
监测机组的运行状态，当机组启动条件均满足时，开始执行机组启动操作；
获取低压汽包的水位信息；
根据所述低压汽包的水位信息，判断所述低压汽包的运行工况；所述运行工况包括冷态工况和非冷态工况；
当所述低压汽包处于冷态工况且低压上水条件均满足时，调用并执行低压上水模块的冷态低压上水模块；
当所述低压汽包处于非冷态工况且低压上水条件均满足时，调用并执行低压上水模块的非冷态低压上水模块；
分别获取中压汽包、高压汽包的水位信息；
根据所述中压汽包的水位信息，判断所述中压汽包的运行工况，并调用与所述中压汽包运行工况相对应的中压上水模块；所述中压上水模块包括冷态中压上水模块、非冷态中压上水模块；
根据所述高压汽包的水位信息，判断所述高压汽包的运行工况，并调用与所述高压汽包运行工况相对应的高压上水模块；所述高压上水模块包括冷态高压上水模块、非冷态高压上水模块；
当中压上水条件均满足时，执行所调用的所述中压上水模块；
当高压上水条件均满足时，执行所调用的所述高压上水模块；
调用燃气轮机启动子断点组，中断所述机组的燃气轮机自动启动模块；
待值班人员检查确认所述燃气轮机满足燃气轮机启动条件后，调用并执行启动燃气轮机模块；
当所述燃气轮机点火成功后，调用燃气轮机并网子断点组，中断所述燃气轮机自动启动模块；
待值班人员检查确认所述燃气轮机的并网得到网调批准后，调用并执行燃气轮机并网模块；
分别获取所述低压汽包、中压汽包、高压汽包的压力信息；
根据所述低压汽包的压力信息，判断所述低压汽包的运行工况，并调用与所述低压汽包运行工况相对应的低旁控制模块；所述低旁控制模块包括冷态低旁控制模块、非冷态低旁控制模块；
根据所述中压汽包的压力信息，判断所述中压汽包的运行工况，并调用与所述中压汽包运行工况相对应的中旁控制模块；所述中旁控制模块包括冷态中旁控制模块、非冷态中旁控制模块；
根据所述高压汽包的压力信息，判断所述高压汽包的运行工况，并调用与所述高压汽包运行工况相对应的高旁控制模块；所述高旁控制模块包括冷态高旁控制模块、非冷态高旁控制模块；
当低压旁路控制启动条件均满足时，执行所调用的所述低旁控制模块；
当中压旁路控制启动条件均满足时，执行所调用的所述中旁控制模块；
当高压旁路控制启动条件均满足时，执行所调用的所述高旁控制模块；
当所述燃气轮机已并网且执行完所述低旁控制模块、中旁控制模块、高旁控制模块后，调用供汽选择子断点组，中断所述机组的供汽选择模块；
待值班人员进行检查，当所述机组满足供汽选择操作条件时，调用并执行所述供汽选择模块，值班人员选择所述机组的启动运行方式；所述机组的启动运行方式包括一拖一启动运行方式、二拖一启动运行方式；
当选择所述一拖一启动运行方式时，调用开低压并汽门模块、开中压并汽门模块、开高压并汽门模块；
当开低压并汽门条件均满足时，执行所述开低压并汽门模块；
当开中压并汽门条件均满足时，执行所述开中压并汽门模块；
当开高压并汽门条件均满足时，执行所述开高压并汽门模块；
待所述开低压并汽门模块、开中压并汽门模块、开高压并汽门模块均执行完后，调用汽轮机冲车子断点组，中断所述机组的汽轮机自动启动模块；
当汽轮机冲车条件均满足时，调用并执行汽轮机冲车模块；
当所述汽轮机的转速达到3000r/min时，调用汽轮机并网子断点组，中断所述汽轮机自动启动模块；
待值班人员检查确认所述汽轮机的并网得到网调批准后，调用并执行汽轮机并网模块；
当所述汽轮机并网模块执行完后，所述机组启动完成；
当选择所述二拖一启动运行方式时，调用低压并汽模块、中压并汽模块、高压并汽模块；
当所述低压并汽条件均满足时，执行所述低压并汽模块；
当所述中压并汽条件均满足时，执行所述中压并汽模块；
当所述高压并汽条件均满足时，执行所述高压并汽模块；
所述低压并汽模块、中压并汽模块、高压并汽模块均执行完后，所述机组启动完成。
7.根据权利要求6所述的燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制方法，其特征在于，所述分工况顺控启动控制方法还包括：
所调用的所述中压上水模块、高压上水模块可并列执行。
8.根据权利要求6所述的燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制方法，其特征在于，所述分工况顺控启动控制方法还包括：
所述燃气轮机并网模块、低旁控制模块、中旁控制模块、高旁控制模块可并列执行。
9.根据权利要求6所述的燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制方法，其特征在于，所述分工况顺控启动控制方法还包括：
所述开低压并汽门模块、开中压并汽门模块、开高压并汽门模块可并列执行。
10.根据权利要求6所述的燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制方法，其特征在于，所述分工况顺控启动控制方法还包括：
所述低压并汽模块、中压并汽模块、高压并汽模块可并列执行。
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