APS被定義為機(jī)組自動(dòng)程序啟停系統(tǒng)，即為程序控制，其中就有順序控制和模擬量調(diào)節(jié)，在模擬量調(diào)節(jié)中，鍋爐給水和燃燒兩大控制回路須“一鍵啟停” 作為基礎(chǔ)才能抬升APS自動(dòng)化的高度，鍋爐燃燒控制又包括風(fēng)煙調(diào)節(jié)和燃料調(diào)節(jié)，燃料調(diào)節(jié)有兩種燃燒器，油槍和煤粉燃燒器，而煤粉燃燒器的煤粉源頭就來(lái)自鍋爐制粉系統(tǒng)，制粉系統(tǒng)程序控制邏輯智能化 ，是確保APS成功的細(xì)節(jié)。毫不夸張的說(shuō)，若APS成功，首先要過(guò)制粉系統(tǒng)“一鍵啟停”這一關(guān)，這是構(gòu)建APS的正確方向。鍋爐制粉系統(tǒng)“一鍵啟停”何以為 “關(guān)”？關(guān)者，難點(diǎn)也。斬關(guān)奪隘，過(guò)后就是坦途。
01 制粉系統(tǒng)主要設(shè)備和控制
燃煤機(jī)組鍋爐都配有煤粉燃燒器，以4角噴燃煤粉爐為例，通常300MW機(jī)組設(shè)計(jì)有5層煤粉燃燒器，額定負(fù)荷運(yùn)行4層，一層輪換備用，600MW等級(jí)機(jī)組有6層煤粉燃燒器，5用1備。每層有4只噴燃器，每層燃燒器配備一套以磨煤機(jī)為核心的制粉系統(tǒng)。入爐煤品質(zhì)特性不同，有多種構(gòu)造形式的磨煤機(jī)和制粉系統(tǒng)配合應(yīng)用，本文以碗式磨輥中速磨制粉系統(tǒng)為例進(jìn)行討論。
圖1 鍋爐制粉系統(tǒng)
1）制粉系統(tǒng)的設(shè)備
1、磨煤機(jī)；2、潤(rùn)滑油泵；3、輥壓力油泵；4、出口擋板；5、熱風(fēng)閘板；6、旋風(fēng)分離器；7、給煤機(jī)；8、給煤閘板；9、冷風(fēng)閘板；10、磨密封風(fēng)閥；11、氮?dú)馊肟陂y。
12、給煤機(jī)密封閥
2）制粉系統(tǒng)的控制
1、風(fēng)量調(diào)節(jié)（PID）；2、出口溫度調(diào)節(jié)（PID）；3、給煤調(diào)節(jié)（PID）；4、旋風(fēng)分離器調(diào)節(jié)（偏差）；5、磨輥油壓調(diào)節(jié)（兩位）；5、制粉系統(tǒng)程序控制。
02 制粉系統(tǒng)概述
磨煤機(jī)為碗式磨輥中速磨，最大出力69.5t/h，電機(jī)功率740kW，磨輥液壓可調(diào)，每臺(tái)磨煤機(jī)配置液壓油泵和潤(rùn)滑油泵各1臺(tái)，磨煤機(jī)出口裝有變頻調(diào)速旋風(fēng)分離器，底部裝有石子煤斗，皮帶稱重給煤機(jī)配備電子皮帶秤（量程15.3～76.5 t/h）。合格的煤粉在鍋爐一次風(fēng)挾帶下通過(guò)磨煤機(jī)出口4根煤粉管經(jīng)煤粉燃燒器對(duì)角噴入爐膛的同一層。煤粉燃燒器采用直吹式低溫送粉，磨煤機(jī)入口通入的熱風(fēng)（HOT AIR）和冷風(fēng)（COLD AIR）都來(lái)自一次風(fēng)機(jī)，熱風(fēng)經(jīng)過(guò)鍋爐空氣預(yù)熱器加熱，而冷風(fēng)直接取自一次風(fēng)機(jī)出口，冷、熱風(fēng)在磨煤機(jī)入口混合。磨煤機(jī)和給煤機(jī)都配有密封風(fēng)，磨煤機(jī)密封風(fēng)來(lái)自鍋爐一次風(fēng)機(jī)出口，經(jīng)密封風(fēng)機(jī)升壓后供磨煤機(jī)密封，給煤機(jī)密封風(fēng)從磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板前引出。磨煤機(jī)入口熱風(fēng)管上安裝有熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板，控制進(jìn)入磨煤機(jī)的風(fēng)量，冷風(fēng)管上同樣裝有調(diào)節(jié)擋板，用于調(diào)節(jié)磨煤機(jī)出口溫度。冷風(fēng)、熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板后都安裝有風(fēng)門截止閘板，用作磨煤機(jī)停運(yùn)后的系統(tǒng)隔離。
每套制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)有給煤、風(fēng)量、出口溫度、旋風(fēng)分離器轉(zhuǎn)速和磨輥壓力油調(diào)節(jié)5套模擬量自動(dòng)回路，能夠自動(dòng)地投“自動(dòng)”，從設(shè)備啟動(dòng)到正常調(diào)節(jié)全過(guò)程不需要人為干預(yù)，一鍵啟停。
03 制粉系統(tǒng)一鍵啟停的標(biāo)準(zhǔn)
鍋爐制粉系統(tǒng)被控對(duì)象既有開關(guān)量又有模擬量，控制方式既有順序控制又有回路自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且設(shè)備順序啟停過(guò)程中，模擬量自動(dòng)調(diào)節(jié)也在適時(shí)投入工作。所以，我們把鍋爐制粉系統(tǒng)控制定義為：復(fù)變參量程序控制。
制粉系統(tǒng)一鍵啟停的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)是：
1）模擬量自動(dòng)調(diào)節(jié)回路須能從工藝系統(tǒng)停止?fàn)顟B(tài)至設(shè)備正常運(yùn)行“自舉自動(dòng)”。調(diào)節(jié)器定值隨動(dòng)給定、偏差自動(dòng)糾偏，從開環(huán)控制自動(dòng)地投入閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)，設(shè)備啟動(dòng)前調(diào)節(jié)回路即可投入自動(dòng)。
2）開關(guān)量設(shè)備在設(shè)備級(jí)須有手動(dòng)操作和自動(dòng)控制兩種工作方式。杜絕順序控制過(guò)程中的手動(dòng)/自動(dòng)混搭現(xiàn)象，確保自動(dòng)控制功能本質(zhì)安全。
3）開關(guān)量設(shè)備冗余聯(lián)鎖須智能選擇、自動(dòng)投入和切除，自動(dòng)聯(lián)鎖投入時(shí)機(jī)應(yīng)在設(shè)備啟動(dòng)前。
如果換一種說(shuō)法，就是一旦按下制粉系統(tǒng)程序控制的“啟動(dòng)”或“停止”按鈕，一切皆由自動(dòng)裝置（DCS）自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，運(yùn)行操作人員只需動(dòng)眼無(wú)須動(dòng)手，制粉系統(tǒng)即可設(shè)備啟動(dòng)、鋪煤、制粉乃至吹掃，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程、全工況、全自動(dòng)運(yùn)行。
國(guó)內(nèi)已有大型燃煤機(jī)組（700MW）實(shí)現(xiàn)了鍋爐制粉系統(tǒng) 和BMS（鍋爐燃燒器管理系統(tǒng)）系統(tǒng)“一鍵啟停”，始于1999年。
表1 一鍵啟停與常規(guī)操控對(duì)比
04 自動(dòng)糾偏→自動(dòng)地投“自動(dòng)”
1.一鍵啟停要求模擬量自動(dòng)調(diào)節(jié)（MCS）回路須自動(dòng)地投“自動(dòng)”；
2.MCS有手動(dòng)遠(yuǎn)方操作和自動(dòng)回路調(diào)節(jié)兩種控制方式；
3.一鍵啟?？刂茩C(jī)組啟停過(guò)程中要求MCS從手動(dòng)遠(yuǎn)方操作切換為自動(dòng)回路調(diào)節(jié)不得人工手動(dòng)干預(yù)；
4.應(yīng)用超馳控制，實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)糾偏”功能；
5.將尚未“自動(dòng)” 的MCS，平滑地導(dǎo)向AUTO方式，實(shí)現(xiàn)MCS自動(dòng)的投“自動(dòng)”；
6.根據(jù)MCS回路不同特性，可在MCS回路伺服方式下進(jìn)行開環(huán)自動(dòng)糾偏或MCS回路已經(jīng)切換為AUTO的初始階段進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)糾偏，從而確保調(diào)節(jié)回路自動(dòng)的無(wú)擾手動(dòng)／自動(dòng)切換。
05 制粉系統(tǒng)模擬量調(diào)節(jié)
1）給煤調(diào)節(jié)
鍋爐入爐煤量的調(diào)節(jié)整體上為串級(jí)調(diào)節(jié)，給煤主調(diào)節(jié)器（COAL MSTER）PI調(diào)節(jié)，入爐煤量的給定由鍋爐主控器（BOLER MASTER）輸出（BM）和鍋爐風(fēng)量（AF）先經(jīng)過(guò)函數(shù)F（x）轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的代表煤量的參數(shù)，再通過(guò)小值選擇器（＜）進(jìn)行比較，得出給煤主調(diào)節(jié)器的給定SV值，小值選擇器在這里起到的作用是鍋爐送風(fēng)量和入爐煤量 “超前滯后、交叉限幅”，實(shí)現(xiàn)“加煤先加風(fēng)、減煤后減風(fēng)”的控制。在機(jī)組變負(fù)荷的過(guò)渡過(guò)程中，維持鍋爐過(guò)剩空氣系數(shù)始終接近設(shè)計(jì)值，確保鍋爐經(jīng)濟(jì)燃燒。主調(diào)節(jié)器輸入偏差（Δ）由給定值SV和磨煤機(jī)給煤總量（PV）的代數(shù)和得出。機(jī)組純煤燃燒工況下，各臺(tái)給煤機(jī)的給煤量在加法器（Σ）中相加，輸出經(jīng)入爐煤熱量（COAL CALORY）修正，形成PV值，再經(jīng)過(guò)乘法器（×）增益校正后進(jìn)入給煤主調(diào)節(jié)器，磨煤機(jī)不同的投入臺(tái)數(shù)對(duì)應(yīng)不同的增益，保持鍋爐給煤調(diào)節(jié)輸出特性一致。
單臺(tái)磨煤機(jī)給煤調(diào)節(jié)是鍋爐燃料調(diào)節(jié)的副調(diào)回路。給定值SV來(lái)自給煤主調(diào)節(jié)器輸出，與給煤偏置相加后再與單臺(tái)給煤量相減得出磨煤機(jī)給煤調(diào)節(jié)器的偏差（Δ），通過(guò)給煤調(diào)節(jié)器的PI運(yùn)算去調(diào)節(jié)給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速控制給煤量，磨煤機(jī)給煤調(diào)節(jié)還設(shè)有磨煤機(jī)投入初始階段的超馳控制，完成暖磨、鋪煤、咬煤等控制。
圖2 鍋爐燃料自動(dòng)調(diào)節(jié)回路原理圖
2）風(fēng)量調(diào)節(jié)
磨煤機(jī)風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)是一個(gè)單回路PI調(diào)節(jié)，過(guò)程測(cè)量信號(hào)為磨煤機(jī)入口的熱一次風(fēng)（A-MILL PRIMARY AIR FLOW），帶有溫度補(bǔ)償（A-MILL PRIMARY AIR TEMPERATURE），經(jīng)過(guò)開方和濾波（LAG）成為PV值。給定值SV由給煤機(jī)煤量（A-COAL FEEDER COAL FLOW）函數(shù)轉(zhuǎn)換成風(fēng)量與熱風(fēng)偏置（A-MILL 1RY AIR FLOW BIAS ）相加后得出。磨煤機(jī)風(fēng)量給定SV為隨動(dòng)定值，所以磨煤機(jī)風(fēng)量自動(dòng)是一個(gè)隨動(dòng)調(diào)節(jié)回路。SV與PV值相減得出調(diào)節(jié)器的輸入偏差（Δ）。調(diào)節(jié)回路的被控對(duì)象為熱一次風(fēng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板（HOT AIR DAMPER CD）。PI調(diào)節(jié)器輸出與磨煤機(jī)出口溫度自動(dòng)回路互為關(guān)聯(lián)，具有雙向解耦功能。
3）溫度調(diào)節(jié)
磨煤機(jī)“出口溫度自動(dòng)”調(diào)節(jié)的是冷一次風(fēng)，單回路PI調(diào)節(jié)，給定（SET）82℃，與磨煤機(jī)出口溫度調(diào)節(jié)回路偏置（A-MILL OUTLET TEMP. BIAS）代數(shù)相加后形成SV值，過(guò)程值PV是磨煤機(jī)出口溫度（A-MILL OUTLET TEMPERATURE），PV值減去SV值得到調(diào)節(jié)器輸入偏差（Δ）。執(zhí)行機(jī)構(gòu)為磨煤機(jī)入口冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板（COLD AIR DAMPER CD）。磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)與出口溫度調(diào)節(jié)具有交叉耦合特性。調(diào)節(jié)熱風(fēng)改變磨煤機(jī)風(fēng)量的同時(shí)也引發(fā)磨煤機(jī)出口溫度變化，而調(diào)節(jié)冷風(fēng)控制磨煤機(jī)出口溫度到給定值，磨煤機(jī)風(fēng)量隨之發(fā)生偏移。這種在調(diào)節(jié)過(guò)程中兩個(gè)回路相互影響的現(xiàn)象，就叫做回路參數(shù)的“耦合”，耦合作用令磨煤機(jī)的風(fēng)量和出口溫度調(diào)節(jié)品質(zhì)都會(huì)變差，甚至無(wú)法同時(shí)投入兩個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)回路。本文論述的磨煤機(jī)出口溫度和磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)回路設(shè)計(jì)有專門的解耦功能，有效地消除了冷、熱風(fēng)調(diào)節(jié)的耦合影響。
圖3 鍋爐制粉系統(tǒng)風(fēng)量/溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)回路原理圖
4）旋轉(zhuǎn)分離器調(diào)節(jié)
磨煤機(jī)旋風(fēng)分離器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為變頻器（Variable-frequency Drive，VFD），磨煤機(jī)電動(dòng)機(jī)電流（A-MILL CURRENT）作為過(guò)程測(cè)量值PV，給定值由給煤機(jī)煤量（A-COAL FEEDER COAL FLOW）經(jīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換生成，該自動(dòng)調(diào)節(jié)回路為開環(huán)隨動(dòng)調(diào)節(jié)，未設(shè)計(jì)PI調(diào)節(jié)器。
5）磨輥油壓調(diào)節(jié)
磨輥壓力油調(diào)節(jié)采用兩位式控制，磨輥壓力油調(diào)節(jié)給定值取自磨煤機(jī)給煤量函數(shù)，磨輥油壓將跟隨給煤量的增減而升降。磨輥油壓給定值減去磨輥油泵出口壓力形成調(diào)節(jié)偏差，偏差小于±0.3MPa，磨輥油壓維持不變。而偏差超過(guò)±0.3MPa時(shí)，磨輥油壓將被控自動(dòng)降低或升高。
06 制粉系統(tǒng)一鍵啟停
1）煤粉燃燒器啟動(dòng)
煤粉燃燒器順序控制步序邏輯接到“煤粉燃燒器啟動(dòng)”指令后，馬上開始煤粉燃燒器啟動(dòng)計(jì)時(shí)，同時(shí)執(zhí)行步序程序。
第1步（計(jì)時(shí)60秒）
發(fā)出2條命令：
(1)開磨煤機(jī)出口擋板；
(2)開磨煤機(jī)入口冷風(fēng)閘板。
第2步（計(jì)時(shí)180秒）
發(fā)出3條命令：
(1)磨煤機(jī)潤(rùn)滑油泵合閘；
(2)開磨煤機(jī)密封風(fēng)風(fēng)門；
(3)開給煤機(jī)密封風(fēng)風(fēng)門。
第3步（計(jì)時(shí)120秒）
發(fā)出命令：B磨煤機(jī)合閘。
第4步（計(jì)時(shí)300秒）
同時(shí)發(fā)出3條命令：
(1)冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板開至流量70％閥位；
(2)旋轉(zhuǎn)分離器合閘；
(3)磨輥液壓油泵合閘。
圖5 制粉系統(tǒng)程控啟動(dòng)時(shí)序
第5步（計(jì)時(shí)30秒）
發(fā)出命令：磨輥油壓調(diào)節(jié)投自動(dòng)，去MCS；
第6步（計(jì)時(shí)50秒）
發(fā)出命令：開啟熱風(fēng)閘板。
第7步（計(jì)時(shí)2700秒）
發(fā)出命令：
(1)磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)投自動(dòng)，去MCS；
(2)磨煤機(jī)出口溫度設(shè)定82℃，去MCS。
第8步（計(jì)時(shí)30秒）
同時(shí)發(fā)出2條命令：
(1)開啟給煤閘板；
(2)磨煤機(jī)出口溫度調(diào)節(jié)投自動(dòng)，去MCS。
第9步（計(jì)時(shí)60秒）
發(fā)出命令：給煤機(jī)合閘。
第10步（計(jì)時(shí)5分鐘）
發(fā)出命令：給煤調(diào)節(jié)投“伺服”。
第11步（計(jì)時(shí)45分鐘）
發(fā)出命令去MCS：設(shè)定給煤量40％。
第12步（計(jì)時(shí)5分鐘）
發(fā)出命令去MCS：B磨煤機(jī)給煤量設(shè)定30％，去MCS。
第13步（計(jì)時(shí)5分鐘）
發(fā)出命令：磨煤機(jī)給煤調(diào)節(jié)投“自動(dòng)”，去MCS。
2）煤粉燃燒器停運(yùn)
第1步（計(jì)時(shí)30秒）
發(fā)出命令：
(1)B磨煤機(jī)潤(rùn)滑油泵合閘；
(2)打開B磨煤機(jī)出口擋板；
(3)打開B給煤機(jī)密封風(fēng)風(fēng)門；
(4)打開B磨煤機(jī)冷風(fēng)閘板；
(5)打開B磨煤機(jī)密封風(fēng)。
第2步（計(jì)時(shí)30秒）
發(fā)出命令：磨煤機(jī)給煤自動(dòng)切至“伺服”，去MCS。
第3步（計(jì)時(shí)300秒）
發(fā)出命令：置磨煤機(jī)在最低煤量，去MCS。
圖6 制粉系統(tǒng)程控停止時(shí)序
第4步（計(jì)時(shí)300秒）
發(fā)出命令：設(shè)定B磨煤機(jī)出口溫度60℃，去MCS。
第5步（計(jì)時(shí)300秒）
發(fā)出命令：關(guān)閉熱風(fēng)閘板。
第6步（計(jì)時(shí)300秒）
發(fā)出命令：
(1)B磨煤機(jī)例行吹掃；
(2)B磨煤機(jī)吹掃合閘。
第7步（計(jì)時(shí)550秒）
發(fā)出命令：給煤機(jī)分閘。
第8步（計(jì)時(shí)1200秒）
同時(shí)發(fā)出以下命令：
(1)B磨煤機(jī)潤(rùn)滑油泵分閘；
(2)B磨輥液壓油泵分閘；
(3)B磨煤機(jī)旋風(fēng)分離器分閘；
(4)B磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板在最小開度。
磨煤機(jī)吹掃計(jì)時(shí)510秒，吹掃完成后，磨煤機(jī)自動(dòng)分閘。
07 鍋爐燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）的一鍵啟停
煤粉燃燒器不比油槍，油槍啟、停，投、退相對(duì)簡(jiǎn)單，而制粉系統(tǒng)是從給煤機(jī)輸送原煤開始，經(jīng)過(guò)磨煤機(jī)研磨制成符合要求的煤粉再噴到爐膛內(nèi)，特別是機(jī)組啟動(dòng)變負(fù)荷過(guò)程中多套制粉系統(tǒng)的啟停都需要恰當(dāng)?shù)耐?、切時(shí)機(jī)，否則，其升負(fù)荷過(guò)程也會(huì)“卡頓”。除開制粉系統(tǒng)能夠全自動(dòng)順序啟停，也包括每套制粉系統(tǒng)的5個(gè)模擬量調(diào)節(jié)回路自動(dòng)地投“自動(dòng)”，需要解決的就是磨煤機(jī)如何適時(shí)的投、切，以確保煤粉燃燒器如油槍般連貫運(yùn)行而消除卡頓現(xiàn)象，“磨煤機(jī)出力計(jì)算”功能是關(guān)鍵的一環(huán)。只有具備了磨煤機(jī)出力實(shí)時(shí)自動(dòng)計(jì)算能力，制粉系統(tǒng)或者說(shuō)煤粉燃燒器才有可能隨機(jī)組負(fù)荷升降而適時(shí)啟動(dòng)或停止。BMS系統(tǒng)本身就應(yīng)該具備鍋爐煤粉燃燒器自動(dòng)控制功能，通過(guò)與模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng)協(xié)同，BMS系統(tǒng)也能夠根據(jù)鍋爐目標(biāo)出力利用 “磨煤機(jī)出力計(jì)算”功能自動(dòng)決定在2～5套之間增、減煤粉燃燒器。因此而實(shí)現(xiàn)多套鍋爐制粉系統(tǒng)整體的全過(guò)程自動(dòng)出力一鍵啟停。
1）鍋爐煤燃燒器全工況控制
圖4 鍋爐燃燒器投入與退出
機(jī)組運(yùn)行中變動(dòng)負(fù)荷，就要增減磨煤機(jī)。若實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增減磨煤機(jī)，首要條件是CCS要工作在“機(jī)爐協(xié)調(diào)”方式（COORDINATE CONT MODE），機(jī)組在升負(fù)荷過(guò)程中 “磨煤機(jī)出力計(jì)算”邏輯增、減磨煤機(jī)主要是根據(jù)機(jī)組當(dāng)前的目標(biāo)功率（MW DEM）和功率目標(biāo)給定（MW SET）各自的閾值以及當(dāng)前磨煤機(jī)在運(yùn)臺(tái)數(shù)來(lái)決定。MW DEM按照給定的斜率輸出斜波信號(hào)，MW SET為階躍信號(hào)。以700MW機(jī)組燃煤鍋爐為例，BMS利用“磨煤機(jī)出力計(jì)算”邏輯能夠自動(dòng)遞增磨煤機(jī)從2臺(tái)到5臺(tái)，自動(dòng)遞減磨煤機(jī)從5臺(tái)到2臺(tái)。這就是鍋爐燃燒的煤燃燒器全工況自動(dòng)控制。
2）APS導(dǎo)引鍋爐煤粉燃燒器啟停
機(jī)組額定運(yùn)行工況，鍋爐煤粉燃燒器最多投入5套。非APS控制時(shí)，BMS能夠獨(dú)立完成5套煤粉燃燒器的全過(guò)程自動(dòng)投、退。鍋爐煤粉燃燒器程序控制，有兩種觸發(fā)方式，APS導(dǎo)引和BMS自動(dòng)。APS啟動(dòng)機(jī)組時(shí)直接控制B、C、D三層煤粉燃燒器，APS默認(rèn)B煤粉燃燒器首套啟動(dòng)。機(jī)組負(fù)荷35%ECR以上，APS把煤粉燃燒器的增、減控制權(quán)轉(zhuǎn)交給BMS自動(dòng)控制。機(jī)組停運(yùn)由BMS系統(tǒng)先行自動(dòng)退出煤粉燃燒器，余下兩套“APS IN”接手退出。
3）APS機(jī)組啟動(dòng)投B煤粉燃燒器
APS導(dǎo)引BMS，首先要求BMS系統(tǒng)切換到“BMS IN APS MODE”。鍋爐煤粉燃燒器第一套啟動(dòng)（1st-COAL BNR START）指令由APS發(fā)電機(jī)并網(wǎng)＆初負(fù)荷（SYNCHRO. & INIT. LOAD）階段發(fā)出。此時(shí)，發(fā)電機(jī)已經(jīng)并網(wǎng)，投B磨煤機(jī)要求實(shí)發(fā)功率＞10％ECR，鍋爐一次風(fēng)系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行，汽輪機(jī)DEH在負(fù)荷自動(dòng)方式（ALR）。APS發(fā)出啟動(dòng)第一套煤粉燃燒器的指令給BMS，BMS接到APS發(fā)來(lái)的指令并經(jīng)邏輯判定滿足制粉系統(tǒng)啟動(dòng)條件，則發(fā)出B煤粉燃燒器啟動(dòng)命令，B制粉系統(tǒng)程序控制開始自動(dòng)啟動(dòng)。
(1)APS升負(fù)荷投C、D煤粉燃燒器
APS控制C、D煤粉燃燒器的啟動(dòng)沒有采用如B煤粉燃燒器由APS分布式主控器步序邏輯發(fā)布指令的方式，而是在APS邏輯中獨(dú)立設(shè)計(jì)了C、D煤粉燃燒器的“條件順序控制”。C、D煤粉燃燒器會(huì)以機(jī)組發(fā)電負(fù)荷為閾值作為啟動(dòng)條件順序投入。機(jī)組負(fù)荷＞110MW（15.7%ECR）啟動(dòng)C煤粉燃燒器，機(jī)組負(fù)荷＞175MW（25%ECR）啟動(dòng)D煤粉燃燒器。
BMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)有“磨煤機(jī)出力”控制邏輯，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷升、降和實(shí)發(fā)功率，能在2～5套之間自動(dòng)增、減制粉系統(tǒng)。APS機(jī)組升負(fù)荷過(guò)程中，管控了B、C、D三套煤粉燃燒器，待三套煤粉燃燒器投入后，APS發(fā)出指令，把磨煤機(jī)出力邏輯控制權(quán)交還給BMS系統(tǒng)，鍋爐煤粉燃燒器的自動(dòng)增減就由BMS系統(tǒng)自主完成。機(jī)組實(shí)發(fā)負(fù)荷升至245MW（35%ECR），APS退出。
(2)APS機(jī)組停運(yùn)退出煤粉燃燒器
APS停運(yùn)機(jī)組過(guò)程中，最后兩套煤粉燃燒器由APS控制退出。
①退出倒數(shù)第二套煤粉燃燒器
APS降負(fù)荷（LOAD DOWN）階段發(fā)出指令“機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定20%ECR”，機(jī)組開始按既定目標(biāo)降負(fù)荷。指令“退出倒數(shù)第二套煤粉燃燒器”發(fā)自APS專門設(shè)計(jì)的條件邏輯，條件滿足即隨機(jī)發(fā)出指令。退出倒數(shù)第二套煤粉燃燒器的條件有來(lái)自BMS系統(tǒng)上傳的給煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，經(jīng)APS“切最后2套煤粉燃燒器邏輯”判定，向BMS系統(tǒng)發(fā)出指令觸發(fā)制粉系統(tǒng)順序控制邏輯按步序退出煤粉燃燒器。
②退出最后一套煤粉燃燒器（LAST 1 COAL BNR S-DWN）
APS最低負(fù)荷（MINIMUM LOAD）階段，APS確認(rèn)機(jī)組實(shí)發(fā)負(fù)荷已經(jīng)不高于40MW，且只有一層煤粉燃燒器在運(yùn)行，則發(fā)出指令“LAST 1 COAL BNR S-DWN”，通過(guò)APS“切最后2套煤粉燃燒器邏輯”判定磨煤機(jī)的編號(hào)，向BMS發(fā)出切除最后一套在運(yùn)煤粉燃燒器的指令。
08 煤粉燃燒器自動(dòng)程序控制特點(diǎn)
煤粉燃燒器程序控制的整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程，總計(jì)發(fā)出了20條指令，其中BMS系統(tǒng)內(nèi)部開關(guān)量控制指令11條，與MCS關(guān)聯(lián)的外部控制指令9條，發(fā)送到MCS系統(tǒng)中觸發(fā)模擬量自動(dòng)調(diào)節(jié)，體現(xiàn)出BMS和MCS兩個(gè)系統(tǒng)的緊密交聯(lián)互動(dòng)。從BMS制粉系統(tǒng)順序控制的第4步就開始與MCS自動(dòng)調(diào)節(jié)回路交互控制，一直到第8步，互動(dòng)逐步加強(qiáng)，而從第10到第13步BMS與MCS更是連續(xù)的互動(dòng)。順序控制逐一啟動(dòng)制粉系統(tǒng)的設(shè)備，同時(shí)也適時(shí)投入磨輥油壓、風(fēng)量、出口溫度、給煤和旋風(fēng)分離器轉(zhuǎn)速等模擬量自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)量控制和模擬量調(diào)節(jié)各司其職，相互同步配合。并且，在磨煤機(jī)啟動(dòng)初始階段采用超馳控制，給定自動(dòng)調(diào)節(jié)定值，設(shè)定初始狀態(tài)，完成磨煤機(jī)鋪煤、咬煤判定、限定最低出力等。確保了磨煤機(jī)風(fēng)量、出口溫度和給煤量調(diào)節(jié)從伺服方式順暢連貫過(guò)渡到與機(jī)組實(shí)時(shí)負(fù)荷相適應(yīng)的自動(dòng)控制。相對(duì)煤粉燃燒器正常工作這段磨煤機(jī)初始階段控制時(shí)間并不長(zhǎng)，但卻是制粉系統(tǒng)全程自動(dòng)啟動(dòng)的必經(jīng)之路，如果不能平滑過(guò)渡，自動(dòng)控制的整個(gè)過(guò)程就要脫節(jié)。縱觀鍋爐制粉系統(tǒng)的啟動(dòng)，可以進(jìn)一步體會(huì)到“三態(tài)式”模擬量自動(dòng)調(diào)節(jié)和開關(guān)量“本安型”開關(guān)這兩種邏輯模塊對(duì)于構(gòu)建開關(guān)量和模擬量自動(dòng)交互控制的重要性。雖然煤粉燃燒器啟動(dòng)仍然遵循步進(jìn)程序模式，但BMS中的某些步序?qū)ｉT是為聯(lián)系MCS系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，當(dāng)然MCS系統(tǒng)也有對(duì)等的應(yīng)答，從而實(shí)現(xiàn)了鍋爐制粉系統(tǒng)開關(guān)量和模擬量交互控制的全程自動(dòng)啟動(dòng)。如果從“B COAL BNR.START-UP ON”指令發(fā)出算起到煤粉燃燒器正常運(yùn)行，再到煤粉燃燒器自動(dòng)退出，完整地體現(xiàn)出開關(guān)量和模擬量復(fù)變參數(shù)程序控制系統(tǒng)的“一鍵式啟停”，成為APS應(yīng)用的充要條件。
