Автоматизированная система управления

горелками энергетического котла

на примере котлоагрегата ТП-170

Задача обеспечения безопасной эксплуатации и повышения эффективности работы энергетических котлов актуальна для многих предприятий. Экономически верным решением этой задачи является реконструкция системы газоснабжения котла и системы управления его горелками.

Автоматизированная  система управления горелками (АСУГ), выпускаемая НПО «Системотехника», реализована на базе сертифицированного ПТК «МИКРОКОНТ», разрешенного к применению на опасных производственных объектах. Система выполняет розжиг, останов и регулирование производительности горелок, укомплектованных блоками газооборудования БГ фирмы «АМАКС».

Внедрение АСУГ обеспечивает:

• приведение системы газоснабжения котла в соответствие «Правилам безопасности систем газораспределения и газопотребления» ПБ12-529-03.

• плавный автоматический розжиг горелок без хлопков с проверкой герметичности газового оборудования и исключением любых неправильных действий оператора. Безопасный штатный и аварийный останов горелок.

• автоматическое индивидуальное управление работой горелок с выравниванием тепловой мощности, исключением локальных перегревов и минимизацией содержания NОх в дымовых газах. Выполнение нормативных защит и блокировок в любых режимах работы

• полный компьютерный контроль работы всего оборудования (сбор, отображение и архивация данных, регистрация аварийных ситуаций), работа в автоматическом или ручном (наладочном) режиме.

АСУГ представляет собой распределенную систему, реализующую принцип функционально-группового управления в соответствии с РД 34.35.134-96 /1/ и реализована в двух уровнях:

-  нижний уровень составляют контроллеры управления и сбора данных, смонтированные в шкафах; центральном шкафу управления горелками (ЦШУГ) и шкафах УСО (6 шт.),  каждый из которых управляет одной горелкой (газовым блоком и заслонкой воздуха на горелку),

-  верхний уровень представлен резервированным АРМом оператора на базе двух серверов, смонтированных в стойке 19”.

Передача данных в АСУГ обеспечивается с помощью резервированной кольцевой информационной сети на базе интерфейса RS-485.

Шкафы УСО решают задачи контроля и управления оборудованием газовых горелок и являются функционально полными изделиями. Они могут работать как автономно, так и с внешним управлением. Шкафы УСО автоматически выполняют:

- опрессовку газовых блоков перед розжигом;

- розжиг горелки;

- регулирование подачи газа и воздуха на горелку;

- регулирование соотношения «газ-воздух»;

- выполнение нормативных защит и блокировок.

Контроллеры в шкафах УСО работают в режиме резервирования (дублирования).

Программируемый контроллер шкафа ЦШУГ выполняет функции координации совместной работы шкафов УСО (газовых блоков горелок). Кроме этого, производится вычисление расхода газа на котел и положения общей регулирующей заслонки газа  с выдачей показаний на дисплей пульта шкафа. При выходе из строя контроллера ЦШУГ или потери с ним связи шкафы УСО переходят в режим автономной работы (отключена функция «Ведущая горелка»), система остается работоспособной. В этом случае изменение мощности горелок производится индивидуально для каждой работающей горелки с АРМа оператора или пульта шкафа УСО. При невоспламенении первой  из разжигаемых горелки и при погасании факела последней газовой горелки ЦШУГ выдаёт сигнал «Факел погас» в схему дополнительных защит шкафа дополнительных защит и блокировок ШЗБ и сигналы закрытия газовой задвижки и ПЗК газа к котлу.

В шкафу дополнительных защит и блокировок ШЗБ реализованы схемы дополнительных защит по погасанию общего пламени и понижения давления перед газовыми блоками котла. Сигналы срабатывания защит воздействуют на реле останова котла шкафа горелок, цепи включения которого объединены с реле останова котла существующих защит котла. В свою очередь реле останова котла выдаёт сигнал на закрытие газовой задвижки и ПЗК газа к котлу. В шкафу ШЗБ также установлены приборы Ф34.2 контроля общего пламени в топке. Шкаф ШЗБ передает в шкафы ЦШУГ и УСО сигналы «вентиляция», «вентиляция проведена», сигналы «наличия общего пламени», сигнал ввода защиты по погасанию общего факела в топке.

Взаимодействие между компонентами системы осуществляется по двухпроводной кольцевой сети интерфейса RS-485. Все компоненты имеют встроенные гальванически развязанные  порты интерфейса RS-485 и непосредственно подключаются к сети. При «разрыве» информационной сети в любой точке обмен данными не прекращается. Серверы собирают информацию параллельно и формируют идентичные архивы данных. Для поддержки резервирования АРМов оператора серверы дополнительно соединены между собой локальной сетью Ethernet. Через сеть Ethernet также выполняется обмен данными с компьютерами корпоративной сети предприятия.

Дублирование компьютеров повышает надежность системы управления, и отказ одного из них не приводит к неработоспособности системы. Кроме этого, наличие второго рабочего места позволяет наблюдать одновременно различные формы отображения и выдавать управляющие команды с любого рабочего места.

Компьютеры АРМов оператора выполняют сбор информации с контроллеров шкафов ЦШУГ и УСО, отображают данные на экранах мониторов и выдают управляющие команды на контроллеры шкафов. Программное обеспечение АРМов реализовано на базе SCADA-программы «Сталкер» (НПО «Системотехника»).

Информация на экранах отображается в виде динамических мнемосхем, графиков, таблиц состояния, тенденций, профилей, окон регистрации аварийных состояний, панелей сопровождения пуска-останова и т.д.

Основной способ отображения информации для оператора - это динамические мнемосхемы, на которых в графическом и символьном виде представлены данные о состоянии контролируемого оборудования и численных значениях измеряемых параметров (точек).

На общей мнемосхема управления горелками отображается состояние основного газового оборудования котла.

На мнемосхеме управления горелки отражена полная информация по работе газового оборудования каждой отдельно взятой горелки.

Панели графиков отображают изменение параметров на заданном интервале времени

По оси Х расположена динамическая шкала времени с шагом равным интервалу периода тенденций, по оси Y - шкала изменения значения точек в % или физических единицах, маркер отображает текущее численное значение. Справа расположена вертикальная полоса прокрутки для масштабирования графиков.

При отображении графиков доступны: прокрутка графика по периодам тенденций, изменение масштаба графика по вертикали, сдвиг диапазона высвечивания графика просмотр графика одной  точки, работа с мгновенным  снимком графика.

Панель регистрации «Журнал событий» отображает состояние точек контроля технологической группы на текущий момент, индикаторы уровня тревоги (“C”, “А”, “П”) и количество точек в этом состоянии, последовательность событий, количество регистрируемых событий. Цвет тревожного сигнала устанавливается  при настройке точек контроля, обычно красный для аварийного и желтый для предупредительного состояний. Текстовое описание события содержит дату события, время, имя сигнала, описание сигнала, значение, единицы измерения, статус сигнала, комментарий (признак отключения обработки или переход на ручной ввод).

Панель Табличного представления отчета содержит нумерованный список подгруппы точек соответствующего цвета, содержащий номер, имя, описание точки, единицы измерения, функцию, диапазон изменения  и итоговое значение за период. Точки объединены в подгруппы по 8 точек, для каждой строки представлены дата и время начала интервала.

Если точка определена в текущей базе данных, она высвечивается цветом, соответствующим зоне действия уставки (аналоговая точка) или состояния (дискретная точка). Символьные точки всегда высвечиваются белым цветом.

В панели таблицы доступны действия пролистывания, представления таблицы для  выбранных точек, восстановления таблицы первоначального списка точек, высвечивание таблицы только заполненных квантов, высвечивание таблицы без пауз (например, без учета простоя), перевысвечивания таблицы с новыми настройками.

SCADA-программа «Сталкер» представляет собой удобный и эффективный инструмент создания программного обеспечение верхнего уровня АСУ ТП, она объединяет в себе как среду разработки, так и среду исполнения (run-time).  Пользователь, эксплуатируя систему, имеет возможность не только современного контроля и управления технологическим процессом, но инструмент развития системы в соответствии с уровнем доступа. Специалисты пользователя, работая в действующей АСУ ТП без останова оборудования, имеют возможность корректировки и создания новых мнемосхем, отчетных форм представления данных и другие возможности, доступные разработчику программы.

Программное обеспечение, созданное на базе SCADA «Сталкер» работает на более чем 120 предприятиях в России и за рубежом.

Авторы статьи: к.т.н. А.П. Карандашев (4932)306920, Н.И. Тихонов (4932)306351

 

Возврат на главную страницу