Тендерное предложениена создание автоматизированной системы управления котлами типов ДЕ, ДКВР, КВГМ


1 ВВЕДЕНИЕ

Автоматизированная система управления предназначена для управления работой технологического оборудования паровых и водогрейных котлов типов ДЕ, ДКВР, КВГМ в соответствии с технологическим регламентом и режимной картой или сигналами газоанализаторов.

2 ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ

Целью создания и внедрения автоматизированной системы управления паровыми и водогрейными котлами является достижение оптимальных производственно-экономических, технологических и технических параметров работы котлов за счет внедрения современных и передовых технологий управления.
Объектами контроля и управления автоматизированной системы управления являются:
- система подачи воздуха на горение;
- система подачи газа (мазута);
- система регулирования разрежения в топке;
- система регулирования уровня воды в барабане;
- система регулирования температуры воды на выходе котла.
Все приборы, датчики, преобразователи сигналов должны иметь унифицированный выходной сигнал (0…5 мА, 0…20 мА, 4…20 мА, 0…10 В) и обеспечивать погрешность измерения не более 1,0 %.
Исполнительные механизмы располагаются непосредственно у технологического оборудования.

3 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

АСУ котлом реализует задачи управления технологическим процессом и информационного обслуживания эксплуатационного персонала.
Структура АСУ является иерархической и распределенной. На нижнем уровне располагаются датчики давления, перепада давления, температуры, уровня, расхода, исполнительные механизмы, а также средства дистанционного управления (местные посты) исполнительными механизмами (задвижками, клапанами и др.), позволяющие оператору вести технологический процесс в ручном аварийном режиме или в процессе наладки.
Логика управления реализуется на среднем уровне системы, где расположен основной модуль системы, базирующийся на промышленном программируемом контроллере производства Bernecker&Rainer (Австрия), оснащенном необходимыми устройствами ввода/вывода информации.
Основной модуль представляет собой комплекс технических и программных средств. Контроллер выполняет функции сбора, обработки информации, управления, регулирования и защиты котла от нештатных ситуаций, подачи предупредительной и аварийной сигнализации, блокировок, выдачи сигналов в штатную котельную автоматику и др.
Конструктивно основной модуль контроллера установлен в отдельном шкафу со своим пультом управления и панелью для отображения параметров. В состав шкафа входят все требуемые для функционирования блоки и модули контроллера, а также релейно-контакторная аппаратура управления исполнительными устройствами. Для доступа к электронным модулям и клеммам для подключения датчиков и исполнительных механизмов в шкафу установлены три двери с замком.

Панель оператора закреплена на лицевой стороне шкафа (рисунок 1). Панель оператора

Схемой автоматики шкафа реализуется:
- контроль температуры питательной воды;
- контроль температуры отходящих газов;
- контроль содержания О2, СО, NO;
- контроль давления воздуха после дутьевого вентилятора;
- контроль давления пара;
- контроль давления газа перед горелкой;
- контроль давления газа после регулирующего клапана;
- контроль давления жидкого топлива;
- контроль давления воды питательной;
- контроль погасания основного факела и факела запальника;
- контроль разрежения в топке;
- контроль уровня воды в барабане котла;
- контроль герметичности клапанов;
- контроль положения исполнительных
механизмов регуляторов;
- автоматическое регулирование уровня воды в барабане котла;
- автоматическое регулирование давления пара в барабане котла (подачей сжигаемого топлива на котел);
- автоматическое регулирование давления воздуха на горение (управление частотным преобразователем электродвигателя вентилятора подачи воздуха на горение) в зависимости от давления газа в соответствии с режимной картой (или с учетом сигналов газоанализатора);
- автоматическое регулирование разрежения в топке котла (управление частотным преобразователем электродвигателя вентилятора дымососа);
- возможность перепрограммирования характеристик управления технологическим процессом в соответствии с режимной картой котла;
- динамическое поддержание максимального к.п.д. котла во всем диапазоне его нагрузок в автоматическом круглосуточном режиме;
- ведение протокола параметров технологического процесса в течение всего времени с последующей записью в память для анализа;
- типовая защита котла в соответствии с ПУ БЭМО.00.1.0.8-96, в том числе при:
- погасании контролируемого пламени горелок;
- недопустимом повышении или понижении давления газа;
- отключении дутьевого вентилятора или недопустимых отклонениях в подаче воздуха для сжигания газа;
- отключении дымососов или недопустимом снижении разрежения в топочном пространстве;
- снижении ниже нижнего допустимого уровня и повышении выше высшего допустимого уровня воды в барабане;
- формирование световой и звуковой сигнализации при возникновении аварийных ситуаций и при выходе параметров за допустимые пределы.

Изображение панели оператора с мнемосхемой котла приведено на рисунке 2. Панель оператора с мнемосхемой котла

Рисунок 2 - Панель оператора с мнемосхемой котла.

4 СИСТЕМА ВЕРХНЕГО УРОВНЯ

В верхний уровень системы входят средства, реализующие функции отображения информации в различной форме, ее архивирование и запись, а также функции дистанционного управления основным модулем контроллера (средний уровень) путем прямого регулирования или изменения параметров и уставок регулирования, в том числе - при управлении группой котлов по схеме "главного регулятора".
Техническим средством реализации верхнего уровня является автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора на базе персонального компьютера (рабочей станции) или промышленного компьютера, работающих с программным обеспечением APROL под операционной системой Linux. Все элементы системы, включая системное программное обеспечение, являются продуктами B&R, а потому удовлетворяют самым жестким требованиям к качеству: сертификат ISO 9001, маркировка CE, маркировки UL и CUL, стандарты IEC61131.
Компьютер снабжается всеми необходимыми модулями для реализации указанных функций. Операторская станция устанавливается на центральном посту управления котельной и связана с основным контроллерным модулем по сети Ethernet.


Функции системы верхнего уровня:
- дистанционное управление параметрами работы котла (для автоматического режима), дистанционное управление исполнительными устройствами (в автоматическом и ручном режимах);
- регистрация (протоколирование) параметров работы котла и их индикация в виде мнемосхем, таблиц, графиков и трендов;
- технологическая сигнализация на экране аварийных режимов, параметров и узлов;
- печать рапортов и отчетов в форме, согласованной с Заказчиком;
- архивация основных параметров и режимов работы котла для последующего экономического анализа и дальнейшей оптимизации технологических процессов; просмотр архивной информации за указанный промежуток времени; реализация и поддержание отдельного архива по принципу "аварийного среза"; отдельный архив тревог; расчёт и архивирование валовых выбросов СО в атмосферу.
На экране компьютера оператора котельной обеспечивается представление информации о текущем состоянии котлов и всех объектов управления, об измеренных значениях контролируемых параметров, а также о срабатываниях защит. Вывод информации на экран выполнен в удобной для восприятия интуитивно-понятной форме.
При работе системы на жестком диске компьютера формируются базы данных значений контролируемых параметров котлов и фактов срабатывания защиты. Содержание указанных баз данных может быть просмотрено оператором и выведено на печать. Для выбранных Заказчиком параметров будут сформированы видеокадры с графиками изменения этих параметров за указанный временной диапазон.

На рисунке 3 приведен пример видеокадра "Котельная", выполненный на базе пакета программирования верхнего уровня "ИнтерВизуал". Котельная

Рисунок 3 - Видеокадр "Котельная".

5 ПРЕИМУЩЕСТВА

Предлагаемая система управления котлом дополнительно обеспечивает:
- учет потребленного топлива и электроэнергии;
- учет выработанной тепловой энергии;
- автоматическое регулирование давления пара в барабане котла (подачей сжигаемого топлива на котел) с точностью +/- 0,01 МПа независимо от расхода пара;
- обеспечение устойчивой работы котла на любых нагрузках, в том числе и при производительности ниже 20%.

Корпус шкафа управления имеет исполнение IP54, что позволяет его устанавливать непосредственно возле котельной установки. В схеме автоматики шкафа обеспечена гальваническая развязка входных и выходных сигналов.
Шкаф управления котлом также обеспечивает:
- автоматический розжиг котла;
- автоматическую проверку герметичности газовой запорной арматуры;
- автоматический прогрев котла из холодного состояния;
- агрегатный учет энергоресурсов и выработанной тепловой энергии;
- регулирование технологических параметров работы котельной установки по сигналам газоанализаторов;
- хранение архивных данных в течение года;
- контроль работы оперативного персонала путем записи в память даты и времени всех переключений, выполняемых операторами.

Система управления имеет возможность без дополнительных затрат быть интегрированной в существующие или создаваемые на предприятии системы контроля и управления энергоресурсами или системы управления технологическими процессами.

6 КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ

Система управления котлом соответствует требованиям следующих нормативных и отраслевых документов по эксплуатации энергетических объектов Белорусской энергосистемы:
- ГОСТ 21552-84;
- ГОСТ 21776-87;
- ГОСТ 27201-87;
- ГОСТ 29124-91;
- Р50033(IEC950)-92;
- ГОСТ 17516-90;
- ГОСТ 12.2.007.0-75;
- СТБ 8003-93;
- СТБ 8004-93;
- РД РБ 50.803-93;
- ПТЭ 89 (разд. 1.9, 6.10, 6.11);
- ПУЭ 85 (п.п. 3.3.38-3.3.103).
Также технические средства системы управления котлом соответствуют требованиям международных стандартов:
- IEC 61131-2 "Программируемые логические контроллеры. Требования к оборудованию и тестирование. Стандарт для продукции на ЭМС.";
- 61000-6-2 (50082-2) "ЭМС - помехоустойчивость в промышленных средах, групповой стандарт";
- 61000-6-4 (50081-2) "ЭМС - излучаемые помехи в промышленных средах, групповой стандарт";
- EN50178 "Оборудование для высоковольтных установок";
- UL 508 "Промышленное управляющее оборудование".
Системы автоматизации на базе программируемых контроллеров B&R (Bernecker&Rainer Industrie Electronik Ges.m.b.H.) прошли необходимые сертификационные испытания в Госстандарте России (сертификат соответствия №РОСС АТ.СН 01.В 82086, сертификаты об утверждении типа средств измерений АТ.С.34.004.А №17305…17308) и разрешены к применению Госгортехнадзором России (Разрешение №РРС 03-9992).
Проматомнадзор МЧС РБ согласовал применение систем автоматизации и противоаварийной защиты на базе микроконтроллеров B&R на опасных производственных объектах Республики Беларусь (письмо №05-4517 от 26.11.2004 г. за подписью Заместителя начальника департамента Слободчикова М.В.).

7 ГАРАНТИИ

Гарантийный срок на АСУ котлом составляет 12 месяцев со дня ввода в эксплуатацию, но не более 18 месяцев со дня поставки.
По окончанию гарантийного срока организуется послегарантийное обслуживание.

8 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Внедрение системы управления увеличит эффективность функционирования объекта управления, в том числе:
- обеспечит визуальный контроль технологического процесса;
- сократит расход топлива на производство тепловой энергии на 3…5% за счет управления процессом по оптимальному закону;
- сократит потребление электроэнергии на 30…35% за счет применения частотных преобразователей питающего напряжения электродвигателей дымососов и вентиляторов;
- оптимизирует загрузку котлов при изменении потребления пара цехами;
- повысит качество продукции основного производства предприятия за счет поддержания стабильного давления пара;
- повысит культуру производства.
Срок окупаемости аналогичных систем управления составляет 1,0-1,5 года в зависимости от типа котлов.



Вернуться к списку