Проекты/ Энергетическая промышленность

Реконструкция АСУТП Ка ст. №11 в связи с реализацией управления процессом водообмывки

Заказчик: ТОО «AES Усть-Каменогорская ТЭЦ», г. Усть-Каменогорск

Описание объекта автоматизации
Марка установленного на Усть-Каменогорской ТЭЦ котлоагрегата ст. №11 – БКЗ-320-14-Ф2 (Барнаульский котельный завод). Котел вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией, однобарабанный, крупноблочной конструкции, выполнен по П-образной компоновке. Основной вид топлива – уголь, растопочным топливом является мазут.
Система водообмывки предназначена для периодической водяной обдувки поверхностей нагрева работающего котла от сажистых отложений. Котёл №11 укомплектован следующими типами водообмывочных аппаратов производства АО «Красмаш»:

• Коротковыдвижной водообмывочный аппарат (4 комплекта) – предназначен для очистки экранов паровых котлов от золошлаковых отложений, работает по схеме «на себя». Гарантирует высокую эффективность очистки в зоне радиусом до 5,5 м за счет применения специальной геометрии сопла и оптимального шага.
• Дальнобойный водообмывочный аппарат (2 комплекта) – предназначен для очистки топочных экранов от шлаковых отложений компактной струей воды, поступающей через люк и перемещающейся зигзагообразно по противоположной поверхности нагрева. Эффект очистки достигается за счет интенсивного термического воздействия холодной воды на раскаленные отложения. Растрескавшиеся отложения удаляются под воздействием динамического напора струи. Обеспечивает высокую эффективность очищаемой поверхности, которая может иметь различные формы.

Постановка задачи
Существующая система управления аппаратами водообмывки, разработанная АО «Красмаш», на текущий момент не обеспечивала требуемой надёжности работы. Аппаратная часть электроники управления выработала свой ресурс и требовала периодического ремонта. Человеко-машинный интерфейс существующей системы также морально устарел и не обеспечивал интуитивно-понятного взаимодействия с системой управления. В связи с этим было принято решение о реконструкции системы водообмывки путём переноса всех алгоритмов управления в ПТК АСУ ТП котлоагрегата.

Назначение системы автоматизации
Основным назначением подпрограммы водообмывки в АСУТП котлоагрегата является управление технологическим процессом обдувки водой поверхностей нагрева котла в местном, ручном дистанционном и автоматическом режимах.
Основными функциями, выполняемыми подпрограммой являются:

• обеспечение работы аппаратов обдувки в ручном и автоматическом режимах;
• обеспечение работы коротковыдвижных аппаратов от пультов управления по месту;
• настройка скорости и траектории движения струи по очищаемой поверхности для дальнобойных аппаратов обдувки;
• настройка задания последовательности включения аппаратов в работу;
• настройка контрольных временных параметров процесса обдувки;
• обеспечение возможности вывода любого аппарата из работы;
• блокировка процесса обдувки при аварийных режимах либо отказах в работе электрооборудования и автоматический возврат всех аппаратов в исходное положение;
• визуализация процесса водообмывки на мнемосхеме;
• протоколирование событий в архиве сообщений;
• архивирование процессных переменных и предоставление их в виде трендов.

Рисунок 1. Мнемосхема «Водообмывка»

Структура системы
Существующая АСУ ТП котлоагрегата ст.11 была реализованна ТОО «Синетик» в 2011 году на базе ПТК SIMATIC PCS7. Основой АСУ ТП является резервированный контроллер S7-400H с подключенными по дублированной сети Profibus DP станциями распределённого вывода ET200M. Верхний уровень Системы представляет собой резервированный сервер баз данных PCS7 OS Server, к которому в качестве клиентов подключены АРМ машиниста №1 и АРМ машиниста №2. Каждый из АРМ машинистов укомплектован двумя мониторами диагональю 23 дюйма.
Для подключения сигналов управления аппаратами водяной обдувки ПТК АСУТП был доукомплектован недостающими модулями ввода/вывода, была разработана подпрограмма управления и мнемосхема, предоставляющая машинисту и наладочному персоналу доступ к управлению и настройке процесса водообмывки.
Реверсивные сборки пускателей были заменены на бесконтактные электронные реле ELR фирмы Phoenix Contact.

Рисунок 2. Структурная схема КТС ПТК АСУТП

Сроки реализации проекта
Разработка ПКД и ПО – июль-август 2016 г.
Поставка оборудования – сентябрь 2016 г.
Монтаж и наладка подпрограммы управления – сентябрь-октябрь 2016 г.
Ввод в опытную эксплуатацию – 11 октября 2016 г.