Система автоматизированного контроля и управления горелками котлоагрегата НЗЛ-60 ст. №1 Самарской ГРЭС

Автоматизация и IT в энергетике, №3/2010

Введена в эксплуатацию система автоматизированного контроля и управления горелками котла НЗЛ-60 ст. №1 на Самарской ГРЭС (ОАО «Волжская ТГК»). Паровой газо-мазутный котел НЗЛ-60 имеет рабочие параметры пара 32 кг/см², 400^оС и номинальную производительность 60 т/ч. В состав котла входят 4 газо-мазутные горелки.

Разработчиком системы и поставщиком программно-технических средств была выбрана фирма «КРУГ», представившая проект с оптимальным соотношением «цена/качество».  Работы по проектированию и внедрению системы выполнены на базе программно-технического комплекса «КРУГ-2000» в рамках программы модернизации котла НЗЛ-60 с установкой блоков АМАКС.

Основные цели внедрения системы:

• приведение процесса розжига и сжигания газа к существующим требованиям нормативных документов
• повышение надежности работы оборудования за счет уменьшения вероятности ошибочных действий персонала
• защита оборудования и персонала при угрозе аварий
• повышение экономичности работы оборудования за счет оптимизации нестационарных режимов работы, сокращения времени пусковых операций.
• сбор и первичная обработка значений технологических параметров и состояния «полевого» оборудования (датчиков, ИУ арматуры и механизмов)
• выполнение технологических защит и блокировок
• поддержание технологических параметров в заданных пределах с помощью автоматической системы регулирования
• регистрация и формирование отчетной документации
• предоставление оперативному персоналу информации о состоянии технологического и полевого оборудования
• предупредительная и аварийная сигнализация отклонений технологических параметров
• дистанционное управление исполнительными органами, включая аварийный дистанционный останов технологического оборудования. 

Функции АСКУ горелками котла НЗЛ-60:

Рис. 1. Структурная схема

Структура

АСКУ горелками котла НЗЛ-60 ст. №1 представляет собой децентрализованную систему, состоящую из 3-х иерархических уровней (рис.1).

В 1-й (нижний) уровень входят датчики измеряемых аналоговых и дискретных сигналов, исполнительные устройства, включающие в себя запорную и регулирующую арматуру, сборки РТ30.

Во 2-й (средний) уровень входят:

• ЦПУ, размещенный в шкафу управления. ЦПУ (рис.2) является основным местом управления газооборудованием горелок
• ПМУ, размещенный в шкафу питания. ПМУ является резервным местом управления газооборудованием горелок
• шкаф управления, включающий микропроцессорный контроллер подсистем технологических защит и блокировок, подсистем дистанционного управления, подсистем сбора и обработки информации и подсистем автоматического регулирования со 100% резервированием процессорной части.

3-й (верхний) уровень системы:

• АРМ инженера АСКУ горелками
• станция инжиниринга
• устройства и линии связи, обеспечивающие обмен информацией между абонентами локальной АСКУ горелками
• принт-сервер и принтер.

Программное обеспечение

В качестве ПО верхнего и среднего уровня используется интегрированная SCADA КРУГ-2000^® под Windows XP, исполнительные модули уровня контроллеров работают под  ОС Linux.

На ЦПУ программно реализован сервер архивной базы данных, графический интерфейс, сервис печати.

На уровне контроллеров разработаны модули резервирования и зеркализации данных, диагностическое и сервисное ПО.

SCADA КРУГ-2000^® поддерживает единую систему классификации и кодирования технологической информации, которая применяется во всей документации на АСУ ТП.

Программное обеспечение SCADA КРУГ-2000^® допускает введение неограниченного числа пользователей, которые получают доступ к системе по паролю, что повышает безопасность работы всей системы.

Рис. 2. Центральный пункт управления

Технические характеристики и надежность

Информационная мощность системы:

• Входных сигналов – 170
• Выходных сигналов – 100
• Регуляторов – 9
• количество трендов – 400
• количество мнемосхем – 20 (рис. 3)
• время перехода с основного контроллера на резервный – не более 0,5 мс
• время перехода между видеограммами – не более 1 с.

Уровень надежности, необходимый для ответственных применений, реализуется с помощью:

• резервирования вычислительной части контроллеров
• дублирования наиболее ответственных входных параметров
• ввод ответственных сигналов по схеме «тройник»
• дублирования вторичных источников питания
• питания шкафа управления от двух независимых источников напряжения сети ~220В, включенных по схеме АВР, и сети =220В
• дублирования сетей и сетевого оборудования
• встроенной диагностики и WatchDog контроллера с отображением подробной диагностической информации на верхнем уровне.

Рис. 3. Мнемосхема управления горелками

Использованные в системе программно-технические решения позволили реализовать сложные алгоритмы контроля и управления.

В качестве генподрядчика по разработке и внедрению системы выступило ОАО «Самарское производственно-ремонтное предприятие». Поставка газовых блоков выполнена ЗАО «АМАКС». Проект уровня КИПиА, сборка шкафов управления и питания, инжиниринговые и пусконаладочные работы произведены НПФ «КРУГ».

Ввод АСКУ горелками в промышленную эксплуатацию проведены совместно специалистами ОАО «Самарское производственно-ремонтное предприятие» и НПФ «КРУГ».