火电厂APS介绍
什么是火电厂APS控制
APS （Automatic Procedure Start-up／Shut-down）是一种热工自动控制功能，是火力发电厂燃煤发电机组在DSS（每日启停）运行方式的迫切需求下应运而生。
DSS运行方式在安全、经济等方面对机组启动提出了明确目标，期望能以机组允许的最短时间安全地启动机组是应用APS的初衷。
燃煤发电机组启动的复杂性和技术难度要求参与APS的MCS、BMS、DEH、MEH、SCS等热工控制系统必须具备“一键启停”的控制水准，只有技术达标经济才能受益、安全才有保障，这也许是催生APS成熟运用的潜在动力。
APS还派生出另外一种重要用途，机组遭遇甩负荷后，利用APS控制机组能够迅速恢复正常运行，这让应用APS进一步获得用户青睐。
智能化的热工自动控制成就了APS，因APS而全面提升了燃煤机组的自动控制水平，相辅相成，APS也就成为发电厂高度自动化的标志，成为评价电厂生产技术管理水平、热工控制水平、机组运行水平的一种标准。
火力发电厂燃煤机组启动、停运过程的安全风险要比煤粉燃烧带负荷的正常运行区间高得多。
以600MW等级亚临界汽包炉为例，机组冷态启动前，不算外围辅助车间，电厂主厂房内炉、机、电等系统设备现场巡视检查和就地操作项目超过5000多项，集控室内远方操作设备超过五百多台套。
由于现代大型机组参数高、工况转换迅速、工艺系统关联紧密，增加了人工操作难度和启停时间，不利于机组的安全和经济运行。
尤其在机组启动和停运阶段集中了大量设备启停切换、参数调整等操作，操作人员在限定时间内为应对运行工况精神高度紧张、劳动强度大，安全风险大幅度提高，稍有不慎甚至可能发生不安全事件，严重的会造成重大经济损失。
因此，现代化火力发电燃煤机组都装备了热工自动控制系统辅助运行人员操作和调节，目前主流控制装置采用3C（Computer-计算机、Communications-通信、Control-控制）技术为核心的计算机分散控制系统（Distributed Control System-DCS），功能性的应用系统（后序文中称为“功能控制系统”）都是在DCS上实现的。
国外660MW燃煤机组APS的实施
国外660MW燃煤机组APS的实施近年来，燃煤机组在国外的应用越来越广泛，其中660MW燃煤机组是其中的代表之一。
APS（Advanced Pulverised Coal-Fired Power Plant）是一种先进的煤粉燃烧发电技术，具有高效、环保等优点，得到了越来越多国家和地区的认可和应用。
本文将重点介绍国外660MW燃煤机组APS的实施情况。
从技术角度来看，660MW燃煤机组APS技术集成了多种先进的技术，具有高效、低排放等特点。
采用了先进的锅炉、汽轮机、发电机等设备，整个机组的热效率、发电效率都极大提高。
APS技术还采用了先进的煤粉燃烧技术，通过优化燃烧、烟气处理等措施，使得排放物减少，环保性能大幅提升。
从实施角度来看，660MW燃煤机组APS的实施需要充分考虑当地的资源、环境和政策等因素。
在一些国家，政府可能会出台各种政策来鼓励或限制燃煤发电，因此在实施APS技术时需要仔细研究当地的政策法规，以免造成不必要的风险。
还需要考虑当地的煤炭资源储量和质量、用电需求等因素，从而确定是否适合引进660MW燃煤机组APS技术。
从运营角度来看，660MW燃煤机组APS技术的实施需要建立完善的运营管理体系。
这包括对设备的日常维护保养、安全管理、环境保护等各个方面的管理。
还需要建立健全的监测评估体系，及时了解设备运行状况、排放情况等信息，以便及时调整设备运行参数，保证机组的正常运行。
从效益角度来看，660MW燃煤机组APS技术实施后能够带来巨大的经济效益和环境效益。
660MW燃煤机组APS技术的高效率能够大幅度降低单位发电成本，提高发电厂的经济效益。
APS技术的低排放性能能够减少大气污染物的排放，减少环境污染，对于改善当地的空气质量、保护环境都具有积极的意义。
国外660MW燃煤机组APS的实施是一项复杂的系统工程，需要综合考虑技术、政策、资源、环境、运营等多个方面的因素。
只有在充分做好各项准备工作的基础上，才能够确保660MW燃煤机组APS技术的顺利实施，并取得良好的经济效益和环境效益。
APS介绍火电厂
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断点n
设备驱动级
功能组2
LEVEL 2
设备驱动级 设备驱动级
功能组m
程序结构
• • Level 1 - APS操作管理层 启动、停止APS程序；启动模式判断及选择；机组启/停状态监视 Level 2 - 断点步序程序 APS构成的核心内容，即按照预定的操作顺序逐一实现设备的启停和控制
Load control
FGD
Auxiliary
Electrical
Boiler
Turbine
FGD
ECS
BMS
Data Acquisition System (DAS) Sequence Control System (SCS) Modulating Control System (MCS)
DEH
ETS
BPC
2/ 2014-12-22
APS应用目的及现状
为什么要应用APS
• • 大型火力发电机组的运行对操作人员的要求 机组安全、稳定运行的需求
•
现代化的发电厂运营管理上的需求
国内燃煤机组实现APS的技术难点
1. 2. 3. 燃煤机组工艺过程复杂，各工艺系统的配合要求高，且运行方式多变，对于自动控
和现场设备、流程基本吻合的仿真系统
•
1~2位客户资深运行人员的全程参与
•
运行操作人员的培训、操作验证
客户的全力参与是项目成功的关键
11 / 2014-12-22
成功案例 －江苏利港电厂APS
江苏利港电厂#4机组DCS改造
• • 一体化控制系统改造 机组自启停(APS)功能
项目里程碑
• • • 2009年4月，项目启动 2009年9月，项目出厂 2009年10月，现场安装、调试
国外660MW燃煤机组APS的实施
国外660MW燃煤机组APS的实施APS(Advanced Pulverized Coal-Fired Power Plant)技术是一种国际领先的燃煤发电技术，具有高效、清洁、安全等特点，被广泛应用于世界各地的火力发电厂。
APS技术可以显著提高煤炭发电的效率，减少污染排放，降低能源消耗，是未来燃煤发电的发展方向之一。
1. 项目背景该项目是位于国外的一座规模较大的火力发电厂，原有的燃煤机组技术过时，效率低下，排放大，面临环保压力和能源消耗问题。
为了提高发电效率，降低环境污染，该火力发电厂决定引进APS技术升级其660MW燃煤机组。
2. 项目实施项目实施过程主要包括以下几个方面：技术引进、设备采购、工程建设、设备安装、调试运行等。
技术引进：火力发电厂通过与国际知名的APS技术提供商合作，引进了先进的APS技术，包括锅炉、汽轮机、发电机等关键设备和系统。
设备采购：根据项目需求，火力发电厂对锅炉、汽轮机、发电机等关键设备进行了采购，确保设备质量和性能达到设计要求。
工程建设：火力发电厂进行了设备基础的改造和扩建，对原有的汽轮机房、锅炉房等进行了改造，确保新设备的安装和运行。
设备安装：火力发电厂对引进的新设备进行了安装和调试工作，确保设备能够正常运行。
调试运行：火力发电厂进行了设备的调试和运行，对APS技术进行了测试和验证，确保技术能够达到设计指标。
3. 项目成果通过引进APS技术的实施，火力发电厂取得了一些显著的成果：提高发电效率：APS技术的应用使660MW燃煤机组的发电效率得到显著提高，大大降低了单位发电量的煤耗和排放量。
减少环境污染：APS技术的应用使火力发电厂的污染排放得到了减少，提高了环保水平，符合当地的环保要求。
降低能源消耗：APS技术的应用使火力发电厂的能源消耗得到了降低，提高了资源利用效率，减少了成本支出。
4. 项目经验在660MW燃煤机组APS技术的实施过程中，火力发电厂积累了一些宝贵的经验和教训。
火力发电机组自启停(APS)系统架构设计方案
Automatic Control •自动化控制Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 135【关键词】APS 系统结构 模块化架构 断点程序1 APS系统概述随着发电机组容量的不断增大，参数提高，设备增多，各子系统联系更加紧密，且运行工况更加多变，从而使机组运行风险及运行员的操作难度加大。
尤其是在机组启停阶段，运行员需要操作监视大量的设备和参数。
APS 是基于机组自动启停控制思想，建立在常规机组分散控制系统基础上的顶层控制逻辑。
APS 既能够实现机组按照规定程序安全可靠、经济高效的实现自启停操作，同时可确保机组安全稳定、提高自动化水平、减轻运行员的工作强度，是国内外火力发电厂自动化提高和发展的一个重要方向。
本文主要针对目前APS 的两种技术方案进行了探讨研究。
2 APS系统结构APS 系统为最高层机组级的控制系统，APS 是基于整套机组自动启停控制思想，由建立在常规控制系统(原有的DCS 系统)基础上的上层控制逻辑(APS 逻辑)与优化后的原有控制系统共同实现的。
在没有投入APS 的情况下，DCS 常规控制系统可独立于APS 实现对电厂的控制。
在APS 投入时，常规控制系统给APS 提供支持，实现对机组的自动启/停控制。
APS 的整体结构采用金字塔形结构，总体上分4 层，即机组控制级、功能组控制级、功能子组控制级和单个设备控制级。
机组控制级是整个机组启停控制的管理中心，它根据系统和设备的运行情况，向底层功能组、功能子组发出启动和退出的指令，保证机组的安全运行。
完善的功能组和功能子组设计和调试是实现APS 的基本保障。
单个设备控制级接受功能组或功能子组控制级来的命令， 与生产过程直接联系。
采用上述分层控制方式，每层的任务明确，层与层之间接口界限分明，同时，4 层之火力发电机组自启停（APS）系统架构设计方案文/郑锴间的联系密切可靠。
机组自启停控制系统(APS)的难点与关键浅析
机组自启停控制系统（APS）的难点与关键浅析摘要：本文对火电厂机组自启停控制系统（APS）的设计实现问题进行了初步分析，包括设计条件实现的难点，与DCS系统的接口问题，在实现过程中遇到的关键技术以及自启停控制系统实现的意义等。
关键词：APS；顺序控制；MCSAutomatic Power Plant Start-up and Shut-down 是火力发电厂机组自启停控制系统，简称APS。
它是实现机组启动和停运过程自动化的系统，即按照火力发电厂的热力流程和设备运行工况、主辅机启停及运行特征、启停过程中各工艺系统的运行要求，通过对主辅设备运行状态及相关工艺过程参数全面、准确、实时的检测，在大量的条件与时间等方面的逻辑判断基础上，按定制好的模式向顺序控制系统（SCS）中的各功能组、功能子组及单体设备发出启动或停运命令，并通过协调控制系统（CCS）、模拟量控制系统（MCS）、炉膛安全监控系统（FSSS）、汽轮机数字电液调节系统（DEH）、给水泵汽轮机调节系统（MEH）、汽机旁路控制系统（BPC）及电气专用控制装置之间的相互配合，最终实现发电机组的安全、经济自动启停。
本文从APS的实现难点、APS的关键技术及实现APS的意义三个方面进行探讨，以期对发电厂实现机组自启停控制系统提供参考和指导。
1 整机自启停系统APS的实现难点1.1 APS设计条件的难点（1）设计要求问题。
在APS设计之前，设计院的初设和设备定购已经完成，设计要求并不是按照APS的控制要求来实现，这样会造成APS的很多控制思想没法体现。
（2）设计工期问题。
国内DCS控制逻辑设计都由组态厂家兼顾完成，而DCS系统建设通常在电厂设备采购招标第五批后才进行，这意味着从就地远传仪表的确定，经过I／0清单确定、I／0分配完成、控制逻辑设计、控制组态完成到系统出厂，一般只有半年～一年左右时间。
控制逻辑的设计和确定也就l～2个月左右，这种常规的时间跨度难以完成APS系统繁复的的设计工作量。
国外660MW燃煤机组APS的实施
国外660MW燃煤机组APS的实施一、APS系统的优势APS系统的主要优势体现在以下几个方面：1. 提高电厂的效率APS系统通过提高燃煤机组的热效率，使得单位燃煤能够转化为更多的电能，从而提高了电厂的整体效率。
采用APS系统后，燃煤机组的热效率可以提高至40%以上，相比传统的燃煤机组有较大的提升空间。
2. 减少环境排放APS系统通过引入先进的脱硫、脱氮、脱灰等环保设备，实现了燃煤电厂排放标准的大幅下降。
尤其是对于二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等有害物质的排放控制，APS系统有着明显的优势。
3. 增加电厂的灵活性APS系统通过引入先进的控制系统和调度技术，使得燃煤机组在电力系统中具有更高的灵活性。
可以根据电网调度的需求，快速调整燃煤机组的输出功率，实现对电网的快速响应，提高了电网的稳定性和可靠性。
近年来，国外各大发达国家纷纷将APS系统应用于660MW燃煤机组，取得了显著的经济和环保效果。
以下以美国、日本和德国为例，就这几个国家的660MW燃煤机组APS的实施情况进行详细介绍。
1. 美国美国作为煤炭资源丰富的国家，燃煤电厂占据了其发电结构的重要地位。
近年来，随着对环保要求的不断加大，美国的燃煤电厂纷纷引入APS系统，以降低排放、提高效率。
目前，美国已经有多家660MW燃煤机组实施了APS系统，取得了良好的经济和环保效果。
从国外各国的实施情况可以看出，660MW燃煤机组APS系统的实施在提高电厂效率、减少环境排放、增加灵活性等方面均取得了明显的效果，为我国燃煤电厂的装备更新和技术改造提供了宝贵的经验和启示。
我国在煤炭资源的开发和利用方面具有独特的优势，燃煤电厂在我国的发电结构中占有重要地位。
引入APS系统，提高燃煤机组的效率和降低排放，对于我国的能源结构调整和环保需求具有十分重要的意义。
APS系统的实施需要充分利用现代技术手段，引入先进的装备和控制系统，这对于推动我国装备制造业的发展和技术升级具有重要意义。
火力发电厂机组自启停控制(APS)技术
火力发电厂机组自启停控制（APS）技术作者：李远来源：《装饰装修天地》2018年第22期摘要：火力发电厂自动启/停机控制系统（简称APS），即能够按照火力发电的热力流程和设备运行工况，调动并协调各功能子系统进行预定参数、预定进程的控制，从而使得整个机组能够在极少的人工干预下自动、安全地完成启动或停运过程的自动控制系统。
本文分析了火力发电厂机组自启停控制（APS）技术。
关键词：火力发电厂机组；自启停控制（APS）；技术1 引言近年来，大型火电机组不断投产。
这些火电机组，尤其是超临界、超超临界机组，运行参数高、工艺系统复杂、且工艺系统间关联紧密、工况转换快，增加了人工操作的难度，尤其在机组启动和停运过程中集中了大量的设备启停切换、参数调整等操作，操作人员在限定时间内为应对运行工况精神高度紧张、劳动强度大，风险性大幅度提高，稍有不慎甚至可能发生不安全事件，严重的会造成巨大经济损失。
2 实现机组自启停的意义机组自启停是衡量机组自动化水平高低的标杆，是电厂自动化程度的标志。
随着火电厂技术水平的提高机组容量不断加大、设计参数也不断的提高，超超临界机组的投运数量越来越多。
机组自启停控制系统是建立在完善的控制系统设计、主辅机有良好的可控性基础上的。
它可以有效促进和提高机组自动化水平，使机组按照规定的、优化的程序进行设备的启停操作，不仅大大简化了操作人员的工作，更重要的是规范机组启停操作标准程序、减少了出现误操作的可能性，整体提高了机组的安全性能，同时它可以缩短机组启动时间，提高机组起停运行的经济效益。
实施APS不仅提高了机组的自动化水平，而且可以提高运行管理水平。
在机组运行尤其是机组启动和停运过程中，如果运行人员仅靠手动操作，不仅容易发生误操作事故，而且极大地影响了机组运行的安全性和经济性。
APS与传统机组的热工控制相比具有全新的理念和控制策略。
通过研究对比发现，APS设计阶段，最需要深入研究、探讨和定制APS的基础逻辑。
660MW超临界机组APS自启停控制
660MW超临界机组APS自启停控制随着电力需求的不断增长，火力发电厂已经成为许多国家主要的电力供应方式之一。
660MW超临界机组是一种高效、低排放的火力发电机组，具有很高的经济性和环保性。
APS 自启停控制系统作为660MW超临界机组的一部分，起着至关重要的作用。
本文将探讨660MW超临界机组APS自启停控制的原理、特点和应用。
APS自启停控制系统采用了先进的控制算法和高性能的控制器，能够对660MW超临界机组进行智能化、自动化的控制。
其主要原理包括以下几点：1. 自动化控制：APS自启停控制系统能够根据预设的启停参数，实现机组的自动启停。
在机组启动过程中，系统通过监测各个部件的状态和参数，实时调整控制策略，确保机组的安全、稳定运行。
在机组停机过程中，系统也能够自动控制各个部件的停机顺序和速度，确保机组的平稳停车，减少机组的磨损和故障率。
2. 智能化监测：APS自启停控制系统通过高精度的传感器和先进的数据采集技术，对机组各个部件的状态和参数进行实时监测和分析。
系统能够及时发现机组运行中的异常情况，并采取相应的控制策略进行调整，避免机组发生故障或损坏。
3. 柔性化控制：APS自启停控制系统具有较强的柔性控制能力，能够根据机组运行状态和外部环境变化，及时调整控制策略，确保机组的性能和安全。
例如在气候变化较大的环境下，系统可以根据不同的环境参数调整控制策略，最大限度地发挥机组的性能。
4. 可视化：APS自启停控制系统能够通过图形化界面实时显示机组运行状态和各项参数，用户能够清晰了解机组的运行情况，方便进行监控和管理。
APS自启停控制系统已经在许多660MW超临界机组中得到了广泛的应用，取得了良好的效果。
其主要应用包括以下几个方面：660MW超临界机组APS自启停控制系统作为660MW超临界机组的一部分，具有很高的智能化、自动化控制能力，能够有效地提高机组的运行效率和安全性。
随着技术的不断发展和应用范围的不断扩大，APS自启停控制系统将在未来得到更广泛的应用和推广。
660MW超临界机组APS自启停控制
660MW超临界机组APS自启停控制一、引言660MW超临界机组是目前国内火力发电的主流产品之一，其具备高效、低耗、低污染的特点，受到了广泛的应用和认可。
在火力发电厂的运行中，APS（自动化保护系统）始终扮演着关键的角色，特别是在机组的自启停控制方面更是至关重要。
本文将围绕660MW超临界机组APS自启停控制展开论述，旨在深入分析该系统的原理、设计和应用。
二、660MW超临界机组APS自启停控制系统原理自启停控制系统是以机组自身状态和外部条件为依据，通过对相关参数的监测和控制，来实现对机组的自动启停操作。
660MW超临界机组APS自启停控制系统一般由以下几个方面组成：1. 自启停逻辑自启停逻辑是整个系统的核心部分，其根据机组运行状态（如压力、温度、速度等）、外部信号（如电网状态、负荷变化等）和用户需求（如手动操作、自动操作等），进行逻辑判断，并生成针对不同情况的控制命令。
2. 监测装置监测装置用于实时监测机组的运行状态和外部条件，包括传感器、仪表、控制器等设备，通过采集、处理和反馈信息，为自启停逻辑提供必要的依据。
3. 控制装置控制装置用于执行自启停逻辑生成的控制命令，对机组的各种执行部件（如阀门、泵、电机等）进行操作，从而实现机组的启停控制。
4. 人机界面人机界面是用户与系统交互的接口，通常以触摸屏、操作台等形式呈现，用户可以通过人机界面对系统进行设置、操作和监控。
三、660MW超临界机组APS自启停控制系统设计要点在设计660MW超临界机组APS自启停控制系统时，需要考虑以下几个重点方面：1. 可靠性机组的自启停控制是一个涉及到安全和稳定的重要功能，因此系统的可靠性至关重要。
在设计过程中，需要考虑到各种可能的故障和异常情况，并采取相应的措施来确保系统的稳定性和可靠性。
2. 灵活性机组的自启停操作可能因为各种原因而需要进行调整和修改，因此系统设计需要具有一定的灵活性，可以根据实际需要进行配置和调整，保证系统的适用性和可维护性。
火电厂APS技术要点
APS启停机组原则是程序控制，理想化的结果似乎是“一键启停”，只要按键一次，即可坐享机组成功启、停。
但现实情况是APS启、停机组并非一蹴而成，燃煤机组启、停过程中因设备运行或热力参数的需求，机组启、停顺序也会随机调整，比如后序先行，还会发生一些难以预测的运行工况，APS若不能应对自如，启、停进程将无法完成。
本文所述APS，目前应对的控制策略是“APS分阶段导引（GUID）”，根据炉、机、电系统构成和设备特性，机组启动或停运全程划分为若干阶段，化繁为简，每个阶段以节点（BREAK POINT）开始，APS导引系统启、停步序，即便出现不测状况，也被阶段所隔离，调度设备相对灵活，能有效延续APS进程，提高投入率和利用率，也降低了DCS组态难度。
在功能控制方面，如BMS、MCS、SCS、DEH等，均已实现全自动控制，所以，APS各个阶段“一键启停”皆为实至名归。
一个完整的控制系统，通常都由具备调节或运算功能的控制逻辑和测量输入、指令输出的I/O硬件接口组成，例如DEH、SCS、MCS等。
APS则别具一格，控制功能全部靠软件完成，没有任何一个I/O硬件接口，不会去直接控制某一台具体设备的合闸、分闸，只与协同的控制系统进行信息和指令交换，起到机组启、停控制的系统导引（Guid）作用，自然而然的控制逻辑位居系统顶层，因应用软件组态体量较大，需要独占DCS的一个DPU。
打一个比方，APS更像一个交响乐队的指挥，乐队指挥当然不会去演奏某件乐器，手中的指挥棒却能舞动乐队演奏的旋律。
BMS、MCS、DEH、SCS等则好比乐队的乐手，各自专心操演一件乐器。
乐队指挥和乐手相辅相成，高水准的乐手才有高水平的演奏效果，再加上乐队指挥高水平的演绎，方能奏出优秀的乐章。
如果我们称带有硬件I/O接口的控制系统为“驱动型”的，APS的控制就是“指导型”的。
APS会根据机组启停节奏分步给出系统将要实现的目标，发出的指令可以看做是对各种功能控制发挥作用的“导引”，协同调度驱动型控制系统，由驱动型控制系统去“实战”，启、停相关装置和设备。
660MW超临界机组APS自启停控制
660MW超临界机组APS自启停控制引言：超临界发电机组是目前火力发电厂的主要装备之一，其运行稳定和控制可靠对于保障电网的安全稳定运行具有重要意义。
APS自启停控制系统作为发电机组的重要组成部分，其自动化程度和控制精度直接影响着发电机组的运行效率和安全性。
本文将介绍660MW超临界机组APS自启停控制系统的组成结构和工作原理，以及其在实际运行中的应用情况和未来发展方向。
一、APS自启停控制系统的组成结构APS自启停控制系统是超临界机组的重要控制系统之一，其主要包括以下几个部分：1. 主控制系统：主要由液压控制系统和电气控制系统组成，用于对机组进行启停控制和调节控制。
2. 保护系统：用于监测机组的运行状态，一旦发现异常情况，及时采取保护措施以确保机组和设备的安全运行。
3. 通讯系统：用于与电网和其它设备进行数据交互和信息传输，确保机组与外部系统的协调运行。
4. 监控系统：用于实时监测机组运行的各项参数，并对运行情况进行分析和评估，以便及时调整控制策略。
5. 辅助系统：包括火车系统、空气系统、燃油系统等，在机组启停和运行过程中发挥重要的辅助作用。
二、APS自启停控制系统的工作原理APS自启停控制系统的工作原理主要通过控制机组的启停和调节，实现对机组运行的自动化控制。
具体包括以下几个方面：1. 启动控制：通过对锅炉的点火和蒸汽系统的预热，使机组从冷态逐步升温到热态，实现机组的启动。
2. 调节控制：在机组达到热态后，通过对蒸汽的调节和锅炉的控制，实现机组的平稳运行，并根据负荷变化调整机组输出功率。
3. 停机控制：在机组运行过程中，一旦发现异常情况，如超温、超速等，立即采取停机控制措施，确保机组和设备的安全运行。
三、APS自启停控制系统在实际运行中的应用情况随着新能源和电网调度的发展，APS自启停控制系统在超临界机组的应用情况也在不断改进和完善。
目前在实际运行中主要表现在以下几个方面：1. 启停时间的缩短：优化了机组启停控制策略，大大缩短了机组的启停时间，提高了机组的运行效率和经济性。
火电厂APS系统分析与设计管窥
运 行 的 可 靠性 。ＡＰＳ不仅 具 有 较 为先 进 的控 制 技 术 ，同 时还 具 实 情 况 却 并 非如 此 。由 于 国 内的 设 计 人 员 缺 少 ＡＰＳ设 计 经验 ，
有 一 定 的 运 行 经 验 。在 火 电 厂 中投 入’ＡＰＳ，不仅 可 以有 效解 决 从 而使 得 设 计 方 案存 在 各 种 缺 陷 ． 无 法 为 ＡＰＳ的 应 用提 供 可
难 以及 解 决措 施 ．并 具 体 介 绍 ＡＰＳ系 统设 计 的 方 案 。
机 ．需要 使 用到 多种 工 艺 。这 些 不 同 的 工 艺 系统之 间 必 须要 具
１ 国内外 ＡＰＳ研究现状
国外 在 ＡＰＳ方 面 的研 究起 步 比 较旱 ，他 们 不仅 进 行 了理 论研 究 ．并 将 其 应 用 于 电 厂 中。 国 外进 行 ＡＰＳ研 究也 是 有 一 定 原 因 的 。 一 方 面 ．国外 制 造 行 业 发 展 速度 比 较 快 ，制 造 工 艺 水 平 比 较 高 ．有 很 多先 进 的 电 厂 主 辅机 设 备 ，为 了 对 这 些设 备 进 行 控 制 ． 国外 进 行 了控 制 技 术 的研 究 ，并取 得 了不 错 的 成 果 ，这 为 ＡＰＳ的 研 究奠 定 了基 础 。 另 一 方 面 ，国外 从 事 运 行 操 作 的 人 员比 较 少 ．工人 成 本 比 较 高 ，在 这 种 情 况 下 他 们 不 得 不 用 控 制 系统 代 替人 工 操 作 。进 而促 进 了控 制技 术 的 发 展 。 在 ２Ｏ世 纪 ７０年 代 ．国外 就 有 火 电厂 投 运 了 ＡＰＳ，经 过 ４０多年 的 发 展 ．国 外 关 于 ＡＰＳ的 研 究 已经 趋 于成 熟 。尤 其 是 日本 ，现 在 日本 大 部 分 的 火 电厂 都 投 运 了 ＡＰＳ。
火电机组自启停系统(APS)功能与设计方案分析
火电机组自启停系统(APS)功能与设计方案分析摘要：机组自启停控制系统（Automatic Power Plant Startup and Shutdown System）简称“APS”。
作为有效提高火力发电厂自动化控制水平的方法，受到越来越多的关注。
当前火力发电厂为适应选址越来越偏远和保证各种不同水平的操作人员都能平稳、安全的操作，应当配备机组级的APS功能，此功能的设置提高了机组的自动化水平、可以有效的减少机组的误操作率。
从目前来看，火力发电厂自启停功能的配置不仅成为了火电机组提高自动化水平的发展趋势，也成为发电企业控制成本、提高效率的有效手段之一。
关键词：火电机组；自启停(APS)结构设计；方案优化在现阶段的电力生产体系中，尽管新能源和核能大军正在突起，但是就整个电力体系构架中，火力发电以其稳定的输出和相对便捷的的调节仍占据着电力系统的主导地位。
自启停系统的建立在提高了火力发电机组自动化控制水平的同时有效的降低了火力发电厂的人工成本，提高了整体效益，能够有效解决目前火力发电厂的选址偏远，人员流动性大的问题。
APS系统事机组顺控系统中最高一级的顺序控制。
它根据机组工艺流程在启停过程中不同阶段的需要和对机组工况全面、准确、迅速的监测情况，通过大量的条件和逻辑判断，向个功能（子）组或现场设备发出控制指令，使机组在冷态、温态、热态和极热态方式下进行启停。
一、自启停系统（APS）的结构设计现阶段APS的整体结构均采用金字塔形结构，总体上分为4层，即机组控制级、功能组控制级、功能子组控制级和单个设备控制级。
机组控制级是整个机组启停控制的管理中心，它根据系统和设备的运行情况，向底层功能组、功能子组发出启动和停止的指令，保证机组的安全运行。
完善的功能（子）组的设计是实现APS的基本保障。
单个设备控制级接受功能（子）组控制级来的命令，与生产过程直接联系。
采用上述分层控制方式，每层的任务明确，层与层之间接口界限分明，同时4层之间的联系密切可靠。
关于APS系统在火电厂应用的探讨
摘要：aps是火电机组高度自动化的控制系统，采用先进的控制策略，能识别机组和设备的运行状态。
aps按照预设的运行曲线控制设备，使机组运行最优化，从而全面提高了电厂自动化运行水平，确保机组的安全、经济运行。
本文从设计、采购、调试、及运行阶段对新建火电机组aps系统的应用进行了探讨，并提出了运行应注意的事项。
关键词：火电机组；应用；aps；探讨；设计1引言近几年，随着火力发电厂机组容量的增大，运行参数的不断提高，发电机组的设备数量也越来越多，对控制系统提出了越来越高的要求。
对机组的经济安全稳定运行也提出跟高的要求。
同时国产机组主辅机可控性也不断提高，机组自启停控制功能越来越得到重视，为了提高机组启停阶段操作的正确性及规范性，减轻运行人员工作强度，缩短机组启停时间，从整体上提升机组自动化水平，一些大容量国产机组开始尝试实现机组自启停功能。
2 aps功能实施探讨机组自启停功能的实现不是简单的控制功能的增加，而是一个系统工程；为实现这一功能，锅炉、汽机、电气、仪控等专业都需要做大量的工作，并且包含在机组建设的各个阶段，这些工作包括设计、设备?购、调试、运行等阶段。
2.1初设阶段aps功能涉及到方方面面的工作，在工程建设中应尽早进行分析论证，设计单位应在可研报告中增加aps的专题报告，并说明实现aps功能的实施方案，同时进行经济分析；建设单位应做深入细致的调研工作，组织专家对设计院的专题报告进行审?耍?尽早做出决定。
必须明确aps要求，才能进行下一步的工作。
2.2详设阶段目前国内机组普遍的控制水平为一人为主、两人为辅，在少量就地人员的配合下实现机组的启停控制；对应这一控制水平，在工艺上有部分阀门等设备为就地手动操作，有些辅机的辅助系统（辅机的润滑系统、冷却系统等）也在就地控制。
为实现aps功能，需要将这些就地手动控制的设备改为能够实现远方控制功能的设备。
各工艺专业在可研阶段就应当明确是否实现aps功能；在初步设计阶段应确定为实现aps功能需要对工艺系统进行哪些修改，在主机及辅机设备招标时就提出相应要求。
国外660MW燃煤机组APS的实施
国外660MW燃煤机组APS的实施一、660MW燃煤机组APS的基本情况660MW燃煤机组APS是指具有660兆瓦发电能力的燃煤机组，APS则代表了先进煤粉燃烧系统（Advanced Pulverized Coal Firing System）。
该系统利用高效煤粉燃烧技术，通过煤粉的高温高压燃烧产生蒸汽驱动汽轮机发电。
相较于传统的煤炭发电技术，660MW燃煤机组APS在燃烧效率、环保性能和运行稳定性等方面有了较大的提升，成为了当今煤炭发电行业中的领先技术之一。
1. 高效节能660MW燃煤机组APS利用先进的煤粉燃烧系统，对煤粉进行高效燃烧，使热能得到更充分的利用。
在发电过程中，它能够更充分地转化煤炭中的化学能和热能，发电效率明显提高，节能效益显著。
2. 低排放环保660MW燃煤机组APS采用了先进的环保设备和技术，在燃烧过程中能够减少污染物的排放。
与传统的煤炭发电相比，其二氧化硫、氮氧化物和颗粒物排放量显著减少，大大改善了环境质量。
3. 运行稳定可靠660MW燃煤机组APS采用了先进的控制系统和监测设备，能够对燃烧过程和发电运行进行精准监控和调节。
其结构设计和设备选型经过精心优化，使得其运行更加稳定可靠，大大降低了设备故障和停机的风险。
4. 经济性优势660MW燃煤机组APS利用了现代化的发电技术和设备，具有较高的发电效率和较低的运行成本。
在煤炭资源丰富的地区，使用660MW燃煤机组APS发电可以获得更具竞争力的电价，带动当地经济发展。
1. 南非Hendrina电厂南非Hendrina电厂是一座大型燃煤发电厂，该厂拥有多台660MW燃煤机组APS，是南非国内最大的煤炭发电基地之一。
APS技术的应用使得该电厂的发电效率得到了大幅提升，同时大大降低了环境排放，成为南非的一个典范。
2. 澳大利亚Kogan Creek电厂澳大利亚Kogan Creek电厂是澳大利亚最大的煤炭发电项目之一，采用了多台660MW燃煤机组APS。
智慧电厂火电燃煤机组APS的一指联锁
智慧电厂火电燃煤机组APS的一指联锁发电机组出于运行安全需求，部分辅机按相同容量双重或多重配置，正常工作时至少有1台设备运行，余者处于备用状态，应急时采用“自动联锁”启动备份。
联锁启动备用设备原因有两种，一是在运设备故障跳闸，二是工艺系统欠出力，前者称为“电气联锁”，后者叫做“热工联锁”。
运行设备启、停和备用设备联锁投、切过程以及备用设备联锁启动是一种受时间和状态双重制约的“条件控制”。
即备用设备若要投入联锁，运行设备必须先行启动，备用设备自动联锁启动则须在运设备已跳闸或欠出力，在运设备停运必须先解除备用设备联锁。
设备联锁人工投入时，① 手动启动第一台设备，② 待工艺参数稳定，再手动合闸联锁开关，第二台设备投入联锁备用。
切除时，③ 停止在运设备前，人工先行手动断开联锁开关，切除备用设备联锁，④ 手动操作停止在运设备。
当前，绝大多电厂联锁设备的运行、备用和联锁开关的投、切以及状态监测、判定等相互关联的一系列操作都由人工完成。
如果要实现顺序控制的“一键启停”，设备联锁投、切必须全自动，DCS要具备算联锁设备状态监测、判定的“思维”能力和“联锁开关投、切” 的自动操作，上述①～④的监测、确认与操作由逻辑来完成，还不止这些，还应具备在运设备记忆、电气联锁、热工联锁、异常自检等功能。
人工操作也简化成一次完成，如同操作一部“傻瓜相机”。
我们把具有这种能力的自动联锁定义为“一指联锁”。
1 、智能自动选择器(1)自动选择器（AUTO SELECTOR）APS“全自动”意味着参与APS的系统或设备接到指令后执行过程顺畅、连贯，操作人员在向顺序控制系统发出启动命令后，顺序控制逻辑应当在设备管辖范围内自动完成所有控制功能，不能再出现任何额外的对被控设备改变状态或功能的人为操作。
为了实现顺序控制全过程自动，应当杜绝设备联锁的人工切投，顺序控制当中的联锁投、切一定要自动完成。
这就要求联锁投、切时机必须脱离设备状态的约束，联锁设备运行之前联锁开关就应该有选择的自动投入，联锁设备停止之前联锁开关可以适时的自主解除。
国外660MW燃煤机组APS的实施
国外660MW燃煤机组APS的实施随着全球能源需求不断增长，燃煤发电已成为许多国家主要的能源供应方式之一。
为满足这一需求，许多国家选择采用现代化、高效率的燃煤机组来进行发电。
660MW燃煤机组是一种常见的选择，它具有较大的发电容量和高效率。
本文将介绍一种国外660MW燃煤机组APS的实施情况，以及其在能源供应中的作用。
APS（Advanced Power System）是一种高效、环保的燃煤发电技术，它能够在减少排放的同时提高发电效率。
APS使用超临界压力锅炉和超临界蒸汽轮机，通过提高煤燃烧的温度和压力，从而提高发电效率。
与传统的燃煤发电相比，APS具有更低的排放量和更高的能源利用率，因此受到了许多国家的青睐。
在国外，许多国家已经开始实施660MW燃煤机组APS项目。
这些项目通常由政府或能源公司发起，并得到了相应的资金支持。
在项目的实施过程中，需要进行设备采购、工程建设和技术改造等工作。
设备采购是项目的重要环节之一，因为高效的燃煤机组和先进的燃烧技术是实施APS项目的关键。
工程建设和技术改造也需要经过精心的规划和实施，以确保项目能够在预定的时间内完成并达到预期的效果。
一旦660MW燃煤机组APS项目完成并投入运营，它将对能源供应和环境保护产生重要的影响。
APS项目将大大提高当地的发电能力，可以满足日益增长的能源需求。
尤其是在工业化程度较高的地区，660MW燃煤机组能够提供充足的电力供应，支持当地的工业生产和生活需求。
与此APS项目还能够减少燃煤发电对环境的不良影响。
由于APS具有更高的能源利用率和更低的排放量，它能够降低燃煤发电对大气和水质的污染，保护当地的生态环境。
660MW燃煤机组APS项目还能够带动当地的经济发展。
在项目的实施过程中，需要大量的人力和物力投入，这将创造就业机会、促进基础设施建设和引进先进的技术。
随着项目的投产，当地的电力供应能力将得到提升，这将为当地企业的发展提供更为稳定和可靠的能源保障。
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Fuel control
Air control
Load control
FGD FGD
Auxiliary
Electrical ECS
Boiler BMS Data Acquisition System (DAS) Sequence Control System (SCS) Modulating Control System (MCS) DEH
Turbine ETS BPC
2/ 2011-3-17
APS应用目的及现状
为什么要应用APS 为什么要应用
• • • 大型火力发电机组的运行对操作人员的要求 机组安全、稳定运行的需求 现代化的发电厂运营管理上的需求
国内燃煤机组实现APS的技术难点 的技术难点 国内燃煤机组实现
1. 燃煤机组工艺过程复杂，各工艺系统的配合要求高，且运行方式多变，对于自动控 制系统的设计要求较高 2. 3. 设备的可用性、可靠性要求高 从机组自动启/停的控制需求考虑，要求纳入自动控制系统的仪控设备较多，新建机 组从控制项目投资的角度考虑，往往有所保留
• • • • • • • 步序阶段化 基于断点的程序设计 逻辑模块化 判据条理有序化 程序重定位 不同工况下的选择跳转 系统接口规范化 便于独立组态、调试 必要的人工干预点 事故处理及报警 断点1 断点
功能组1 功能组 功能组2 功能组
APS LEVEL 1
断点2 断点 断点n 断点
子组1 子组 子组2 子组 子组n 子组
APS提供的主要控制功能
• • 分阶段的全程机组启/停，运行操作指导 机组启停过程监控及实时异常报警
断点允许条件
本断点 功能组
功能组监控
断点操作 APS操作指令提示 APS操作指令提示 断点功能组报警信息
6/ 2011-3-17
APS提供的主要控制功能
• 丰富的过程功能组，包括： 凝水系统全程上水功能组 风/烟组全程自动控制 锅炉自动点火控制 全程给水控制(旁路阀-主给水阀切换、电泵差压-水位控制切换、给 水泵并/退泵) 锅炉自动燃料控制 不同启动方式下的旁路自动控制 汽轮机ATC控制 磨全程自动控制
自动启动功能，规范了运行操作工艺，简化了运行操作强度，使电厂的自动化水平跃 上了一个新台阶”
——江苏利港电力有限公司发电主管，林益明
12 / 2011-3-17
利港#4机组 机组DCS改造 改造APS项目 案例分享 – 利港 机组 改造 项目
13 / 2011-3-17
利港#4机组 机组DCS改造 改造APS项目 案例分享 – 利港 机组 改造 项目
14 / 2011-3-17
7/ 2011-3-17
GE DCS产品在APS应用的特点
适合APS应用的专门化算 法模块，规范的程序接口 MSFT、ES/MA、DEVICE、 STEP 、DEVSWH 图形化的组态工具 全面的仿真调试、测试解 决方案 VDPU、仿真系统、第三 方仿真系统接口 简化APS程序结构，便于 控制策略的修改及程序调 试
Grid load demand APS (Automatic Plant Start-up/shut down) APS (Automatic Plant Start Coordinating Control System (CCS)
Water supply control Steam Temp. control
和现场设备、流程基本吻合的仿真系统 运行操作人员的培训、操作验证
客户的全力参与是项目成功的关键
11 / 2011-3-17
成功案例 －江苏利港电厂APS
江苏利港电厂#4机组DCS改造
• • 一体化控制系统改造 机组自启停(APS)功能
项目里程碑
• • • • • 2009年4月，项目启动 2009年9月，项目出厂 2009年10月，现场安装、调试 2009 10 2009年12月，机组启动，APS投运 2010年4月，整个APS启动完整投运 “GE应用XDPS分散控制系统在利港电厂的改造中融合了APS技术，基本实现了电厂的
火力发电厂自动启/停机控制系统(APS)
什么是APS
APS (Automatic Plant Start-up and Shut down System) － 火力发电厂自动启/停机控制系统，即能够按照火力发电的热力 流程和设备运行工况，调动并协调各功能子系统进行预定参数、预 定进程的控制，从而使得整个机组能够在极少的人工干预下自动、 安全地完成启动或停运过程的自动控制系统。
9/ 2011-3-17
专家认证
“江苏利港电厂一键启停(APS)技术交流 会” 2010年5月，无锡
10 / 2011-3-17
APS项目的实施
Participator
方案设计
Human resource(GE) 8 weeks/2 persons 8 weeks/2 persons 4 weeks/1 person 8 weeks/2 persons 1 weeks/2 persons 4 weeks/1 person • •
设备驱动级
LEVEL 2
设备驱动级 设备驱动级
功能组m 功能组
程序结构
• • Level 1 - APS操作管理层 启动、停止APS程序；启动模式判断及选择；机组启/停状态监视 Level 2 - 断点步序程序 APS构成的核心内容，即按照预定的操作顺序逐一实现设备的启停和控制
5/ 2011-3-17
以利港电厂为例，350MW，420个开关设备，95个模拟调节设备 80%纳入APS控制，人工操作时间开关量设备每个10s；模拟量回路每个 20s，总计需要的操作时间约4850s，而通过APS程序控制，按20%的操作 时间计算，则节省的操作时间为3800s左右，即大约1小时
规范应对机组启停过程中的故障工况，提高机组异常处理能力 规范运行人员的操作，减少操作失误 完善联锁保护逻辑，提高机组长期安全运行水平 除机组正常启停采用断点控制外，可以灵活实现阶段操作，减轻 运行人员的操作强度
国内应用APS的电厂 的电厂 国内应用
广东珠海电厂一期2*700MW， 河津电厂一期2*350MW，山东日照电厂
3/ 2011-3-17
APS控制系统架构
机组级（各断点控制） 机组级（各断点控制） APS 指令中心
其他功能组
功能组级
锅炉上水
风烟组
其他子组
单元级（设备子组） 单元级（设备子组）
空预器子组
Where Office/Site (5-5) Office Office Office/Site (5-5) Office Site
GE/Customer GE GE GE/Customer GE/Cust组态
仿真调试
FAT
现场调试投运
• •
3次DLM (包括APS仿真验收) 1~2位客户资深运行人员的全程参与
引风机子组
其他子组设备
设备级
引风机油泵
引风机挡板
引风机
功能设计需要考虑的几个问题
• • APS功能与设备正常连锁保护的协调 自动调节回路在机组启停的各个阶段，其控制模式、目标值设定、控制手 段的安全、无扰切换
4/ 2011-3-17
GE APS解决方案
断点”方式实现APS “断点”方式实现 系统结构
方便APS组态的实现，节 省工程实施时间 验证APS设计方案，缩短 系统现场调试时间，APS 功能成功实施的保障
8/ 2011-3-17
客户价值
实现机组APS功能，在提高机组自动化控制水平的同时，全面提高 机组的运行水平和管理水平，主要体现在： 缩短机组启停时间，提高自动调节品质，提高机组长期经济运行 水平