浅析200MW机组高压加热器系统的顺序控制

【摘要】本文介绍了200MW机组高压加热器系统顺序控制的现状及前景，讲解了高压加热器及相关设备的工作原理，介绍了高压加热器系统顺序启动控制及停运的条件、步骤和形式。

【关键词】高压加热器，顺序控制，启动控制，停运控制

目前我国200MW发电机组高压加热器大都配置两台高压加热器，其连接方式分为大旁路和小旁路两种。大旁路系统中两台高压加热器由一个进口三通阀和一个出口阀控制，控制方式主要有水压液动控制和电动控制。小旁路系统是每台高压加热器都有自己的旁路系统，一般只采用电动控制。某台加热器故障时，锅炉给水温度下降不多，兼顾安全性和经济性，现在大多数电厂采用大旁路系统。

2高压加热器的工作原理

高压加热器由壳体和管系两大部分组成，在壳体内腔上部设置蒸汽凝结段，下部设置疏水冷却段，进、出水管顶端设置给水进口和给水出口。当过热蒸汽由进口进入壳体后即可将上部主螺管内的给水加热，蒸汽凝结为水后，凝结的热水又可将下部疏冷螺管内的部分给水加热，被利用后的凝结水从疏水口流出高压加热器壳体 。

3高压加热器的顺序控制

3.1高压加热器的顺序控制简介。高压加热器的顺序控制是将复杂的热力生产过程划分为若干个局部可控系统，配以适当的顺序控制装置，通过它的逻辑控制电路发出操作命令，使局部可控系统中的有关被控对象按照启停和运行规律自动地完成操作任务 。现代电厂高压加热器的顺序控制其优点是占用的存储容量小，软件的运行速度快，可以完成系统软件的基本任务与中断服务程序的设计，分别对各种应用模块服务请求及其调度做出响应。

3.2高压加热器启动的顺序控制

按照高压加热器组本体金属温度高低，启动可分为冷态启动、热态启动，冷态启动又可分为随机冷态启动和带负荷冷态启动。高压加热器启动时，本着先接通水侧、后接通汽侧的原则，且每前进一步都要判断上一步的回报信号。

3.2.1高压加热器的冷态随机启动。冷态随机启动指在汽轮机尚未冲转之前，高压加热器组所处状态为：给水旁路关闭； 给水出/入口电动门打开，高压加热器组内部通水； 汽机各段抽汽电动门全开，高压加热器组内部通汽。在这种状态下，在汽机冲转、定速、逐步带负荷的过程中，给水管道及高压加热器本体均缓慢受热、逐步升温，通水通汽一段时间后，投入高压加热器水位调节系统，启动即告结束。这种运行方式较好地避免了高压加热器本体及给水管道受过快的热冲击。

3.2.2高压加热器的冷态带负荷启动。带负荷冷态启动指在机组带一定负荷之前，高压加热器组所处状态为：给水旁路打开； 给水出/入口电动门关闭，高压加热器组内部不通水；汽机各段抽汽电动门关闭，高压加热器组内部不通汽。当负荷达到一定值，给水温度达到100℃以上时，稍打开各段抽汽电动门，给高压加热器加温，当高压加热器设备及各部件温度升高并接近给水温度时，逐步打开高压加热器组出/入口给水电动门，逐步关闭旁路电动门。在整个过程中，要严格控制给水的温度升降率（ 温度升降率指单位时间内高加组出/入口给水温度差升高和降低的速度） ，温差升降过快会造成高压加热器设备及部件的损坏，用温度升降率限制和闭锁给水或抽汽电动门的开闭动作和大小。

3.2.3高压加热器的热启动。热态启动指在运行中，高压加热器组暂停一段时间后再启动。启动前，给水旁路、给水出/入口电动门和抽汽电动门均关闭。当需要继续启动时，由于高压加热器设备及各部件温度仍保持较高温度，故通水不会造成热冲击。先逐步打开给水出/入口电动门，逐步关闭给水旁路，抽汽压力由低到高逐步打开抽汽电动门。

3.3机组高压加热器停止运行的顺序控制。高压加热器顺序控制停止步序：高压加热器停止运行时，本着先停汽侧后停水侧的原则，且每前进一步都要判断上一步的回报信号。首先关闭一段抽汽止回阀及电动阀后，疏水10min，然后在关闭二段抽汽止回阀及电动阀，同样疏水10min，依次类推。最后关闭1号高压加热器水侧入口三通阀和3号高压加热器水侧出口阀。

3.3.1正常停止运行。正常停止指高压加热器组因其他原因非事故状态下停止。首先抽汽压力应由高到低顺序关闭抽汽电动门，而且关门速度不能过快，要把给水温度下降率控制在一定范围内，且高压加热器水位应处于自动调节状态，待抽汽电动门全关后，再全开疏水门，放掉高压加热器内的水，压力消失后，关闭给水出/入口电动门，打开给水旁路。在给水温降率不超限的条件下，逐级缓慢关闭各段抽汽电动门。高加组内压力低于一定值时，关闭高加组的给水出/入口电动门。给水门和抽汽门全关后，要发指令切除各高加的水位自动系统至手动状态，并且将至疏水扩容器的疏水调节阀全开，疏净高加内的凝结水。

3.3.2紧急停止运行。事故停止指当机组突然发生甩负荷或高压加热器水位达到危险值时，必须立即紧急停运高压加热器组。此时应立即全关给水出/入口电动门，打开旁路，同时快速关闭抽汽电动门，以保证紧急安全停运。当发生事故要求高加紧急停运时，要关闭给水门，同时快速关闭抽汽门。两条件同时满足后，要发指令切除各高加的水位自动系统至手动状态，并且将至疏水扩容器的疏水调节阀全开，疏净高加内的凝结水。

4高压加热器顺序控制设计的意义

顺序控制系统实现了对子组级程控进行自动启、停及顺序控制，减少了操作人员在机组启、停和运行时，子组级程控常规操作。各子组级程控也能独立地进行启、停操作。操作人员可以在动态逻辑图上查看每一个相关设备的状态、启和停的许可条件及操作顺序，也可在动态逻辑图上直接启、停每一个相关设备。

随着现在工艺的不断提升，未来高温加热器的顺序控制要求功能更加强大而且可靠，程序系统不但运行速度更快而且更加完善，使局部故障影响范围进一步缩小从而保证电厂安全、高效、经济运行。