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火電燃煤機組的鍋爐給水系統可以“一鍵啟停”嗎？當然可以。本文介紹的就是這樣一套由APS（APS-Automatic Procedure Start-up／Shut-down）導引的全自動程序控制鍋爐給水系統，1999年在國內600MW等級機組上開始運用，效果嘛，當然的好。控制水平可以做到“投後不管”，亦即機組啟動前把給水系統管控的設備，做好啟動準備，控制方式無論開關量還是模擬量全部投入“自動”，後面的事情，就都是DCS的事情了。
一、 鍋爐給水系統概述
1 、 設備配置及控制分級分組
通常，300MW及以上火電燃煤溼冷機組絕大多數鍋爐給水系統配備兩臺汽動給水泵和一臺電動給水泵。本文討論的600MW等級機組汽動給水泵單臺容量50%MCR，額定轉速5260rpm，流量1278 t/h，用於機組正常運行，一臺25%MCR容量液力偶合器調速電動給水泵，額定最高轉速5250rpm；流量660 t/h，主要用於在機組啟、停階段。三臺給水泵都能夠通過轉速調節給水流量控制鍋爐汽包水位，汽動給水泵由調速型汽輪機驅動，給水泵汽輪機配備電液控制裝置（MEH）。電動給水泵有兩種流量調節方式，液力偶合器調速和給水調節閥節流。電動給水泵出口有按“一二一”方式佈置的兩條給水管路去給水母管，一條為電動給水泵主給水，見圖1的⑤，另外一條為給水大旁路，見圖1的④，給水大旁路上安裝有調節閥。
圖1 鍋爐給水系統圖
鍋爐給水控制系統合計管控37臺套設備，其中給水系統17臺套以及汽動給水泵小汽機蒸汽與潤滑油單元的20臺套設備（詳見圖5）。給水系統自動控制分組見圖2、圖3、圖4，包括7個順序控制單元，4套成組聯動，2組自動聯鎖和9個模擬量自動調節迴路，前置泵暖泵閥為遠方手動操作。給水順序控制為系統級設計，汽動給水泵小汽機蒸汽與潤滑油順序控制設計為單元級，為汽動給水泵小汽機專屬配置。
圖2 給水系統控制分級分組
圖3 汽動給水泵小汽機蒸汽系統控制分級分組
圖4 汽動給水泵小汽機潤滑油系統控制分級分組
2 、 給水泵啟停概述
機組啟動初期，APS“機組輔助系統啟動”（UNIT START PREPARATION）階段發出指令，電動給水泵首先投入運行，實發負荷＜75MW之前，給水流量相對較低，液力偶合器定速，鍋爐給水走大旁路，使用給水調節閥調節給水流量。機組負荷升高＞98MW或給水調節閥開度＞90%，液力偶合器調節電動給水泵轉速控制給水流量，鍋爐給水走主給水。機組負荷20%ECR第一臺汽動給水泵投入，電動給水泵解列、停運，21%ECR負荷第二臺汽動給水泵並列。APS導引機組停運過程中，目標負荷＜25%ECR解列第一臺汽動給水泵， APS “機組降負荷”（LOAD DOWN）階段再次啟動電動給水泵，目標負荷≯22%ECR電動給水泵並列、第二臺汽動給水泵解列，電動給水泵置換汽動給水泵，兩臺汽動給水泵採用後投先退的順序解列、停泵。
表1 機組啟動電動給水泵單元設備狀態表
圖5 汽泵小汽機蒸汽與潤滑油系統
3 、 本文的專用術語
1）給水泵已啟動：給水泵組已經運行，但還沒有向給水母管供水，通過出口最小流量閥去除氧器，再經除氧器下降管回到給水前置泵入口，形成閉路循環。
2）給水泵並列：給水泵已啟動，出口電動門已經打開，向給水母管供水，關閉最小流量閥。
3）給水泵解列：給水泵組關閉出口電動門，打開最小流量閥，閉路循環，停止向給水母管供水，但給水泵仍在運行。
4）給水泵已經停止：給水泵解列後，停止運行（電泵分閘、汽泵小汽機打閘）。
5）給水泵排出流量：給水泵入口流量減去再循環流量（最小流量閥流量），進入給水母管的給水流量。
4 、 控制功能
APS導引下的機組啟動或停止，鍋爐給水系統啟、停操作相對較多。APS導引啟動機組 “機爐輔助系統啟動”階段分佈式主控器步序邏輯向鍋爐順序控制系統發出指令：啟動鍋爐給水系統（FEED WATER GR “ON”），由此開始APS對鍋爐給水系統的控制。鍋爐給水系統設備順控啟動的開關量操作在鍋爐順序自動控制系統中完成，給水流量調節由鍋爐給水自動調節迴路實現，兩種不同特性的參數在控制過程中交叉互動。APS啟動機組時導引鍋爐給水系統的範圍包括：① 電動給水泵的順序啟動和停止；電動給水泵定速大旁路調節閥調節；② 電動給水泵鍋爐上水；③ 電動給水泵液力偶合器調速；④ 電動給水泵出口管路大旁路/主給水切換；⑤ 汽動給水泵的順序啟動；⑥ 汽動給水泵自動調節迴路與給水泵汽輪機MEH控制信號認證互連；⑦ 汽動給水泵自動調節迴路“自舉糾偏”與定值平衡；⑧ 給水泵汽/電切換；⑨ 汽動給水泵的並列。APS停止機組時，第一階段“機組降負荷”（LOAD DOWN）分佈式主控器步序邏輯發出指令：啟動鍋爐給水系統（FEED WATER GR ON）。鍋爐順序控制系統和模擬量調節系統控制的範圍包括：① 汽動給水泵的解列；② 汽動給水泵的順序停止；③ 電動給水泵的順控啟動和停止；④ 電動給水泵液力偶合器調速；⑤ 電動給水泵調節迴路“自舉糾偏”與定值平衡；⑥ 給水泵電/汽切換；⑦ 電動給水泵出口管路主給水/大旁路切換；⑧ 電動給水泵定速大旁路調節閥調節。
5 、 自動調節迴路
鍋爐水位自動屬於模擬量調節（MCS），給水系統順控歸屬鍋爐順序控制（SCS），APS對給水泵的啟、停、並列、解列、切換直接進行導引。APS的鍋爐給水實現了全工況自動控制和調節，APS、SCS、MEH和MCS相互之間結成一體、隨機互動。基礎邏輯和迴路設計與常規SCS、MEH和MCS有很大不同，許多控制方法和實現的功能也是常規SCS、MEH和MCS所不具備的。在應用方面，APS理念下的鍋爐給水自動調節具有更高的自動化程度和安全性能。
鍋爐汽包水位調節採用典型三衝量信號，汽包水位壓力補償、給水流量溫度修正、主汽流量經“弗萊格爾”函數變換汽輪機復速級壓力得出。鍋爐給水調節系統採用三級串級PID調節，包含汽包水位調節器、給水調節器（Master）和給水泵（電動給水泵、A汽動給水泵、B汽動給水泵）PI轉速調節器，汽包水位調節器是給水自動調節迴路頂層的校正調節器，輸出汽包水位給定信號，作用於鍋爐給水自動調節的大環校正。給水調節器共有三套，分別為電泵定速給水調節門PI調節、單衝量給水泵變速調節和三衝量給水變速調節。三衝量給水自動調節是給水自動調節迴路的主調節器（Master），在三衝量主調節器的入口綜合了鍋爐汽包水位、給水流量和蒸汽流量等輸入信號，運算後輸出給水流量給定信號。兩臺50%MCR容量汽動給水泵和一臺25%MCR容量電動給水泵的給水流量調節，各由一個給水泵轉速PI調節器作為給水調節迴路的副調節器，構成給水自動調節的內迴路，給水Master調節器輸出作為給水泵轉速PI調節器偏差給定信號（SV SET），給水泵給水流量（DISCH.FLOW）信號作為給水泵轉速PI調節器輸入偏差的過程信號（PV）。給水泵排出流量（DISCH.FLOW）等於給水泵入口流量（SUCT FLOW）減去給水泵再循環流量的差值。給水泵再循環流量即通過給水泵最小流量閥返回除氧器的流量，利用給水泵最小流量閥開度經給水泵出口壓力補償後計算得出。
鍋爐給水自動全部調節迴路都採用“三態式自舉糾偏無擾投自動”的功能（原理另文中詳細介紹）設計，無需人為干預就能夠完成調節迴路從手動轉為自動。糾偏過程中對於過程信號的監測、設備和系統工況的認知以及對控制方式的選擇、決策完全依靠DCS來實現。自舉糾偏控制策略能夠在機組啟動過程中自動地完成電動給水泵與汽動給水泵的並列、解列和切換，第二臺汽動給水泵與第一臺汽動給水泵的並列，在機組停運過程中自動地實現電動給水泵與第二臺投運汽動給水泵的並列、解列和切換，以及第一臺汽動汽動給水泵的解列退出。給水泵自動並列、解列是一套複雜的自動控制過程，需要汽包水位調節器和給水主、副調節迴路密切協同，給水泵並列、解列的發起和結束與SCS、MEH和APS都有直接關聯。
圖6 鍋爐給水自動調節原理圖
二、 鍋爐給水系統順序控制
1 、 給水系統順序控制
鍋爐給水調節總體控制策略上貫穿了系統高度自動化的“一鍵啟停”設計思路和原則，順序控制與過程調節無縫互動配合，使開關量控制和模擬量調節兩種不同控制方式有機銜接成一個整體。APS對鍋爐給水系統實施全過程導引，通過鍋爐給水系統順序控制主控器的自動命令（AUTOMATIC COMMAND）控制鍋爐給水系統啟動（ON COMMAND FOROM APS）和停止（OFF COMMAND FORM APS），鍋爐給水系統的投入和停止狀態實時回饋到APS。鍋爐給水系統順控主控器工作的允許條件包括單元級開關量信號也包含模擬量信號，4個條件如下：
① 除氧器水箱水位正常；② 電動給水泵單元順序控制已在自動；③ A汽動給水泵單元順序控制已在自動；④ B汽動給水泵單元順序控制已在自動。
2 、 運行控制策略
為什麼主控器沒有直接指令電動給水泵或汽動給水泵投入或退出？這是因為，機組啟動或停運過程中，電動給水泵或汽動給水泵的投入、退出取決於機組當時的運行狀態，既然APS是全自動的，這些給水泵的投入或切除都要通過邏輯運算來替代人工判斷和操作，鍋爐給水系統順控主控器指令傳遞到給水泵單元主控器前還要經過電泵/汽泵選擇器邏輯決策後，才能確定給水泵的啟動策略。
電動/汽動給水泵運行控制邏輯輸出以下控制指令：
① 汽動給水泵啟動；② 電動給水泵單元順序控制自動啟動；③ 給水泵切換時機；④ 汽動給水泵退出；⑤ 電動給水泵單元順序控制自動停止；⑥ 汽動給水泵停止；⑦ A/B汽動給水泵並列；⑧ 增加1臺汽動給水泵；⑨ 減少1臺汽動給水泵；⑩ 解列第一臺投入的汽動給水泵。
三、 電動給水泵單元順序控制
1 、 電動給水泵單元順控主控器
1）單元自動控制指令
APS控制方式下，電動給水泵在機組啟動和停機過程中，兩次啟動兩次停泵。
(1)APS機組啟動，第一階段“機爐輔助系統啟動”（UNIT START PREPARATION），APS分佈式主控器節點步序邏輯向鍋爐順序控制系統發出指令，啟動鍋爐給水系統。
(2)APS機組停止，第一階段機組降負荷（LOAD DOWN），APS分佈式主控器節點步序邏輯發出指令，啟動鍋爐給水系統。
2）順控系統啟動許可條件（PERMISSIVE CONDITIONS）
同時滿足9個條件：①電動給水泵未反轉；②電動給水泵最小流量閥已經開啟；③電動給水泵在自動方式；④電動給水泵入口電動門在自動方式；⑤電動給水泵輔助油泵在自動方式；⑥電動給水泵大旁路電動門在自動方式；⑦電動給水泵主給水電動門在自動方式；⑧除氧器水箱水位正常；⑨電動給水泵最小流量閥自動調節在自動方式。
3）啟動指令輸出
電動給水泵單元順控啟動（SG M-BFP “ON”）。
2 、 電動給水泵單元順控啟動步序
圖7 電動給水泵啟動和停止步序
STEP 0 電動給水泵單元順控接到給水系統主控器發來的“SG M-BFP ON”指令；
STEP 1 發出兩條指令：
1）開啟電動給水泵入口電動門（M-BFP INLET MW “OPEN”）;
2）電動給水泵液偶輔助油泵合閘（M-BFP AUXILIARY PUMP “ON”）。
STEP 2 發出兩條指令：
1）關閉電動給水泵給水調節閥出口電動門（M-BFP DISCHARGE MV（START-UP）“CLOSE”）；
2）關閉電動給水泵出口主給水電動門（M-BFP DISCHARGE MW（MANIN）“CLOSE”）。
STEP 3 同時滿足5個條件：
① 電動給水泵液偶輔助油泵已經合閘；② 電動給水泵入口電動門已經開啟；③ 電動給水泵給水調節閥出口電動門已經關閉；④ 電動給水泵出口主給水電動門已經關閉；⑤ 電動給水泵潤滑油壓＞80kPa。
發出最後一條指令：電動給水泵合閘（M-BFP “ON”）。
3 、 電動給水泵給水調節閥出口電動門控制
1）電動門開啟：鍋爐主控器目標負荷（BM MW）＜75MW，且超過10秒，電動給水泵給水調節閥調節迴路就會向調節閥出口電動門發出“開啟電動給水泵給水調節閥出口電動門”命令。
2）電動門關閉：鍋爐目標負荷超過77MW，並且給水調節閥已經關閉超過2秒，又接到開啟電動給水泵出口主給水電動門的命令，則給水調節閥出口電動門關閉。
由此看出，開、關給水調節閥出口電動門是由鍋爐主控器目標負荷確定的。
4 、 電動給水泵出口主給水電動門控制
開啟電動給水泵出口主給水電動門指令來自模擬量調節鍋爐給水液偶調速回路，電泵主給水電動門開、關，由液偶調速和調節閥兩個自動調節迴路的工作狀態來決定，基本邏輯條件就是電泵液偶調速工作方式在自動而電泵給水調節閥工作方式非自動。開啟和關閉電泵主給水電動門源於同一個指令,取反後作為主給水電動門關閉指令。電動門開關控制邏輯在鍋爐順序控制系統電動給水泵單元順序控制中，自動關閉指令來自電泵啟動步序邏輯。
5 、 電動給水泵單元順控停止步序
STEP 0 收到電動給水泵單元順控發來的停止命令（SG M-BFP SHUT DOWN）。（參閱圖7）。
STEP 1 啟動電動給水泵輔助潤滑油泵（M-BFP AUX. OIL PUMP）；
STPP 2 電動給水泵分閘（M-BFP “OFF”）。
四、 A汽動給水泵單元順序控制
1 、 A汽動給水泵單元順序控制許可條件
同時滿足11個條件，允許啟動：（1）A汽動給水泵暖泵已經完成；（2）A汽動給水泵最小流量閥已經開啟；（3）除氧器水箱水位正常；（4）冷卻水已經投入；（5）A汽動給水泵未倒轉；（6）A汽動給水泵盤車已經投入；（7）A汽動給水泵前置泵在自動；（8）A汽動給水泵入口電動門在自動；（9）A汽動給水泵出口電動門在自動；（10）A汽動給水泵潤滑油單元順控在自動；（11）A汽動給水泵最小流量閥調節在自動。
2 、 A汽動給水泵自動控制命令
1）自動啟動：指令來自汽動給水泵選擇器（SELECTOR FOR T-BFP）。
2）自動退出，以下三個信號之一：
① 汽動給水泵選擇器停泵信號；② MFT信號；③ A給水泵汽輪機跳閘狀態信號。
3 、 A汽動給水泵單元順控主控器指令輸出
1)啟動A汽動給水泵，去A汽動給水泵單元順控啟動步序邏輯。
2)停止A汽動給水泵，去A汽動給水泵單元順控停止步序邏輯。
4 、 A汽動給水泵啟動步序：
圖8 汽動給水泵單元順控啟動步序
STEP 1 接到A汽動給水泵單元順控主控器發來指令SG A-BFPT “ON”，則發出指令啟動2個順控單元（見圖8）：
1)投入A汽動給水泵汽輪機蒸汽單元（SG A-BFPT STEAM “ON”）；
2)投入A汽動給水泵潤滑油單元（SG A-BFPT OIL “ON”）。
STEP 2 開啟入口電動門（A-BFPT INLET MV “OPEN”）。
STEP 3 關閉出口電動門（A-PFPT DISCHARGE MV “CLOSE”）。
STEP 4 同時滿足4個條件：① 出口電動門已關閉；② 目標功率＞18%ECR；③ 給水泵汽輪機兩個調節閥都已關閉；④ A汽動給水泵啟動準備就緒。
發出第四條指令，前置泵合閘。
如果此時給水泵汽輪機轉速＞100rpm，則直接跳過上述4個條件，直接發出第四條指令。
STEP 5 給水泵汽輪機掛閘（（A-BFPT RESET）。
若此時給水泵汽輪機的兩個主汽門都已經開啟（BOTH A-BFPT MSV OPENED），則給水泵汽輪機目標轉速給定2200rpm（A-BFPT SPEED SET 2200rpm）。
STEP 6 給水泵汽輪機最高轉速設定在5950rpm（A-BFPT SPEED SET 5950rpm），開始升速。
STEP 7 確認A汽動給水泵升速已完成（A-BFPT SPEED UP COMPLETE），發出第七條指令，開啟出口電動門。
5 、 A汽動給水泵汽輪機蒸汽單元
APS自動工作方式下，APS直接控制給水泵汽輪機蒸汽單元啟動和停止，給水泵汽輪機蒸汽單元包括5臺設備，但由蒸汽單元主控器控制的設備只有高壓蒸汽電動門和低壓蒸汽電動門，其餘暖泵閥、排氣電動蝶閥和軸封蒸汽電磁閥都有各自的控制方式，啟動後狀態則作為給水泵汽輪機蒸汽單元順控已完成的必要條件。
接到APS啟動“汽機抽真空”（VACUUM UP）階段發來指令：投A給水泵汽輪機蒸汽單元。
1)A汽動給水泵汽輪機蒸汽單元主控器發出指令：
(1)開啟A汽動給水泵汽輪機高壓蒸汽電動門；
(2)開啟A汽動給水泵汽輪機低壓蒸汽電動門。
2)協同設備狀態
(1)排氣電動蝶閥（A-BFPT EXHAUST MD）
給水泵汽輪機排氣電動蝶閥控制是在汽機順控抽真空系統中，但在設備歸屬上卻劃歸在給水泵汽輪機蒸汽系統裡。由抽真空系統順控主控器發佈指令打開給水泵汽輪機排氣電動蝶閥。汽機凝汽器真空高於給水泵汽輪機排汽真空-15kPa作為打開給水泵汽輪機排氣電動蝶閥的許可條件。
(2)軸封蒸汽電磁閥（A-BFPT GLAND SEAL STEAM V/V）
接受給水泵汽輪機排氣電動蝶閥開、關控制指令，與給水泵汽輪機排氣電動蝶閥聯動。
(3)給水泵汽輪機預暖閥（A-BFPT WARMING MV）
給水泵汽輪機預暖閥雖然納入給水泵汽輪機蒸汽單元，但採用手動遠方控制，設計有聯動功能，隨給水泵汽輪機排氣電動蝶閥同步關閉。排氣電動蝶閥已打開作為預暖閥開啟的許可條件。
6 、 A汽動給水泵潤滑油單元
APS自動控制方式下，汽動給水泵潤滑油單元同樣由APS直接啟動。作為安全措施，給水泵汽輪機潤滑油單元沒有設計任何遠方停止功能，給水泵汽輪機停機後，分閘（OFF）潤滑油泵只能到就地控制盤上手動操作。
STEP0 接到APS啟動“汽機抽真空”（VACUUM UP）階段發來指令：投A給水泵汽輪機油單元（A-BFPT OIL SG “ON”）
STEP1 啟動油箱排煙風機（A-BFPT OIL TANK VAPOUR EXTRACTOR “ON”）；
STEP2 啟動1號或2號潤滑油泵（OIL PUMP “ON”）；
STEP3 投給水泵汽輪機盤車（TURNING GEAR “ON”）。
給水泵汽輪機盤車投入後，狀態反饋到APS啟動“汽輪機衝轉”階段作為汽機衝轉準備條件（TURBINE ROLLING PRE-OPE CONDITION）。
7 、 A汽動給水泵停止步序
STEP 0 A汽動給水泵單元順控步序邏輯接到單元主控器發來“單元順控停止A汽動給水泵”（SG A-BFPT SHUT-DOWN）命令,或者主汽流量低於16%，即開始單元順控停A汽動給水泵。
STEP 1 發出指令關閉A汽動給水泵出口電動門（A-BFPT DISCH. MV “CLOSE”）。此時，汽動給水泵汽輪機MEH已退出自動伺服方式（T-BFP “NOT STAND-BY MODE”）；
STEP 2 單元順控啟動潤滑油泵（SG A-BFPT OIL START-UP）；
STEP 3 停A汽動給水泵前置泵（A-BFPT BOOSTER PUMP “OFF”）、A汽動給水泵汽輪機打閘（A-BFPT TRIP）。
圖9 A汽動給水泵停止步序
8 、 A汽動給水泵升速已完成
同時滿足3個邏輯條件： ①A汽動給水泵出口壓力接近給水母管壓力相差小於1MPa，且超過2秒；② A給水泵汽輪機實際轉速＞2200rpm；③ A汽動給水泵出口壓力正常或給水母管壓力正常。則確認汽動給水泵升速已完成（A-BFPT SPEED UP COMPLETE）。
汽動給水泵正常啟動過程中，主要根據給水泵汽輪機運行轉速、給水泵出口壓力與給水母管壓力差值綜合判斷給水泵汽輪機升速是否完成。設定汽動給水泵轉速不低於2200rpm，是給水泵汽輪機暖機轉速，而給水壓力參數則與鍋爐給水系統運行實際工況密切相關。因為鍋爐給水系統運行，要先啟動電動給水泵，汽動給水泵啟動時鍋爐給水母管已經升壓，給水母管壓力會隨著鍋爐運行工況變化，汽動給水泵啟動後，還要併入鍋爐給水母管才能向鍋爐給水，這就需要給水泵出口與給水母管維持一個合適的壓差，設定給水泵出口壓力低於給水母管小於1MPa，既保證了汽動給水泵出口逆止門正常關閉又降低了汽動給水泵並泵時轉速提升的空間。待並泵條件符合要求時執行汽動給水泵的並列操作，開始並泵的指令可以是全自動的，也可以人工在操作員站上按鍵觸發。
9 、 汽動給水泵給水自動調節
1）調節迴路
汽動給水泵給水調節設計有一個單迴路PI轉速調節器，是鍋爐給水自動調節系統的副迴路，調節定值（A-FPT FWD）來自A汽動給水泵給水調節“自動糾偏”迴路輸出，過程測量值為給水泵給水流量（A-BFPT DISCH FLOW），形成的偏差（Δ）先經過鍋爐目標功率函數修正，再通過最小流量閥開關狀態增益校正，最小流量閥全關時（A-BFPT MIN FCV CL），增益等於1，打開時增益為0.9，然後輸入PID調節器。輸出有一超馳控制，在汽動給水泵已經並列運行後，如果給水泵入口流量低於最低流量（A-BFPT MIN OVER），給水泵轉速將被強制在額定轉速的74.2%，快速增加A-BFPT的給水流量。
圖10 汽動給水泵自動調節原理圖
2）自動伺服（Stand-By）
同時滿足5個條件：① A汽動給水泵入口流量信號正常；② 鍋爐給水自動許可（單衝量調節時鍋爐汽包水位信號正常或者三衝量調節時鍋爐汽包水位信號正常、給水流量信號正常以及主汽流量信號正常）；③ A汽動給水泵調節自動按鍵已觸發；④ A汽動給水泵調節手動按鍵未觸發；⑤ A給水泵汽輪機轉速控制輸出正常（A-BFPT DRV NOR）。
3）自動調節（A-BFPT CONT.DMD AUTO）
同時滿足2個條件： ① A汽動給水泵給水流量調節已在自動伺服（A-BFPT AUTO ST-BY）；② A汽動給水泵汽輪機轉速自動許可（A-BFPT AUTO PERM）。
4）汽動給水泵轉速控制自動許可（A-BFPT AUTO PERM）
來自汽動給水泵汽輪機電液控制裝置MEH（A BFP-T MCS AUTO PERMIT），同時滿足5個條件：① A汽動給水泵汽輪機調節閥電液轉換器已在AUTO；② A汽動給水泵MEH轉速控制自動許可（A-BFP MAST AUTO PER.）；③ A給水泵汽輪機升速已完成（A BFP-T SPEED-UP COMPLETE）；④ A汽動給水泵轉速MCS調節器轉速指令正常；⑤ MCS系統狀態正常（MCS RECEIVE NORMAL）。
10 、 汽動給水泵自舉糾偏回路
圖11 A汽動給水泵自舉糾偏回路邏輯原理圖
A汽動給水泵並列/解列糾偏回路設計在鍋爐給水MASTER和A汽動給水泵給水PI調節器之間，糾偏回路能夠完成A汽動給水泵並列和解列兩種控制功能。糾偏回路主要由輸入偏差（Δ）、糾偏回路切換器（T）、A汽動給水泵偏置給定器（S/S）、並/解列切換器（TR）等組成。輸入偏差Δ＝（A-BFP DISCH.FLOW）－（BFW DEM），由A汽動給水泵給水流量減去給水調節MASER目標流量得出，作為糾偏控制起始基準。糾偏回路切換器在A汽動給水泵並列和解列過程中閉合糾偏給定迴路。A汽動給水泵偏置給定器在給水調節迴路正常控制時設定A汽動給水泵給水調節的偏置。並/解列切換器在接到並列/解列指令後，給定並列/解列糾偏目標值和變化速率，並按變化速率從輸入偏差Δ開始變化至糾偏目標值，產生給定斜率的糾偏偏差A-BFPT BIAS。給水調節MASER目標流量BFW DFW和糾偏偏差A-BFPT BIAS代數和形成糾偏回路輸出A-BFPT FWD，作為後續A汽動給水泵給水PI調節迴路的給定值。
11 、 汽動給水泵並列與解列
汽動給水泵並列有兩種不同工況，參閱圖11。一種是機組啟動時給水泵的切換，即第一臺汽動給水泵並泵，同時已經運行的電泵解列，另一種情況是第一臺汽動給水泵已經運行，第二臺汽動給水泵並列。在第一種運行情況下，給水調節MASER輸出的BFW DEM在汽泵和電泵並列／解列切換過程中基本保持不變。第二種情況，在第二臺汽動給水泵並泵時BFW DEM會降低，減少第一臺汽動給水泵給水流量，平衡第二臺泵的給水流量，來保持鍋爐總給水流量不變。
汽動給水泵解列同樣也有兩種不同工況。第一、是APS機組停運第一階段降負荷步序邏輯啟動電動給水泵，隨著機組負荷降至25%ECR，APS指令電動給水泵並列，鍋爐順控（B-SCS）指令解列第一臺汽動給水泵，MCS對電泵/汽泵進行切換，鍋爐給水流量基本不變，給水調節MASER也同樣維持原有輸出。第二、是在APS機組停運第一階段降負荷步序邏輯指令解列最後一臺汽動給水泵（LAST T BFP “OUT SERVICE”），給水調節MASER要把解列汽動給水泵的流量轉移到電動給水泵上，相應增加BFW DEM輸出，維持鍋爐汽包水位在正常值。
五、 自舉糾偏的工作原理
1 、 給水泵並列糾偏過程
並泵過程開始之前，給水調節MASER和A汽動給水泵給水PI調節迴路都已經在AUTO狀態，參閱圖11。此時，因A汽動給水泵尚未並列運行，A汽動給水泵給水流量A-BFP DISCH.FLOW＝0，所以，並列糾偏回路輸入偏差Δ＝－BFW DEM，切換器（T、TR）與偏置給定器（S／S）切換開關指令A-BFP SERV.OUT、A-BFP SERV.IN、A-BFPT BIAS PERM.均為邏輯“0”狀態，輸入偏差Δ通過T、S／S、TR輸出， TR輸出A-BFPT BIAS就等於－BFW DEM，與給水調節MASER輸出BFW DEM代數相加，A-BFPT FWD＝0。
圖12 A汽動給水泵自舉糾偏並列趨勢圖
A汽動給水泵自舉糾偏並列趨勢曲線標註
當A-BFPT SERVICE IN＝“1”，A汽動給水泵入口流量A-BFPT SUCT FLW又大於100t/h時，形成有效的並列指令，分別作用在切換器T和TR上，令兩個切換器的開關SW接通各自的輸入on，參閱圖9.18。同時接通切換器TR並列糾偏目標值（S=0.0）和並列斜率（S=120.0）。TR為外部給定斜率切換器，off端輸入初始值“－BFW DEM”，on端輸入目標給定值S＝0.0，輸出A-BFPT BIAS將按S＝120t/min的速率從“－BFW DEM”開始趨向目標值設定值S=0.0，糾偏回路輸出A-BFPT FWD =（BFW DEM）+Δ（A-BFPT BIAS），從並列前的零輸出按120t/min的速率持續增加，A汽動給水泵相應提高轉速，增大給水流量（A-BFPT DISCH.FLOW），汽包水位瞬時升高，經過鍋爐汽包水位調節器大環校正，給水調節MASER輸出BFW DEM隨之降低，減少在運泵的排出流量，維持鍋爐給水總流量，調節汽包水位在正常範圍，直至糾偏偏差A-BFPT BIAS＜±1％，邏輯認定A-BFPT BIAS＝“0”，糾偏並泵過程結束。作為實例，圖12是A汽動給水泵並泵趨勢圖， B汽動給水泵為在運泵。
2 、 汽動給水泵並列指令
汽動給水泵並列指令（A-BFPT SERVICE IN）觸發方式有兩種，自動和手動。需要明確的是，汽動給水泵並列全程自主自動完成。手動並列方式，並列指令在DCS操作員站的“BFPT IN/OUT”操作面板上人工輸入。自動並列方式，自動觸發指令由控制邏輯發出。並列第一臺汽動給水泵的指令（1st T-BFP IN SERVICE），從APS啟動“機組升負荷”（LOAD UP）階段步序邏輯發到MCS系統A或B汽動給水泵自舉糾偏邏輯迴路。至於A或B泵哪一臺為第一臺並列泵（1st T-BFP IN SERVICE），在鍋爐順控SCS中決定。啟動鍋爐給水調節迴路的自舉糾偏、自動並列，可以手動選擇給水泵，再手動觸發自動並列，也可以全部由APS+SCS+MCS三個控制系統協同自動完成。如果A汽動給水泵是第二臺並列泵，觸發指令源自鍋爐SCS給水系統順序控制邏輯，當機組目標負荷＞21%ECR，鍋爐SCS向MCS發出指令“A-BFPT SERV IN CMD”，A汽動給水泵開始自動並列糾偏。
3 、 給水泵解列糾偏過程
當解列糾偏指令“A-BFPT SERV.OUT”有效時，切換器（T）閉合糾偏回路，解列切換器（TR）接通解列目標值（S=-1400）和解列速率給定值（S=85），A-BFPT BIAS將按照S=85t/min的斜率從輸入偏差Δ＝0開始，向給定的目標值“－1400t/h”變化， 參閱圖9.11， A-BFPT FWD的輸出值反斜率變化，A汽動給水泵逐漸減少給水流量，直至流量為零。兩臺泵並列運行時，在運泵就要同步擔負起解列泵減少的給水流量，鍋爐給水目標流量自然要相應增加，維持鍋爐給水流量基本不變。電泵／汽泵切換則控制BFW DEM維持電泵給水流量與汽泵解列前基本相同。
4 、 汽動給水泵解列指令
觸發A汽動給水泵解列開始指令（A-BFPT SERV.OUT MODE），同樣有手動和自動兩種方式，手動操作是在鍋爐給水SCS中手動選擇給水泵，在MCS給水調節中手動按鍵觸發給水泵解列。自動觸發A汽動給水泵的“解列開始指令”源於鍋爐給水SCS，當機組目標負荷＜25%ECR時，鍋爐給水SCS向MCS給水調節迴路發出指令“解列第一臺汽動給水泵”，汽動給水泵自動解列時，是按照“後並先解”的規則進行給水泵解列操作，如果給水泵並列時B泵為第一臺並列泵，A就是第二臺並列泵， A泵首先被解列，而B泵就是最後一臺（第二臺）解列泵。解列第二臺汽動給水泵的指令發自APS，停止機組“機組降負荷”（LOAD DOWN）階段，指令送達MCS鍋爐給水調節迴路，觸發“A/B汽動給水泵解列開始”。
六、 鍋爐給水調節與MEH的互聯
汽動給水泵由可調速汽輪機驅動，站在自動控制原理的角度看，汽動給水泵汽輪機和電動給水泵的液力偶合器，都可以抽象成鍋爐給水自動調節迴路的“執行機構”。但汽動給水泵汽輪機的控制還是相對複雜的，儘管驅動給水泵的調速汽輪機功率較小，汽輪機所具備的蒸汽、潤滑油、EH油、疏水、真空等系統，監測的溫度、壓力、振動、軸竄、轉速等參數一樣也不少，小汽輪機同樣配備有DEH裝置，亦即MEH。鍋爐給水自動調節迴路向給水泵汽輪機MHE發出轉速給定信號調節給水泵轉速控制給水流量。
不在APS導引下的熱工自動控制，MEH控制給水泵汽輪機從啟動到併入鍋爐給水系統基本上都是手動操作，給水泵汽輪機暖機完成後，轉速固定在某一設計值（轉速因機組而定），把MEH對給水泵汽輪機轉速的控制轉交給DCS鍋爐給水調節迴路，操作人員根據鍋爐給水母管壓力手動調節給水泵汽輪機轉速，完成與電泵的並泵/切換，待鍋爐汽包水位穩定在規定偏差以內，投鍋爐給水調節到自動工作方式。
鍋爐給水調節迴路和MEH兩者之間的控制連接在非APS系統中完全依靠運行人員手動完成，而APS要求鍋爐給水調節系統必須是全自動的。所以，APS導引的鍋爐給水調節和汽動給水泵MEH之間的連接必然也是全自動的，那麼就要把給水調節迴路與MEH連接的手動操作和調節過程以及安全方面的關注用邏輯表述出來且全部自動執行。邏輯設計主要從以下幾個方面來確保汽動給水泵的運行安全、調節可靠。
1 、 DPU品質安全舉證
由於給水泵汽輪機控制的複雜性，為了確保給水調節系統在全自動工況下長期安全可靠運行，給水泵汽輪機MEH和汽動給水泵給水調節迴路之間必須建立一套實時安全狀態相互識別功能，來保障相互之間傳輸的信號時刻都是可信和安全的。通常情況下，給水泵汽輪機MEH和汽動給水泵給水自動調節邏輯組態在DCS不同的分佈過程控制站（Distributed Processing Unit-DPU）中，兩個自動控制系統連接在一起時，兩個DPU都應該設計有發往對方報告本站工作狀態的安全標誌信號，隨時監測、查證DPU工作是否發生異常，這是汽動給水泵給水調節迴路正常工作的基本保證。所以，MEH和汽動給水泵給水調節迴路將各自所在DPU的品質狀態信號互送對方，MEH把DPU的工作狀態發送給鍋爐給水調節，同時也接收來自汽動給水泵給水調節迴路DPU的工作狀態。這兩個信號分別是MEH主控器自動許可和汽動給水泵給水調節迴路自動許可的條件邏輯，最終都彙集在汽動給水泵給水調節迴路“工作在自動”邏輯中，任何一個環節出現異常，汽動給水泵給水自動調節迴路立即退出“自動”避免次生事故。
2 、 轉速控制交互驗證
汽動給水泵自動調節採用“三態式”邏輯設計，鍋爐給水系統的設備沒有啟動之前，汽動給水泵調節迴路已經工作在自動伺服方式（A/B-BFPT AUTO ST-BY），處於等待給水系統啟動的狀態。
A/B汽動給水泵給水調節進入AUTO工作方式是通過給水泵汽輪機MEH上傳的A/B給水泵汽輪機轉速自動許可確定的，信號中又含有MCS發給MEH的“工作正常”信號，分別是DPU工作正常和A汽動給水泵轉速PI調節器輸出正常。
3 、 控制指令比較監測
調節迴路這一級，則形成一個閉合的信號品質識別環路，從汽動給水泵給水調節迴路M/A站發出的給水泵轉速指令，作為調節給定值進入MEH，MEH接受外部給定值控制汽動給水泵轉速的同時，將執行後的給定值作為應答信號同步反饋回到給水調節迴路，與汽動給水泵給水轉速指令進行實時比較，如果誤差在設定的允許範圍（±5%）內，汽動給水泵給水調節迴路和MEH控制迴路則被認為“信號傳遞正確”。否則，會立即中斷兩個系統的聯繫，各自降低自動控制水平，分別單獨調節，升高安全等級來保證運行安全。
七、 結語
鍋爐給水系統從啟動到停止，調動幾十臺套特性各異的設備，歷經十多種工作方式轉換，有的過程相對簡單，有的則相當複雜。能實現“一鍵啟停”、“投後不管”這種近乎“傻瓜”機的操作，也絕非運行規程的原版照排，控制邏輯已經具備判斷進程方向、路徑，決定進退、轉轍的“自主思考”能力。在APS的導引下，成功實現“一鍵啟停”的鍋爐給水系統無論在啟停的安全性、快速性、重複穩定性、經濟性等方面明顯高於人工操作，雖然人工操作遵循了操作規程，人具有智慧，但人工只能串行操作，DCS可以並行控制，各有所長。不過，這還只是能力大小的範疇。若賦予DCS起承轉合、自主決策的思維程式，哪怕是簡單的智能邏輯算法，控制功能都會獲得極大地擴展和提升。欲解決複雜的問題，簡單地採用傳統自動化的方法已無力應對，採用更高一籌的智能化控制是解決問題的有力工具。“三態式”模擬量調節、缺省自動選擇器、給水泵並/解列糾偏以及給水泵系統啟停的整體統籌，都是值得深入研究和借鑑的，他山之石可以攻玉，將有力地促進DCS物盡其用，提升機組安全、經濟運行水平。
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