Автоматизированная система управления тепловыми процессами котельного агрегата BP-CEX-22-64-485

КИПиА_Чеканов.dwg

Питательные магистрали
Шит авто- матизации котла ДЕ
Шит общих замеров №1
Блок местных приборов
Щит общих замеров №2
Схема КИПиА котельного агрегата
Районная мини-ТЭЦ на местных видах топлива

КИПиА_Чеканов.docx

9 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛО-ВЫМИ ПРОЦЕССАМИ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА BP-CEX-22-64-485
Автоматизация это применение комплекса средств позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека но под его контролем. Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска снижению себестоимости и улучшению качества продукции уменьшает численность обслуживающего персонала повышает надежность и долговечность машин дает экономию материалов улучшает условия труда и техники безопасности. Автоматизация параметров дает значительные преимущества:
а) обеспечивает уменьшение численности рабочего персонала т.е. повышение производительности его труда
б) приводит к изменению характера труда обслуживающего персонала
в) увеличивает точность поддержания параметров вырабатываемого пара
г) повышает безопасность труда и надежность работы оборудования
д) увеличивает экономичность работы парогенератора.
Автоматизация парогенераторов включает в себя автоматическое регулирование дистанционное управление технологическую защиту теплотехнический контроль технологические блокировки и сигнализацию.
Автоматическое регулирование обеспечивает ход непрерывно протекающих процессов в парогенераторе (питание водой горение перегрев пара и др.)
АСУ ТП Пружанской ТЭЦ
Автоматизированная система управления тепловым процессом (далее АСУ ТП) Пружанской ТЭЦ предусмотрена как единая многоуровневая автоматизированная система управления технологическими процессами на базе программно-технического комплекса (ПТК) состоящего из программируемых логических контроллеров системы рабочего места оператора современных программных устройств. Основными целями создания АСУ ТП являются:
- обеспечение надежного и эффективного автоматизированного управления основным и вспомогательным оборудованием в нормальных переходных и аварийных режимах работы;
- обеспечение эксплуатационного персонала достоверной достаточной и своевременной оперативной информацией о протекании технологических процессов состоянии технологического и электрического оборудования технических средств управления;
- обеспечение информацией для анализа и оптимизации работы оборудования планирования его ремонта;
- повышение надежности работы оборудования снижение риска тяжелых аварий;
- улучшение условий труда эксплуатационного персонала.
Краткие сведения об объектах автоматизации
Основное оборудования мини-ТЭЦ типа Bio Power 5 DH на местных видах топлива комплектной поставки фирмы WARTSILA (Финляндия) размещается в отдельно строящемся здании и включает в себя:
- паровой котел (Do=217 тч; Р=64 МПа; t=4850С);
- паровая турбина с противодавлением (Nэ=37 МВт);
- вспомогательное оборудование паровой турбины в объеме поставки изготовителя;
- топливную систему;
- водно-химический режим;
- сетевую установку.
Вспомогательное оборудование главного корпуса не входящее в поставку фирмы «Wartsila» (насосы и трубопроводы дренажных сточных и продувочных вод).
Оборудование сооружений очистных сточных вод и насосной станции противопожарного водоснабжения.
Концепция АСУ ТП мини-ТЭЦ
Система управления и контроля состоит из программируемого логического контроллера (ПЛК) главной системы управления и двух рабочих мест оператора. Рабочие места оператора располагаются на щите управления станцией и являются дублирующими. Рабочие места оператора и ПЛК соединены в одно целое посредством сети Ethernet и обмен информацией между ними выполняется с помощью технологии коммутации.
В качестве ПЛК применен контроллер типа Siemens S7-400 устанавливаемый на центральном пульте управления в помещении щита управления.
Функциональная структура АСУ ТП (главная система управления).
АСУ ТП предназначена для выполнения:
- информационных функций;
- управляющих функций;
- вспомогательных функций.
Информационные функции:
- сбор и обработка информации от датчиков аналоговых сигналов 4 20 мА термопар и термометров сопротивления также оснащенных трансмиттерами температуры 4 20 мА;
- представление информации на цветных дисплеях в виде фрагментов мнемосхем в графической форме;
- регистрация параметров и событий в системе единого времени;
- предупредительная и аварийная сигнализация;
- автоматическое протоколирование и архивирование параметров технологического процесса.
Управляющие функции:
- дистанционное управление запорной и регулирующей арматурой и механизмами С.Н.;
- технологические защиты блокировки АВР;
- автоматическое регулирование технологическими процессами.
Вспомогательные функции:
- диагностика микропроцессорных устройств;
- метрология измерительных каналов;
- настройка ПТК и отладка алгоритмов и др.
Организация управления основным оборудованием мини-ТЭЦ
Рабочее место оператора.WOIS (система рабочего места оператора Wartsila) используется для мониторинга состояния и параметров технологического процесса электростанции. Она визуализирует информацию и облегчает работу оператора. В качестве рабочей платформы WOIS используется операционное программное обеспечение Wonderwads Intouch PC. Рабочее место WOIS включает несколько технологических дисплеев для наблюдения за работой электростанции. Технологические дисплеи представляют графические изображения с информацией об измеренных значениях и состоянии систем электростанции. Сигналы о неисправностях на электростанции представляются в перечне аварийных сигналов и выводятся на принтер аварийных сигналов. В структуру рабочего места оператора включен также инструмент отчетности WISE который обеспечивает платформу для долгосрочной отчетности и диагностики электростанции. Документальная копия информации на дисплеях выполняется лазерным принтером.
Система безопасности
Система безопасности (СБ) решена в виде аппаратно-реализованной системы безопасности. СБ будет обеспечивать безопасное включение котла и будет препятствовать запуску котла пока система не будет аквитирована и условия необходимые для запуска котла не будут соблюдены.
Защита котла спроектирована и изготовлена с соблюдением стандарта EN61508511.
Информация о состоянии СБ полностью отображается на рабочем месте оператора.
Локальное управление
Кроме контроля и управления основным циклом технологического процесса с основного контроллера предусматриваются независимые контроллеры предоставляемые поставщиками оборудования для отдельных звеньев процесса:
- станции очистки воды;
- электростатического фильтра;
- системы управления и безопасности турбины.
ПЛК отдельных подсистем являются автономными контроллерами которые отвечают за эффективную и безопасную работу этих подсистем. Эти ПЛК в основном относятся к семейству Siemens-S7 и подключены к главной системе автоматизации через шину Profibus DP. Наблюдение за подсистемами управляемыми отдельными ПЛК осуществляется с помощью главной системы управления.
В нормальной ситуации оборудование управляется с помощью ПЛК но возможно также управление некоторым оборудованием в ручном режиме с локального пульта управления. Локальные панели управления используются в основном для электродвигателей обеспечивающих перемещение топлива и золы а также для управления вращением колосниковой решетки что облегчает действия по ее техническому обслуживанию.
Первичные средства автоматизации основного оборудования
Для измерения параметров процесса предусматривается использовать следующую аппаратуру:
Измерение температуры.
В качестве датчиков используются термометры сопротивления типа Pt100 (4-х проводное подключение) оснащенные трансмиттерами температуры 4-20 мА и термопары типа К (NiCrNi) которые также оснащаются трансмиттерами температуры 4-20 мА. Трансмиттеры как правило встроены в головку датчика однако в зависимости от условий процесса могут устанавливаться в соединительной коробке или в шкафу контроллера.
Измерение давления и разности давления.
Используются аналоговые (4-20 мА) преобразователи давления и разности давления. Для установки «по месту» используются также механические датчики.
Для измерения расхода используются магнитные расходомеры а также диафрагмы для измерения методом переменного перепада давления (пар).
Используются аналоговые (4-20 мА) преобразователи давления и разности давления.
Уровень в бункере котла измеряется при помощи ультразвукового измерительного устройства.
Индикаторы уровня воды – электронного типа.
Измерение О2 СО прозрачности дымовых газов.
Предполагается для измерения О2 и СО использовать анализаторы
АВВ Emerson для измерения прозрачности дымовых газов использовать прибор Durag Sick поставляемые комплектно с оборудованием электростанции.
Система регулирования и защиты основного оборудования
Система регулирования электростанции предусматривает:
- Регулирование давления в камере сгорания за счет управления скоростью вращения вентилятора топочного газа;
- Регулирования температуры в камере сгорания;
- Регулирования расхода воздуха для горения;
- Регулирование расхода питательной воды и уровня в барабане котла;
- Регулирование давления основного пара;
- Регулирования температуры основного пара;
- Регулирование давления питательной воды;
- Регулирование уровня в резервуаре питательной воды;
- Регулирование уровня конденсата в конденсаторе.
Для обеспечения безопасности котла при повышении давления или температуры основного пара предусмотрен предохранительный клапан.
Основное оборудование системы управления электростанции (автоматизированное рабочее место принтеры система ПЛК система безопасности и т.д.) располагаются на щите управления в главном корпусе. Исключение составляют удаленные устройства ввода-вывода некоторые панели ПЛК подсистем и локальные пульты управления. Локальные пульты управления расположены в технологической зоне недалеко от соответствующего оборудования.
Схема управления шнеком подачи топлива включает преобразователь частоты А1 Vacon NX-45004 контроллер Сименс Симатик S-700 промежуточное реле КV1 ABB переключатель SA1 на панели защит котла автоматические выключатели выключатели безопасности.