АСУ ТП горелок котлов - САУГ
Одним из успешно используемых в сфере теплоэнергетики высокотехнологичных решений компании «ТЕКОН-Инжиниринг» являются системы автоматического управления газо-мазутными горелками (САУГ) водогрейных, паровых и энергетических котлов, которые обеспечивают:
• автоматический и дистанционный розжиг горелок;
• автоматический и дистанционный вывод их на минимальную тепловую мощность;
• автоматическое и дистанционное управление тепловой мощностью этих горелок в диапазоне от минимальной до максимальной;
• реализацию нормативных защит и блокировок во всех режимах работы горелок;
• автоматическое регулирование параметров топливного и газовоздушного тракта, а также реализацию главного регулятора котлоагрегата.
Данное решение реализовано на базе высоконадежного ПТК «ТЕКОН», является типовым и служит фундаментом для дальнейшего расширения системы вплоть до полномасштабной АСУ ТП энергетического котла или энергоблока, используя при этом единые базу данных и инструментальную среду.
Типовая САУГ имеет трехуровневую структуру - на нижнем уровне находятся шкафы управления газо-мазутными горелками (ШУГ) и шкаф управления мазутом (ШУМ), на среднем уровне находится шкаф ЦШУГ. В верхний уровень входят станции оператора - технолога (АРМ ОТ), два компьютера, совмещающие функции резервированных шлюзов и архивных станций, а также инженерная станция (ИС) и информационно-вычислительная станция (ИВС).
Рис.1. Внешний вид шкафа управления газо-мазутными горелками ШУГ
Шкаф изготавливается в специальном исполнении для работы в температурном диапазоне окружающей среды +5...+60 С. В шкафу реализованы функции резервирования сети Ethernet 100 Мб/с, питания 220 VAC/VDC и процессорных модулей. Обеспечена индивидуальная гальваническая развязка аналоговых сигналов, имеется возможность управления по месту с переносного пульта и кнопок.
Рис.2. Внешний вид шкафа ЦШУГ
Шкаф ЦШУГ выполняет функции координации контроллеров ШУГ при погорелочном регулировании, а также при групповом управлении, обеспечивает управление общекотловой арматурой и сбор информации с датчиков котла. В шкафу обеспечена возможность поэтапного наращивания функционала системы вплоть до полномасштабной АСУ ТП котла, используя единые базу данных и инструментальную среду.
Шлюзы и контроллеры шкафов ЦШУГ и ШУГ обмениваются между собой информацией по дублированной сети Ethernet со скоростью 100 МБ/с через два 24-портовых сетевых коммутатора, расположенных в коммуникационной стойке. Компьютерные станции обмениваются со шлюзами по дублированной сети Ethernet со скоростью 1 ГБ/с через два 16-портовых сетевых коммутатора. Шкафы управления мазутом ШУМ связаны со шкафами ШУГ по интерфейсу RS 485.
Важной особенностью этого решения по разработанным САУГ, обеспечивающего прочную основу для надежной работы энергоблоков и котлоагрегатов, является его ориентация на максимальную скорость внедрения на объекте, что зачастую очень актуально.
Это обеспечивается следующими факторами:
-использование ряда типовых шкафов новой разработки на все типы горелок с испытаниями их ОТК перед отгрузкой по специальной универсальной методике;
- использование распределенной архитектуры САУГ с интеллектуальными шкафами управления горелками, дающей возможность налаживать оборудование параллельно сразу на нескольких горелках;
- выделение УСО для управления мазутом в отдельный шкаф, что дает возможность поэтапного внедрения и облегчает задачу типизации проекта;
- большое количество опций в прикладном программном обеспечении, позволяющих быстро адаптировать ПО САУГ под конкретные особенности объекта;
- комплексные испытания ПТК перед отгрузкой на полигоне разработчика с использованием программного имитатора объекта;
- поставка технологического оборудования и ПТК от одного производителя.
Это обеспечивается тем, что группа компаний «ТЕКОН», наряду с производством контроллерного оборудования, с 2009 года производит блоки газовые автоматические БГА, позволяющие привести системы газоснабжения в теплоэнергетике к полному соответствию «Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления» ПБ12-529-03. Основные типы БГА запатентованы и имеют оригинальные технические характеристики, что позволяет улучшить технико-экономические характеристики котлоагрегатов;
- отработанное годами тесное взаимодействие с партнерами (монтажниками, наладчиками и поставщиками).
Примером, наглядно иллюстрирующим возможности Группы компаний «ТЕКОН» по скорости внедрения, может служить 36-горелочный энергоблок 800 МВт Сургутской ГРЭС-2, на котором САУГ была внедрена в течение 28-дневного ремонта.
Системы автоматического управления горелками котлоагрегатов различной мощности типа БКЗ, ПК, ПТВМ, ТГМ, ТПП и других на базе ПТК «ТЕКОН» успешно эксплуатируются на Верхнетагильской ГРЭС, на Смоленской ГРЭС, на Сургутской ГРЭС-1, на Каширской ГРЭС, на Троицкой ГРЭС, на Шатурской ГРЭС; на ТЭЦ-8, ТЭЦ-9, ТЭЦ-11, ТЭЦ-12, ТЭЦ-17, ТЭЦ-20, ТЭЦ-21, ТЭЦ-22, ТЭЦ-23, ТЭЦ-25 и ТЭЦ-26 ОАО «Мосэнерго»; на ряде ТЭЦ и ГРЭС Холдинга «КЭС», РАО «ЭС Востока» и других генерирующих компаний.
АСУ ТП «ТЕКОН» для объектов муниципальной энергетики
Разработанные АСУ ТП обеспечивают оптимальную эксплуатацию котлоагрегатов во всех режимах, что существенно улучшает их показатели работы, повышает эксплуатационную надежность и позволяет снизить издержки на эксплуатацию объектов теплоэнергетики при полном соблюдении Правил безопасности газового хозяйства ПБ 12-529-03.
В состав данных АСУ ТП входят системы автоматического управления котлами, включая системы автоматического управления газо-мазутными горелками, а также системы автоматического управления общекотельным оборудованием и системы химводоподготовки.
АСУ ТП котлов выполняют информационные и управляющие функции, необходимые для оптимальной и безаварийной эксплуатации котлов во всех режимах их работы и позволяют обеспечить:
• автоматический пуск и останов котлов;
• автоматический контроль опрессовки газовой арматуры;
• автоматическое поддержание оптимального соотношения «газ - воздух», а также разряжения во всем диапазоне нагрузок котлов, что увеличивает КПД котлов и снижает объем вредных выбросов в окружающую среду;
• автоматическое поддержание заданной температуры воды, поступающей к потребителям;
• автоматическое и дистанционное управление всем оборудованием котельной, в том числе механизмами арматуры и приводами дымососов, вентиляторов и насосов с использованием частотно-регулируемого электропривода;
• выполнение технологических функций защиты и аварийное отключение котлов по всем параметрам безопасности в соответствие с Правилами безопасности газового хозяйства ПБ 12-529-03;
• постоянный контроль за содержанием СО и СН в выбрасываемых в атмосферу продуктах сгорания;
• оперативную передачу и наглядное отображение информации о работе котлов и оборудования для оператора;
• диагностику состояния всей системы;
• технический и коммерческий учет энергетических ресурсов.
Использование в системе ПТК «ТЕКОН» с широкими функциональными возможностями позволяет обеспечить дальнейшее расширение системы вплоть до полномасштабной АСУ ТП котельной.
АСУ ТП общекотельного оборудования и химводоподготовки обеспечивают:
• регулирование в оптимальном режиме технологических процессов работы общекотельного оборудования;
• выдачу предупреждений о работе оборудования за пределами допустимых режимов;
• автоматический режим работы всех насосных станций с использованием частотно-регулируемых приводов;
• автоматизированный процесс химводоподготовки на основании данных анализов, вводимых оператором в систему;
• контроль за состоянием и управление работой запорной арматуры большого диаметра с автоматизированного рабочего места оператора;
• отображение параметров работы котельной в виде мнемосхем, графиков и таблиц, позволяющих производить на этой базе необходимую отчетность;
• комплексный учет, архивирование и первичный анализ информации о потребляемых энергоресурсах (газе, электроэнергии, воде на подпитку сети и на собственные нужды);
• учет производства тепловой энергии по котлоагрегатам и в целом по котельной.
Примером, подтверждающим высокие технико-экономические показатели типовых полномасштабных информационно-управляющих систем управления котлов и общекотельного оборудования на базе ПТК «ТЕКОН», является успешная эксплуатация подобных АСУ ТП в котельной №1 и котельной №3 МУП «Тепло Коломны».
Использование данных АСУ ТП в МУП «Тепло Коломны» позволило:
• поднять коэффициент полезного действия котлоагрегатов до 93,9%;
• минимизировать расход электроэнергии и существенно увеличить срок службы оборудования;
• существенно повысить надежность работы подсистем технологических защит и функционально-группового управления котельных за счет непрерывной диагностики технических и программных средств;
• обеспечить полностью во всех режимах эксплуатации котлов требования Правил безопасности газового хозяйства ПБ 12-529-03;
• снизить на 20% удельную повреждаемость тепловых сетей за счет плавного регулирования нагрузки;
• сократить интенсивность и амплитуду колебаний технологических параметров;
• сократить объем вредных выбросов в атмосферу;
• обеспечить полный контроль выполнения технологии производства обслуживающим персоналом и исключить субъективные факторы из процесса управления котлами