[发明专利]一种F级燃气蒸汽联合循环系统自启停控制系统及控制方法

说明书

本发明公开一种F级燃气蒸汽联合循环系统自启停控制系统及其控制方法，系统包括监控后台以及多个控制机柜；监控后台通过各控制机柜监控各联合循环系统的运行；各控制机柜包括电源、过程控制模块、输入输出接口模块以及通讯模块；过程控制模块通过输入输出接口模块获取被控联合循环系统的运行参数信息；过程控制模块包括系统控制单元和多个单体设备控制单元；系统控制单元根据被控联合循环系统的运行参数信息，通过各单体设备控制单元控制相应子系统中各设备的启动或停止，以控制被控联合循环系统中的多个子系统依次自动启动或停止。利用本发明可降低运行人员劳动强度，提高系统启停过程的一致性，减少人为误操作，减少启动和停止的时间，提高机组运行的安全性。

技术领域

本发明涉及机电设备自动控制技术领域，特别是一种F级燃气蒸汽联合循环系统自启停控制系统及控制方法。

背景技术

F级燃气蒸汽联合循环系统是一种目前较为先进的能源系统，其燃烧室温度较高、单机功率较大，且与常规燃煤火电机组相比，具有工艺流程相对简单、系统出力适中、污染物排放较少、变负荷速率较快等优点，且由于实现了能量的梯级利用，因此也具有较高的热效率。在环境压力增大、电网调峰要求高的大环境下，其优越性得到很好的体现，因此得到了快速的发展。

对于F级联合循环系统的控制，目前国内外均采用分散控制系统实现，且在设计阶段考虑了自启停控制，但由于建设周期短等客观原因，普遍存在自启停控制系统未能成功投运的情况。联合循环系统主要依赖人工操作，启停阶段操作频繁，而不同运行人员的水平参差不齐，对异常情况的处置经验有差异，存在安全性隐患，一旦出现误操作，会延长启停时间，增加启停能耗，严重的可能会造成设备设施损坏。对于目前部分投用自启停控制系统的机组，由于在设计中通常采用协调级、子组级和设备级三级结构，程序比较复杂，容易出现故障，普通运行人员不容易深入掌握，在出现故障后通常会将自动程序停用而采用人工操作，人员劳动强度较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种F级燃气蒸汽联合循环系统自启停控制系统及控制方法，以适应F级联合循环系统启停频繁的工况，结构简单、可用性高，可以降低运行人员劳动强度，减少启停时间和启停能耗，提高机组运行的安全性。

本发明采取的技术方案为：一种F级燃气蒸汽联合循环系统自启停控制系统，包括监控后台以及多个对应不同被控F级燃气蒸汽联合循环系统的控制机柜；监控后台通过各控制机柜控制各相应F级燃气蒸汽联合循环系统的运行，以及获取相应F级燃气蒸汽联合循环系统的运行信息；

各控制机柜包括电源、过程控制模块、输入输出接口模块以及通讯模块；过程控制模块通过通讯模块与监控后台连接通信；输入输出接口模块包括输入模件和输出模件；过程控制模块通过输入模件获取被控联合循环系统的运行参数信息，通过输出模件向被控联合循环系统输出控制指令；

过程控制模块采用双层控制单元结构，包括系统控制单元和多个单体设备控制单元；系统控制单元根据被控联合循环系统的运行参数信息，通过各单体设备控制单元控制相应子系统中各设备的启动或停止，以控制被控联合循环系统中的多个子系统启动或停止。

本发明在应用时，各控制机柜分别对应用于一个被控F级燃气蒸汽联合循环系统的控制，实现被控F级燃气蒸汽联合循环系统自动启停机。在对F级燃气蒸汽联合循环系统进行控制时，施行双层控制策略，系统控制单元执行系统层控制，单体设备控制单元执行单体设备层控制，系统层控制可实现联合循环系统某个特定工艺的所有子系统的顺序启动，单体设备层控制则能够完成相应子系统中各单体设备的控制，双层控制的模式可支持系统启停串行步序与并行步序的结合，减少启停等待时间，提高启停控制效率。系统控制单元与工艺顺序相关的控制逻辑，以及单体设备控制单元对各单体设备的控制逻辑，可参考现有手动启停控制逻辑。

优选的，各控制机柜中，所述电源包括至少两个冗余设置的电源模块以及冗余切换模块，冗余切换模块根据各电源模块的运行状态控制其中一个电源模块向控制机柜中的其它设备提供工作电源。电源的冗余配置以及冗余切换可采用现有技术。