Geum.ru

Асутп и аскуэ в энергетике и целлюлозно-бумажной промышленности

Вид материалаДокументы
Подобный материал:

АСУТП и АСКУЭ в энергетике
и целлюлозно-бумажной промышленности

Г. М. Килимник, С. И. Лейкин

ЗАО "НВК Севзапмонтажавтоматика", г. Санкт-Петербург


в настоящее время на предприятиях энергетики и ЦБП существенно возрос объем работ по комплексной автоматизации газоиспользующих установок. Основными установками являются паровые и водогрейные котлы. Комплексная автоматизация включает в себя создание следующих систем:
  • автоматизированной системы управления котлом (АСУТП);
  • систем противоаварийной защиты (ПАЗ);
  • автоматизированной системы коммерческого и технического учета энергоносителей (АСКУЭ), как выработки (пар, тепловая энергия, электроэнергия), так и потребления (газ, вода, электроэнергия).

В докладе освещаются основные решения по созданию этих систем, которые, по нашему мнению, можно считать оптимальными с точки зрения соотношения качество-цена. Такие решения приняты фирмой ЗАО "НВК СЗМА" на основании опыта внедрения на большом количестве объектов с различными типами котлов, оснащенных от 1 до 16 горелок.

АСУТП

Котел оснащается газовым оборудованием фирмы "АМАКС" (Москва), скомпонованным в единый блок (тип БГ) заводского изготовления для каждой горелки. На рис. показана реализуемая схема газоснабжения с применением БГ (одна горелка). Вся применяемая в блоках БГ арматура имеет герметичность класса "А" и гарантию на 3 года со дня введения ее в эксплуатацию. Для котлов с горелками производительностью от 1 до 60 МВт блоки выпускаются серийно.

Типовые алгоритмы управления горелками, включая ПАЗ, с использованием БГ утверждены и рекомендованы к применению Госгортехнадзором России.

Технические средства для АСУТП могут быть разными, они выбираются в процессе проектирования. Во всех случаях сроится распределенная трехуровневая система (DCS) с фирменными контроллерами или КТС разработки фирмы "АМАКС". На 1-м уровне АСУТП находятся датчики, на 2-м – контроллеры, на 3-м (верхнем) – IBM-совместимый компьютер (рабочая станция). Оптимальным вариантом микропроцессорной части системы в настоящее время можно считать аппаратуру фирмы "PLC Direct" (Япония/США), поставляемую фирмой "ПИР" (Санкт-Петербург). Поставщики и типы датчиков – разные, согласовываются с заказчиком.

Базовое программное обеспечение (ПО) поставляется фирмой "ПИР", прикладное ПО создается при проектировании с использованием поставляемого с аппаратными средствами программного пакета "Direct Soft".

    Отметим некоторые характерные черты АСУТП:
  • Применимость к любым котлам, использующим газ, с горелками производительностью от 1 до 60 МВт;
  • Законченное алгоритмическое и техническое решение задач пуска, останова, защиты, регулирования и управления, соответствующее действующим в РФ нормам и правилам, согласованное с Госгортехнадзором России;
  • Комплексная поставка технических средств, а также предохранительно-запорной и регулирующей арматуры (в составе БГ) высокого класса точности изготовления;
  • Автоматическая проверка плотности газовой арматуры перед первоначальным розжигом горелок;
  • Автоматический ввод защит;
  • Розжиг горелок в автоматическом режиме;
  • Возможность установки оператором последовательности включения горелок;
  • Автоматическое включение регуляторов систем горения и питания в заданной последовательности;
  • Возможность варьирования типом используемых программно-технических средств с учетом эксплуатационного опыта и материальных возможностей заказчика;
  • Возможность решения на верхнем уровне АСУТП различных общестанционных задач.

ПАЗ

Система противоаварийной защиты на нижнем и 2-м уровнях иерархии реализуется с использованием таких же технических средств, что и АСУТП. На верхнем уровне информация поступает на рабочую станцию АСУТП. Функционально система ПАЗ выполняет весь перечень технологических защит, предусмотренных РД 34.35.131-95 "Объем и технические условия на выполнение технологических защит теплоэнергетического оборудования электростанций с поперечными связями и водогрейных котлов", относящихся к котлам, в которых основным топливом является природный газ.

В соответствии с рекомендациями указанного РД, а также требованиями ряда фирм-пользователей, в частности фирмы "IP" (International Paper) ПБ 09-170-97 "Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных производств", система ПАЗ выполняется как отдельная система с выделением отдельных аппаратных средств (датчики, контроллеры).

Следует заметить, что применение в схеме газоснабжения блоков БГ с двумя быстродействующими ПЗК и клапаном утечки (безопасности) между ними, а также специальной системы проверки газовой плотности арматуры с использованием калиброванного дросселя (см. рис.) практически исключает возможность загазованности топки и, соответственно, взрывов газовоздушной смеси в топках и газоходах при розжиге газогорелочных устройств. Такая схема обеспечивает также возможность розжига горелок на пониженном давлении газа (30–50 мм вод. ст.), что полностью устраняет возникновении "хлопков" в топках.

АСКУЭ

Для большого количества промышленных предприятий оптимальным вариантом системы учета энергоносителей оказалась АСКУЭ на базе комплекса технических средств КТС "Энергия +". Технические средства и базовое программное обеспечение (БПО) поставляются НПО "Энергоконтроль" (г. Заречный Пензенской обл., Россия). Отличительной особенностью системы является охват ею как неэлектрических, так и электрических энергоносителей. Наиболее рациональная область применения – промышленные и энергетические предприятия, поставляющие и потребляющие энергию, с большим количеством узлов коммерческого и технического учета.

Вполне перспективной является также АСКУЭ на базе продукции фирмы "Логика".

В настоящее врем АСКУЭ "Энергия" успешно функционирует более чем на 700 предприятиях. АСКУЭ "Энергия" имеет 3 уровня. На 1-м уровне находятся датчики параметров неэлектрических энергоносителей (расходы, давления, перепада давления, температуры), а также электросчетчики; на 2-м уровне – устройства сбора и передачи данных (УСД), предназначенные для приема и обработки информации с нижнего уровня и передачи ее на верхний уровень; на
3-м (верхнем) уровне – IBM-совместимый компьютер с соответствующим ПО и техническими средствами (платы ввода и полудуплексной связи), обеспечивающими взаимодействие с техническими средствами 2-го уровня.

Технические средства: датчики параметров неэлектрических энергоносителей – различные, с унифицированным аналоговым или числоимпульсным выходным сигналом; электросчетчики – индукционные и электронные, предпочтительно электронные типа СЭТ-4ТМ.02, выпускаются ГУП "Завод им. Фрунзе" (г. Нижний Новгород, Россия); УСД-"Е443 М2 (EURO)", "Энергия-Микро+" для электрических параметров; "Энергия-Микро-Т", "Исток-ТМ" для неэлектрических параметров, поставляются НПО "Энергоконтроль" и НПЦ "Спецсистема" (г. Витебск, Беларусь); компьютер – IBM-совместимый, составные части которого совместимы с Windows (по списку компании Microsoft); платы ввода и полудуплексной связи, устанавливаемые в слот ISA компьютера, выпускаются НПО "Энергоконтроль".

Программные средства: в компьютер устанавливается следующее программное обеспечение: операционная система Windows NT/2000/XP, СУБД MS SQL 7.0, базовое программное обеспечение БПО КТС "Энергия+" (версия 6).

Внедрение АСКУЭ позволяет осуществить:
  • сбор в автоматическом режиме (по заданным периодам времени) и ручном режиме (по запросу оператора) конкретных параметров по каждой точке учета;
  • накопление данных энергоучета по каждой точке учета на требуемую ретроспективу;
  • обработку накопленных значений энергоучета в соответствии с действующими тарифами, схемой электро- и теплоснабжения, структурой учета предприятия;
  • отображение измерительной и расчетной информации в виде графиков, таблиц и ведомостей на мониторе с их документированием на принтере;
  • сигнализацию о нештатных ситуациях в АСКУЭ;
  • диагностику технических средств в АСКУЭ и каналах связи.

Рабочие станции пользователей могут быть объединены в локальную сеть (ЛВС). Выделив в структуре ЛВС компьютер-сервер, можно реализовать архитектуру "Клиент-сервер".








Рис. Принципиальная схема газоснабжения с применением БГ:


1. Кран со штуцером и заглушкой для отбора пробы газа

2. Кран продувочный

3. Клапан отсечной (ПЗК)

4. Клапан электромагнитный, Ду20, "НО" (клапан безопасности)

5. Заслонка дроссельная с электроприводом

6. Горелка

7. Запальник газовый

8. Опора

9. Клапан электромагнитный, Ду15, "НЗ" (клапан запальника)

10. Клапан шаровой Ду15

11. Дроссель

12. Клапан электромагнитный Ду15, "НЗ" (клапан опрессовки)

13. Диафрагма для измерения расхода газа

14. Задвижка ручная

15. Датчик-реле напора

16. Манометр