———汽機軸封暖管調節——粵電新會電廠燃機APS規劃與設計（八）“復合變量”的熱工系統實現挨次掌握“一鍵啟停”，有較高的技術難度，所謂的復合變量指的是在一個熱工掌握系統中，既有開關量又有模擬量。開關量和模擬量是兩種特性完全不同的過程參量，單純的開關量掌握一般的都是采納條件規律，或者是條件規律加時序掌握。模擬量調整通常采納PID算法，在電廠的熱工掌握系統中，調整離不開PID，但PID卻不是萬能的，常規PID回路調整的工作方式限制了挨次掌握的“一鍵啟停”。從某種意義上說，APS勝利與否取決于熱工系統順控的“一鍵啟停”，而熱工系統順控的“一鍵啟停”又取決于熱工系統中模擬量調整回路能否與開關量挨次掌握“無縫連接”。所以，我們也可以認為，具有和開關量無縫連接的模擬量調整回路才是APS勝利與否的“關鍵先生”。

新會電廠燃氣—蒸汽聯合循環機組APS項目，設計了一種智能化的模擬量調整回路，能夠實現開關量和模擬量的“無縫連接”，成為機組APS的基礎規律。智能化的模擬量調整回路除了保持原有的PID算法，增加和融合了“三態式切換”、“隨動定值”和超馳掌握功能，應用時，只需“一次硬手操”，其后“兩次軟規律”適時完成自動/手動切換，規律全程自動給定調整器定值以及超馳變換調整方式，使用者會體驗到操作“傻瓜相機”的感覺。

圖1汽機軸封系統圖

機組中的設備會由于運行方式的轉變而體現出不同的重要程度。同樣是汽機軸封系統，同樣是機組的幫助系統，同樣在啟停過程中應用，以DSS（每日啟停）方式運行的燃氣—蒸汽聯合循環機組，啟停操作比燃煤機組高出的頻次以百次為計量單位。有些事物會由量變轉為質變，毫無疑問，機組頻繁啟停事關汽輪機的運行平安和經濟效益，汽機軸封系統的重要性在燃氣—蒸汽聯合循環機組的啟停中突顯出來。

新會電廠的軸封系統在機組較高負荷時轉為自密封系統，機組啟動過程中或較低負荷時，軸封蒸汽來自于軸封母管（均壓箱），軸封母管的汽源取自幫助蒸汽或冷再蒸汽，通常狀況下，以幫助蒸汽為主。

新會電廠的汽機真空系統已經實現了“一鍵啟停”，軸封系統是真空系統“一鍵啟停”挨次掌握的充要組成部分。真空系統順控的第一步對軸封系統的設備進行預置，關閉汽源，打開疏水；其次步，打開幫助蒸汽電動門，開頭暖管；第三步，暖管完成，系統升壓；其后，投軸封風機、啟動真空泵單元順控。從真空系統挨次掌握的第一步，就有軸封系統的模擬量調整回路參加，軸封母管的溢流閥被超馳置位在100%。其次步軸封輔汽壓力調整回路開頭參加其中（參閱圖2）直至真空系統順控啟動完成。

輔汽壓力調整是一個單級PID閉環負反饋回路，由PID調整器、三態式智能切換器、隨動定值給定規律和超馳掌握等算法構建而成。

三態式智能切換器監視兩個輸入條件，“熱工設備可用”和“工藝系統啟動”，兩個條件都滿意，三態式智能切換器就將PID調整器的輸出回來接通（至切換器T4的輸入端）。假如“熱工設備可用”而“工藝系統啟動”條件不滿意，調整回路提示“汽封母管壓力調整在伺服（Stand—By）”。

“熱工設備可用”條件來自調整回路的M/A站，需要人工“一次硬手操”，在DCS操作員站汽封母管壓力調整操作面板上點擊“自動”，規律自檢以下狀態均不存在，1）PID調整器輸入偏差超差；2）汽封母管壓力信號品質特別；3）調整回路輸出與軸封輔汽調整閥位偏差高高；4）軸封輔汽調整閥電源消逝。則，M/A站輸出信號“熱工設備可用”至三態式智能切換器。

圖2軸封壓力調整原理圖

“工藝系統啟動”條件來自軸封系統設備的工作狀態，是與開關量與模擬量交互掌握的通道。當熱工設備可用，滿意工藝系統啟動條件（條件相與），1）軸封輔汽電動門已在全開位；2）軸封輔汽調整閥閥位≥50%或軸封暖管已完成，調整回路投入“自動調整”。

超馳掌握，由切換器T4、T5來實現。T4接受的設備指令有兩條，來自真空系統順控步序規律的第一步，是真空系統啟動的預置指令。1）置軸封輔汽調整閥閥位=0%；2）全關軸封輔汽電動閥。符合任一條件，切換器T4接通YES端口，給定器賦值=0%，全關軸封輔汽調整閥。真空系統順控的其次步發出指令開軸封輔汽調整閥，若此時軸封暖管尚未完成，給定器發出55%目標閥位，通過切換器T5和T6的YES端口發出軸封輔汽調整閥開至55%的指令（M/A站早在真空系統順控啟動前已經人工“一次硬手操”切換至自動，MODE=“1”，T6接通YES），加上真空系統順控步序規律第一步已經打開的溢流閥（開度=100%）、均壓箱疏水閥（全開位置）以及其次步打開的軸封輔汽電動閥（全開位置）構成了軸封母管的暖管通道，幫助蒸汽對軸封母管加熱升溫。

隨動定值給定規律，利用切換器T1、T2、T3組合而成，對投入軸封母管的工況變化給予隨機變動的軸封壓力給定值。暖管階段（暖管未完成，觸發器RS1輸出=“0”）的軸封壓力由切換器T2接通函數發生器FX2，軸封暖管壓力給定在5kPa，暖管溫度250℃時，軸封壓力給定在10kPa。FX2的軸封壓力輸出隨軸封母管的暖管溫度上升而增加。

暖管過程中，汽封蒸汽母管壓力調整回路維持汽封母管壓力不超過10kPa。待汽封母管溫度≥250℃、汽機低壓汽封溫度＞90℃，暖管完成。其后，發出指令，全關汽封母管至疏水擴容器氣動閥；按20%/分鐘速率關閉汽封母管溢流閥，幫助維持軸封母管壓力穩定上升。汽封蒸汽母管壓力≥10kPa，啟動軸封風機。軸封加熱器負壓＜-3kPa（表示軸封風機啟動且已正常工作），啟動真空泵單元順控。

暖管完成的信號自真空系統順控規律發出，觸發器RS1（只有一臺軸封風機在運行，置零端=“0”）接到信號后輸出=“1”，分別完成，1）令切換器T5接通三態式智能切換器；2）持續確保軸封壓力調整回路工作在“自動調整”；3）切換T2接通函數FX2給定軸封壓力。

真空泵啟動后，凝汽器真空將上升，軸封母管壓力由函數FX1給定，凝汽器壓力=-60kPa，給定軸封壓力35kPa，凝汽器壓力低于-60kPa后，切換器T1接通軸封壓力調整回路的給定器，由人工設定機組正常工作時的軸封壓力=40kPa。

函數FX3是真空系統順控停運后軸封壓力的給定值，運行中的真空泵停運觸發RS2接通函數FX3，凝汽器壓力從-92kPa降至-2.5kPa，軸封壓力給定在8kPa。

以上就是軸封母管壓力調整回路在真空系統“一鍵啟停”順控中起到的作用，我們看到，只是在真空系統順控啟動前利用DCS操作員站的軸封母管壓力調整回路操作面板單擊一次“自動”，手動設定一次軸封母管壓力調整器的軸封壓力給定值，其后的調整回路投“自動調整”，調整器的定值給定，調整回路執行機構的超馳掌握，全部由DCS自行完成，實現了與真空系統順控的開關量狀態變化“無縫連接”，真正地做到了真空系統順控的“一鍵啟停”。

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“復合變量”的熱工系統實現挨次掌握“一鍵啟停”，有較高的技術難度，所謂的復合變量指的是在一個熱工掌握系統中，既有開關量又有模擬量。開關量和模擬量是兩種特性完全不同的過程參量，單純的開關量掌握一般的都是采納條件規律，或者是條件規律加時序掌握。模擬量調整通常采納PID算法，在電廠的熱工掌握系統中，調整離不開PID，但PID卻不是萬能的，常規PID回路調整的工作方式限制了挨次掌握的“一鍵啟停”。從某種意義上說，APS勝利與否取決于熱工系統順控的“一鍵啟停”，而熱工系統順控的“一鍵啟停”又取決于熱工系統中模擬量調整回路能否與開關量挨次掌握“無縫連接”。所以，我們也可以認為，具有和開關量無縫連接的模擬量調整回路才是APS勝利與否的“關鍵先生”。

新會電廠燃氣—蒸汽聯合循環機組APS項目，設計了一種智能化的模擬量調整回路，能夠實現開關量和模擬量的“無縫連接”，成為機組APS的基礎規律。智能化的模擬量調整回路除了保持原有的PID算法，增加和融合了“三態式切換”、“隨動定值”和超馳掌握功能，應用時，只需“一次硬手操”，其后“兩次軟規律”適時完成自動/手動切換，規律全程自動給定調整器定值以及超馳變換調整方式，使用者會體驗到操作“傻瓜相機”的感覺。

圖1汽機軸封系統圖

機組中的設備會由于運行方式的轉變而體現出不同的重要程度。同樣是汽機軸封系統，同樣是機組的幫助系統，同樣在啟停過程中應用，以DSS（每日啟停）方式運行的燃氣—蒸汽聯合循環機組，啟停操作比燃煤機組高出的頻次以百次為計量單位。有些事物會由量變轉為質變，毫無疑問，機組頻繁啟停事關汽輪機的運行平安和經濟效益，汽機軸封系統的重要性在燃氣—蒸汽聯合循環機組的啟停中突顯出來。

新會電廠的軸封系統在機組較高負荷時轉為自密封系統，機組啟動過程中或較低負荷時，軸封蒸汽來自于軸封母管（均壓箱），軸封母管的汽源取自幫助蒸汽或冷再蒸汽，通常狀況下，以幫助蒸汽為主。

新會電廠的汽機真空系統已經實現了“一鍵啟停”，軸封系統是真空系統“一鍵啟停”挨次掌握的充要組成部分。真空系統順控的第一步對軸封系統的設備進行預置，關閉汽源，打開疏水；其次步，打開幫助蒸汽電動門，開頭暖管；第三步，暖管完成，系統升壓；其后，投軸封風機、啟動真空泵單元順控。從真空系統挨次掌握的第一步，就有軸封系統的模擬量調整回路參加，軸封母管的溢流閥被超馳置位在100%。其次步軸封輔汽壓力調整回路開頭參加其中（參閱圖2）直至真空系統順控啟動完成。

輔汽壓力調整是一個單級PID閉環負反饋回路，由PID調整器、三態式智能切換器、隨動定值給定規律和超馳掌握等算法構建而成。

三態式智能切換器監視兩個輸入條件，“熱工設備可用”和“工藝系統啟動”，兩個條件都滿意，三態式智能切換器就將PID調整器的輸出回來接通（至切換器T4的輸入端）。假如“熱工設備可用”而“工藝系統啟動”條件不滿意，調整回路提示“汽封母管壓力調整在伺服（Stand—By）”。

“熱工設備可用”條件來自調整回路的M/A站，需要人工“一次硬手操”，在DCS操作員站汽封母管壓力調整操作面板上點擊“自動”，規律自檢以下狀態均不存在，1）PID調整器輸入偏差超差；2）汽封母管壓力信號品質特別；3）調整回路輸出與軸封輔汽調整閥位偏差高高；4）軸封輔汽調整閥電源消逝。則，M/A站輸出信號“熱工設備可用”至三態式智能切換器。

圖2軸封壓力調整原理圖

“工藝系統啟動”條件來自軸封系統設備的工作狀態，是與開關量與模擬量交互掌握的通道。當熱工設備可用，滿意工藝系統啟動條件（條件相與），1）軸封輔汽電動門已在全開位；2）軸封輔汽調整閥閥位≥50%或軸封暖管已完成，調整回路投入“自動調整”。

超馳掌握，由切換器T4、T5來實現。T4接受的設備指令有兩條，來自真空系統順控步序規律的第一步，是真空系統啟動的預置指令。1）置軸封輔汽調整閥閥位=0%；2）全關軸封輔汽電動閥。符合任一條件，切換器T4接通YES端口，給定器賦值=0%，全關軸封輔汽調整閥。真空系統順控的其次步發出指令開軸封輔汽調整閥，若此時軸封暖管尚未完成，給定器發出55%目標閥位，通過切換器T5和T6的YES端口發出軸封輔汽調整閥開至55%的指令（M/A站早在真空系統順控啟動前已經人工“一次硬手操”切換至自動，MODE=“1”，T6接通YES），加上真空系統順控步序規律第一步已經打開的溢流閥（開度=100%）、均壓箱疏水閥（全開位置）以及其次步打開的軸封輔汽電動閥（全開位置）構成了軸封母管的暖管通道，幫助蒸汽對軸封母管加熱升溫。

隨動定值給定規律，利用切換器T1、T2、T3組合而成，對投入軸封母管的工況變化給予隨機變動的軸封壓力給定值。暖管階段（暖管未完成，觸發器RS1輸出=“0”）的軸封壓力由切換器T2接通函數發生器FX2，軸封暖管壓力給定在5kPa，暖管溫度250℃時，軸封壓力給定在10kPa。FX2的軸封壓力輸出隨軸封母管的暖管溫度上升而增加。

暖管過程中，汽封蒸汽母管壓力調整回路維持汽封母管壓力不超過10kPa。待汽封母管溫度≥250℃、汽機低壓汽封溫度＞90℃，暖管完成。其后，發出指令，全關汽封母管至疏水擴容器氣動閥；按20%/分鐘速率關閉汽封母管溢流閥，幫助維持軸封母管壓力穩定上升。汽封蒸汽母管壓力≥10kPa，啟動軸封風機。軸封加熱器負壓＜-3kPa（表示軸封風機啟動且已正常工作），啟動真空泵單元順控。

暖管完成的信號自真空系統順控規律發出，觸發器RS1（只有一臺軸封風機在運行，置零端=“0”）接到信號后輸出=“1”，分別完成，1）令切換器T5接通三態式智能切換器；2）持續確保軸封壓力調整回路工作在“自動調整”；3）切換T2接通函數FX2給定軸封壓力。

真空泵啟動后，凝汽器真空將上升，軸封母管壓力由函數FX1給定，凝汽器壓力=-60kPa，給定軸封壓力35kPa，