Автоматизированная система управления котлом НЗЛ-110 Самарской ГРЭС на базе ПТК "КРУГ-2000"

Введение

Самарская ГРЭС - одно из старейших предприятий теплоэнергетического комплекса России. Станция была введена в эксплуатацию в июне 1900 г. Не так давно Самарская ГРЭС отметила столетие со дня своего рождения. Несмотря на почтительный возраст, станция постоянно обновляет своё оборудование, вводит новые производственные мощности, проводит реконструкцию старых. В рамках этих работ была создана АСУТП котлоагрегата №4, которая позволила вывести процесс управления котельным агрегатом на принципиально новый уровень. Котел НЗЛ-110 - вертикально-водотрубный барабанный котел, паропроизводительностью 110 т/ч.

Цели и задачи

Создание АСУТП осуществлялось в связи с реконструкцией газопровода с внедрением системы автоматического розжига горелок котла. Целями автоматизации управления котла, выполняемой в комплексе с оснащением горелок котла блоками газооборудования являются: повышение безопасности розжига и работы котла на газе и реализация требований нормативных документов, а также, повышение надежности работы оборудования.

Функции системы

АСУ ТП котла №4 Самарской ГРЭС выполняет следующие основные функции: измерение и контроль технологических параметров; обнаружение, сигнализация и регистрация отклонений параметров от установленных границ; ручной ввод данных; формирование и выдача оперативных данных персоналу в виде мнемосхем, таблиц, графиков и трендов; формирование и печать отчетных документов; архивирование предыстории параметров; расчетные задачи; контроль и регистрация действия защит; АР;ДУ; ТЗ и ТБ; АУ процессом розжига горелок котла.

Состав системы

АСУ ТП котла №4 Самарской ГРЭС на базе ПТК "КРУГ-2000" построена как многоуровневая интегрированная человеко-машинная система.
Высокая надёжность ПТК позволила отказаться от традиционной релейной системы защит, традиционных приборов и ключей управления на щите.
Персонал службы АСУ ТП Самарской ГРЭС прошёл в ООО НПФ "КРУГ" десятидневные курсы обучения. После завершения обучения был проведён экзамен и выданы соответствующие свидетельства о прохождении обучения. Следует отметить, что простота инструментальной системы позволяет Заказчику, при необходимости, проводить изменения в графической части, базе данных и программах в процессе эксплуатации котла без привлечения Поставщика ПТК.
Структурная схема АСУ ТП Самарской ГРЭС приведена на рис. 1.

Рис.1. Структурная схема АСУТП котла №4 Самарской ГРЭС

Высокая надёжность контроллеров позволила разместить шкаф с контроллерами в непосредственной близости от котлоагрегата, что значительно уменьшило общую длину кабельных линий. Автоматизированные рабочие места расположены на другом этаже здания КТЦ.
В состав АСУ ТП входят: шкафы управления УСО-1 производства ЗАО "ХК АМАКС"; шкаф управления (1 шт.) с микропроцессорными контроллерами TREI-05-02 (2 шт.); станция оператора (СО) - 2 шт.; станция инженера АСУ ТП - 1 шт.; станция инжиниринга (СИ) - 1шт.; принтер; оборудование локальной вычислительной сети.
Управляющая сеть выполнена на базе 10/100-Мбитной технологии промышленного Ethernet со 100%-ым "горячим" резервированием.
Контроллер К1 предназначен для реализации функций контроля. Контролер К2 предназначен для реализации функций АР, ТЗ и ТБ.
Общее количество физических входных/выходных сигналов - 1019, в том числе: аналоговых входных - 187; аналоговых выходных (с широтно-импульсной модуляцией) - 32; дискретных входных - 584; дискретных выходных - 216; общее количество алгоритмов защит и блокировок - 18. Общее количество контуров регулирования - 16. Общее количество запорной и регулирующей арматуры - 33.

Основные особенности программно-технического комплекса

Основные особенности ПТК "КРУГ-2000" состоят в следующем: все программные и технические компоненты сертифицированы Госстандартом РФ и Госгортехнадзором РФ; ПТК метрологически аттестован и внесен в Госреестр средств измерений; обеспечена высокая надежность благодаря применению элементарной базы ведущих зарубежных фирм, глубокого тестирования и жесткого технологического прогона; полное удовлетворение стандартам России, МЭК и других действующих нормативных документов, в частности, принятых для ПТК в РАО "ЕЭС России", в т.ч. РД-135-34.1-35.127-2002; открытость системы при наращивании и внесении изменений; ориентация на особо опасные отрасли промышленности; поддержка 100%-го "горячего" резервирования станций оператора, контроллеров, сетей; поддержка международных стандартов сетевых протоколов; наличие специализированных сертифицированных версий: ПТК "КРУГ-2000/Т" (коммерческий учет тепла и теплоресурсов), "КРУГ-2000/Г" (коммерческий учет газов) и др.; ремонтопригодность и эффективное сопровождение на объектах России; мощные инструментальные средства и САПР.
Отдельно следует отметить основные достоинства одного из важнейших компонентов ПТК - контроллеров серии TREI-05 - это: наличие "интеллектуальных" модулей ввода-вывода; модульность; надежность (от 75 000 до 150 000 ч); гальваническая изоляция всех входов/выходов - не менее 1500 В; "горячая" замена модулей (без выключения питания); непосредственный ввод-вывод более 180 типов сигналов; резервирование вычислительного модуля и др.

Динамические характеристики системы управления: максимальное время реакции системы на изменения аналоговых и дискретных сигналов не превышает 100 мсек.; точность регистрации аварийных ситуаций - не более 10 мсек.; цикл обновления видеокадров -0,5 сек.; цикл смены кадров - не более 1 сек.; максимальное время реакции на команду оператора - 0,2 сек.
Краткие сведения о разработчике. Генеральный поставщик системы - научно-производственная фирма "КРУГ" (г. Пенза). Фирма "КРУГ" зарегистрирована в 1992 г. в г. Пенза. Ее основу составили специалисты одного из ведущих предприятий бывшего Минприбора. К моменту регистрации основные сотрудники уже имели 10-15-летний опыт в разработке, пуско-наладке и эксплуатации микропроцессорных АСУ ТП во многих отраслях промышленности.

В прошлом году НПФ "КРУГ" отмечала свой десятилетний юбилей. За десять лет на базе ПТК "КРУГ-2000" выполнено более 120 проектов АСУ ТП. Значительную долю этих внедрений составляют объекты теплоэнергетики. Это десятки ТЭЦ, среди которых Уфимские ТЭЦ-2, ТЭЦ-3, ТЭЦ-4 и т.д., Новосалаватская, Пензенская ТЭЦ-1, Саранская ТЭЦ-2, Казанская ТЭЦ-2 и др., лучших энергосистем страны. Все системы получили высокие оценки от руководящего и технологического персонала.

Высокое качество ПТК "КРУГ 2000" подтверждается более чем 20-ю сертификатами, лицензиями и разрешениями на продукцию и услуги Госстандарта РФ, Госгортехнадзора РФ, РАО "ЕЭС России". Следует отметить, что НПФ "КРУГ" одна из первых в стране сертифицирована в соответствии со стандартом ISO 9001 в области проектирования, разработки, монтажа и обслуживания систем управления.

Выводы

Приведение системы управления к требованиям действующих норм и правил Госгортехнадзора и РД РАО "ЕЭС России", резкое сокращение эксплуатируемого оборудования обеспечило увеличение надежности и экономичности работы котла НЗЛ-110. Кроме того, обеспечен легкий перевод с одного вида топлива на другое, достигнута значительная экономия кабеля, снижены эксплуатационные и производственные расходы. Внедрение АСУТП позволило полностью автоматизировать технологический процесс, реализовать более сложные алгоритмы контроля и управления, в том числе автоматический розжиг горелок котла, обеспечить персонал более полной и своевременной информацией.
Решающий вклад в успех работы внесли субподрядчики - стратегические партнёры ООО НПФ "КРУГ". Проектные работы, а также, комплексная наладка системы выполнены ООО "Энергоавтоматика" (г.Уфа), проект блоков "АМАКС" выполнило АООТ "ЦКБ "Энергоремонт" (г. Москва), поставку и наладку подсистемы автоматического розжига выполнило АО "ХК "АМАКС" (г. Москва).

Фирма "КРУГ" выражает глубокую признательность специалистам Самарской ГРЭС, ООО "Энергоавтоматика", АООТ "ЦКБ "Энергоремонт", АО "ХК "АМАКС", в частности, Хасиятуллину А.М., Волкову К.Б., Ермакову А.А., Чупрунову В.П., Магрупову Р.У., Лопатину В.В., Давлятову М.Р., Альмисакову Р.А., Исаеву Д.Г., Будилову К.В, Петрову В.А., Неприну И.