Модернизация ЭГСР паровой турбины ст.№2 Ново-Стерлитамакской ТЭЦ

Современные требования к теплотехническому оборудованию и уровень автоматизации стимулируют предприятия генерации комплектовать электрогидравлическими системами регулирования (ЭГСР) как вновь изготавливаемые турбины, так и турбины, уже находящиеся в эксплуатации.

В Башкирской генерирующей компании (БГК) планомерно решается задача оснащения (модернизации) ЭГСР паровых турбин ТЭЦ для обеспечения надежного и качественного управления, а также регулирования основных параметров во всех технологических режимах работы, включая аварийные.

На Ново-Стерлитамакской ТЭЦ модернизирована ЭГСР паровой турбины ПТ-60-130/13 ЛМЗ ст.№2 с интеграцией в существующую АСУ ТП. Проект выполнен на базе типового технического решения компании «КРУГ», ранее уже внедрённого на других ТЭЦ БГК.

Ново-Стерлитамакская ТЭЦ является основным источником тепловой энергии для системы централизованного теплоснабжения города Стерлитамака. Установленная электрическая мощность – 255 МВт, тепловая – 1511,2 Гкал/ч. В качестве основного топлива используется магистральный природный газ, в качестве резервного – мазут.

В рамках проекта был заменен шкаф управления ЭГСР с устаревшим оборудованием. Новый шкаф оснащен современными резервируемыми контроллерами и микропроцессорными позиционерами DevLink-А10.АIO-3UI/3UI производства НПФ «КРУГ». Интеграция ЭГСР в состав существующей АСУ ТП турбины позволяет оперативному и обслуживающему персоналу видеть целостную картину технологического процесса и осуществлять управление и настройку из одной системы, с одного АРМ. Такой подход исключает влияние человеческого фактора и минимизирует вероятность возникновения аварийных и нештатных ситуаций.

АСУ ТП турбины и интегрированная в неё система ЭГСР функционируют на базе программно-аппаратного комплекса ПТК КРУГ-2000^® (ПАК ПТК КРУГ-2000).

Состав и основные функции ЭГСР

Шкаф автоматики ЭГСР оснащен микропроцессорными промышленными контроллерами TREI-5B-04 Standard.

Промышленный контроллер включает:

• резервируемые блоки питания
• резервируемые процессорные модули
• резервируемую локальную сеть для связи с верхним уровнем (через коммутаторы Ethernet)
• выделенную локальную сеть для «зеркализации» данных резервируемых процессорных модулей
• модули аналогового и дискретного ввода/ввода
• модули микропроцессорных позиционеров DevLink-А10.АIO-3UI/3UI
• модули универсального ввода-вывода сигналов.

В контроллере выполняются задачи:

• поддержание заданной частоты вращения ротора турбины с заданной неравномерностью регулирования путем воздействия на сервомотор высокого давления (СМВД)
• поддержание на заданном уровне активной электрической мощности генератора с нулевой неравномерностью путем воздействия на сервомотор СМВД и коррекцией задания мощности по частоте
• поддержание заданного давления пара в производственном отборе путем воздействия на сервомотор среднего давления (СМСД)
• поддержание заданного давления пара в теплофикационном отборе путем воздействия на сервомотор низкого давления (СМНД)
• ограничительное регулирование минимального снижения давления свежего пара (путем разгрузки турбины)
• ограничительное регулирование максимального давления пара в производственном отборе (путем последовательного открытия регулирующей диафрагмы и разгрузки турбины)
• ограничительное регулирование максимального давления пара в теплофикационном отборе (путем последовательного открытия регулирующей диафрагмы и разгрузки турбины)
• управление от сигналов аппаратуры противоаварийной автоматики станции
• предварительная защита с дифференцированием значения скорости вращения турбины
• дополнительная защита от отказов каналов измерения скорости или превышения скорости вращения турбины выше 3400 об/мин, защита от потери сигнала датчиков частоты.

Управление сервомоторами СМВД, СМСД, СМНД турбины осуществляется посредством микропроцессорных позиционеров DevLink-А10.АIO-3UI/3UI производства НПФ «КРУГ», которые подключаются к ведущему блоку контроля частоты. Позиционеры подключены к процессорным модулям контроллера по цифровому интерфейсу RS485, что позволяет вести с ними информационный обмен в режиме реального времени, а также осуществлять настройку без останова турбины.

Непосредственно в процессорных модулях контроллера осуществляется ведение быстрых архивных лент для фиксации изменения рабочих параметров турбины с течением времени.

Резервируемые процессорные модули объединены дополнительной выделенной локальной сетью для «зеркализации» оперативной и архивной базы данных.

В шкафу автоматики ЭГСР размещена локальная сенсорная панель управления (ЛПУ), обеспечивающая человеко-машинный интерфейс для визуализации оперативной информации и управления турбиной «по месту». Связь ЛПУ с контроллером выполняется по сети Ethernet. Оперативная информация и архивы передаются с контроллерного уровня на резервируемые серверы единой АСУ ТП турбины.

Общая информационная мощность подсистемы ЭГСР

• Входных аналоговых переменных – 290
• Входных дискретных переменных – 370
• Выходных аналоговых переменных – 27
• Выходных дискретных переменных – 140
• Переменных ручного ввода – 952
• Общее количество контуров регулирования – 18.

Пример мнемосхемы «Панель задатчиков»

В управлении АСУ ТП (включая ЭГСР) задействованы резервируемые серверы, совмещенные с автоматизированными рабочими местами операторов – АРМ1, АРМ2 (с функциями архивирования), а также инженерная станция ЭГСР.

Основной особенностью системы, выводящей ее на более высокий качественный уровень, является реализация на единых средствах комплексного решения по автоматизации турбоагрегата (включая ЭГСР). Это позволяет оперативному и обслуживающему персоналу видеть целостную картину технологического процесса эксплуатации паровой турбины и осуществлять управление и настройку с единого АРМ. Такой подход исключает влияние «человеческого фактора» и минимизирует вероятность возникновения аварийных и нештатных ситуаций

Типовое решение Автоматизированная электрогидравлическая система регулирования паровой турбины ТЭЦ является совместной разработкой ООО НПФ «КРУГ» и ТОО «Карагандинский турбомеханический завод (КТМЗ)», которая осуществлялась под эгидой Башкирской генерирующей компании (ПАО «Интер РАО»).

ПАК ПТК КРУГ-2000 является 100%-м импортозамещающим продуктом. Внесен в реестры отечественной промышленной и радиоэлектронной продукции Минпромторга РФ, а также в реестр программно-аппаратных комплексов (ПАК) Минцифры РФ. На его базе выполнено более 1000 проектов автоматизации, в том числе более 550 – для объектов энергетики: котло- и турбоагрегатов, ЭГСР турбин, ГРП, а также систем учета энергоресурсов, тренажерных комплексов и др.