Описание технологического процесса конденсатора

В соответствии с инвестиционной программой РАО «ЕЭС России» введены в  эксплуатацию Бурейская ГЭС и Сочинская ТЭС, ведется строительство ПГУ Калининградской ТЭС, Ивановских ПГУ. Москва реализует масштабную программу строительства генерирующих объектов на базе ГТУ. В то же время новое строительство является наиболее ресурсоемким решением проблемы. Это положение отражено в инвестиционной программе РАО «ЕЭС России»: «… пересмотреть приоритеты использования ограниченных инвестиционных ресурсов и отсрочить программы строительства новых крупных электростанций, сконцентрировав ресурсы на реконструкции существующих генерирующих мощностей и повышении эффективности процессов производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии».

Проводимое реформирование энергокомплекса с созданием конкурентного рынка генерации также делает приоритетным повышение эффективности производства, внедрение энергосберегающих технологий. Концентрация усилий и ресурсов на проведении модернизации объектов генерации позволяет одновременно решить задачу энергодефицита и добиться успеха в конкурентной борьбе энергопредприятиям, которые раньше других приступят к реализации этой стратегии. Важнейшим инструментом повышения эффективности производства является модернизация АСУ ТП на базе современных микропроцессорных программно-технических комплексов (ПТК). Реальный опыт эксплуатации таких систем на объектах энергетики и ряда отраслей промышленности подтверждает кардинальное снижение сверхнормативных простоев оборудования, предотвращение аварийных ситуаций по вине оперативного персонала, повышение ресурса оборудования, прямую экономию энергоресурсов. И это далеко не полный перечень источников снижения себестоимости, обеспечиваемых внедрением современных АСУ ТП. При более высокой функциональности и надежности стоимость их внедрения практически сравнялась со стоимостью традиционной релейной автоматики, а расходы на обслуживание на этапе эксплуатации ниже. Сегодня ряд российских фирм предоставляет полный комплекс услуг по созданию АСУ ТП на базе апробированных отечественных аппаратных и программных платформ. К их числу можно смело отнести московскую Группу компаний «ТЕКОН», имеющую 15-летний успешный опыт разработки, производства и внедрения средств и систем автоматизации в энергетике, химии, атомной промышленности, металлургии, пищевой и перерабатывающей отраслях.Наиболее показательным примером успешного внедрения современных отечественных технологий автоматизации стал масштабный проект, выполненный специалистами ЗАО «Текон-Инжиниринг» на Киришской ГРЭС – крупнейшей на Северо-Западе России. Ее установленная электрическая мощность составляет 2,1 тыс. МВт, а тепловая мощность – 1,2 Гкал / ч. С ноября 2003 года на Киришской ГРЭС начался перевод на сжигание природного газа шести котлоагрегатов КТЦ-1, а также модернизация морально и физически устаревших систем контроля и управления (СКУ). Прежние системы, которые эксплуатировались с 1981 года, были построены на базе релейной техники и локальной автоматики. Для котлов 1Т, 2Т, 3Т типа ТГМ-84А было необходимо заменить на микропроцессорную технику традиционные технические средства технологических защит и блокировок, создать автоматическую систему регулирования технологических параметров работы котла. Дополнительно предусмотрена автоматизация управления горелками на газе и мазуте. Котлы 4Т, 5Т, 6Т типа ТГМ-84Б в результате модернизации оснащены полномасштабной АСУ ТП, замещающей существующие СКУ. Центральная часть АСУ ТП всех котлов базируется на ПТК «ТЕКОН» (сертификат об утверждении типа информационно-измерительных и управляющих систем № 18058). В состав ПТК входят контроллеры МФК производства группы компаний «ТЕКОН» (г. Москва) и базовое программное обеспечение «КРУГ-2000» разработки НПФ «КРУГ» (г. Пенза). В ноябре 2003 года в эксплуатацию была введена АСУ ТП на котлоагрегате 3Т, в июне и июле 2004 года – на котлоагрегатах 5Т и 6Т соответственно. Работы по внедрению АСУ ТП на котлах 1Т и 2Т были завершены в ноябре-декабре 2004 года. И наконец, полномасштабная АСУ ТП котлоагрегата 4Т сдана в эксплуатацию во втором квартале 2005 года.

Успех проекта был обеспечен  благодаря слаженной работе всех его участников. В рамках проекта  поставку ПТК и разработку прикладного  программного обеспечения АСУ ТП осуществляло ЗАО «Текон-Инжиниринг»; разработку алгоритмического обеспечения и наладку технологических функций на объекте – специалисты центра АСУ ТП ОАО «Фирма ОРГРЭС», г. Москва; проектные работы – АО «Силтумэлектропроектс», г. Рига. Эффективное взаимодействие с фирмами – производителями газомазутной арматуры (ОАО ТКЗ «Красный котельщик» и ЗАО «ХК АМАКС») позволило оптимально реализовать функции дистанционного, программно-логического и местного управления горелками котлов при работе на газе и мазуте. При этом локальные подсистемы управления горелками полностью интегрированы в состав АСУ ТП котлоагрегата на базе ПТК «ТЕКОН».

В результате создания АСУ ТП были улучшены показатели функционирования системы управления котлоагрегатами: достигнута устойчивая работа систем регулирования; уменьшены интенсивность и амплитуда случайных колебаний технологических параметров; повышена надежность подсистемы технологических защит за счет структурного резервирования и непрерывной диагностики технических и программных средств. Подводя итоги внедрения ПТК «ТЕКОН» на ОАО «Киришская ГРЭС», можно выделить ряд наиболее важных моментов. 

• ПТК «ТЕКОН» показал себя как  гибкий комплекс, позволяющий решать разные по масштабам задачи автоматизации в соответствии со всеми требованиями нормативных документов, в том числе РД 153-34.1-35.137-00.

• Благодаря разработкам компании «Текон-Инжиниринг» появились типовые решения, позволяющие создавать полномасштабные АСУ ТП котлоагрегатов эволюционным путем.

• По просьбе заказчика сроки  ввода в эксплуатацию большинства  котлоагрегатов были сокращены на 1-2 недели. Этого удалось достигнуть благодаря всестороннему тестированию ПТК на полигоне изготовителя с применением программного имитатора объекта, входящего в состав ПТК «ТЕКОН». Наличие имитатора объекта позволило также параллельно с проведением монтажных и пусконаладочных работ проводить обучение и тренировку эксплуатационного персонала.

Надежность и функциональность решений для большой энергетики, базирующихся на контроллерах «ТЕКОН», подтверждена многолетней успешной эксплуатацией на объектах РАО «ЕЭС России» и региональных энергосистем. Усилиями таких успешных компаний, как ОАО «Электроцентроналадка», ОАО «СУНЭТО» (Кемерово), ОАО «Фирма ОРГРЭС», ЗАО «НВТ-Автоматика» и других, созданы АСУ ТП ТЭС Сибири, Урала, Центра, Северо-Запада, Юга России. В частности, в ОАО «Мосэнерго» контроллеры «ТЕКОН» используются на ТЭЦ-8, ТЭЦ-21, ТЭЦ-23, ТЭЦ-26, ТЭЦ-27, ГРЭС-3, ГРЭС-24.

Повышение эффективности производства и распределения тепловой энергии  является приоритетной задачей и  для муниципальной энергетики. В  качестве технических средств автоматизации  РНП «Теплоэнергоремонт» успешно применяет контроллеры МФК, ТКМ52 и ТЕКОНИК®, разработанные и производимые группой компаний «ТЕКОН». На основе данной техники создан ПТК «ТЭРкон», являющийся базовым решением для автоматизации большинства объектов ГУП «Мостеплоэнерго». С 1997 года было создано более 140 подсистем АСУ ТП, включая АСУ ТП котлов ПТВМ и КВГМ, химводоподготовки, деаэраторов, машинного зала, электроснабжения, ГРП. Только в 2004 г. введено в строй 45 подсистем АСУ ТП. В данный момент в ГУП «Мостеплоэнерго» автоматизировано 29 из 40 районных и 2 квартальные тепловые станции. Наряду с автоматизацией районных и квартальных тепловых станций в ГУП «Мостеплоэнерго» повсеместно внедряются системы управления на ЦТП. Проводятся работы по диспетчеризации ЦТП и РТС в режиме реального времени с выводом информации в ЦДП, руководителям предприятий, РНП «Теплоэнергоремонт» и главному инженеру ГУП «Мостеплоэнерго». С третьего квартала 2004 года для автоматизации ЦТП применяется новый специализированный контроллер ТКМ410 и созданный на его основе ПТК ТЕПЛОНИК®. Для решения задач автоматизации РТС с 2005 года планируется использован новый многофункциональный контроллер МФК3000. Вся линейка контроллеров «ТЕКОН», включая новые разработки, является программно и аппаратно совместимой, что позволяет, единожды освоив программно-техническую базу, быстро и качественно разрабатывать АСУ ТП и обеспечивать высокий уровень сопровождения ПТК. Важными достоинствами, отличающими группу компаний «ТЕКОН», являются также оперативная и гибкая реакция на запросы заказчика, длительные сроки гарантийных обязательств на продукцию, качественный сервис и техническая поддержка.

4.2 Выбор программируемого контроллера

МФК1500 – новый промышленный контроллер средней информационной мощности. Осенью 2009 года компания «Промконтроллер», входящая в группу «ТЕКОН», представила новую разработку – многофункциональный программируемый контроллер МФК1500 (рисунок. 4.1), выполненный в оригинальном современном дизайне. МФК1500 знаменует отказ от металлоемкого конструктива «Евромеханика 19» и переход разработки отечественных средств автоматизации на качественно новый уровень. Модули контроллера МФК1500 имеют запатентованный пластмассовый корпус из негорючего поликарбоната.

МФК1500 в линейке  оборудования ТЕКОН позиционируется  как контроллер среднего класса, пришедший на замену широко распространенным контроллерам ТКМ52 и МФК, с расширением возможностей по функционалу, условиям применения и проектирования. Контроллер предназначен для построения управляющих и информационных систем автоматизации технологических процессов среднего и высокого уровня сложности и может применяться как в составе централизованных, так и распределенных систем управления.

Контроллер МФК1500 во многом унаследовал передовые  схемотехнические решения от флагмана линейки ТЕКОН – контроллера МФК3000. Разработчики контролера старались сохранить в новом устройстве надежность МФК3000, расширить возможности масштабирования и снизить стоимость решений, создаваемых на его основе.

Конструкция контроллера  позволяет гибко выбирать количество и различные сочетания модулей ввода/вывода для каждого объекта автоматизации (от 4 до 64 модулей, в том числе модуль центрального процессора). МФК1500 может управлять подсистемами АСУ ТП энергоблоков, энергетических и водогрейных котлов, других объектов энергетики. Контроллер соответствует отраслевым требованиям, предъявляемым к системам автоматизации ответственных объектов химической, атомной и нефтеперерабатывающей промышленности и может с успехом применяться в подсистемах противоаварийных защит и блокировок.

Рисунок 4.1 –Внешний вид МФК1500

Контроллер МФК1500 имеет сертификат соответствия РОСС RU.МЕ69.B03793, свидетельство об утверждении  типа средств измерений RU.С.34.004.А  №35837 и разрешение на применение №  РРС 00-37127.

МФК1500 обладает следующими преимуществами:

- развитые возможности  дублирования и резервирования  контроллера в АСУ ТП, что позволяет  проектировать системы, устойчивые  к единичному отказу;

- возможность проектирования  систем оптимальной конфигурации, масштаба от 100 до 1500 каналов (от 2 до 64 модулей в составе одного  контроллера, включая модуль ЦП);

- подключение к  объекту через клеммно-модульные соединители, что выносит тепловыделение за пределы контроллера и позволяет обходиться без принудительной вентиляции;

- номенклатура модулей  и клеммно-модульных соединителей покрывает основные типы сигналов АСУ ТП;

- индивидуальная  гальваническая развязка аналоговых  каналов модулей ввода/вывода;

- возможность «горячей»  замены модулей, в том числе  процессорного модуля, поддержка технологии Plug&Play;

- поддержка протокола  Modbus TCP/RTU/ASCI;

- резервирование  процессорного модуля и модулей  ввода-вывода;

- развитые средства  диагностики модулей;

- дублированная  системная шина контроллера;

- дублированное  питание контроллера 220 VАC/VDC;

- дублированная  внутренняя шина синхронизации  данных резервированных ЦП;

- дублированный  интерфейс Ethernet 100 Base-T;

- исполнения на  диапазоны температур: +1...+60 °С, -40...+60 °С.

Большое внимание при  создании нового контроллера уделялось  возможности оптимального (как по функциям, так и по стоимости) проектирования систем масштаба от 100 до 1500 каналов. В составе контроллера предусмотрено применение шасси на 4, 8, 16 в любых комбинациях, что позволяет проектировать контроллеры от 4 до 64 модулей с избыточностью не более 3 свободных мест. Аналоговые модули имеют исполнения на 2, 4, 8 и 16 каналов, а дискретные – на 16 или 32 канала, что также позволяет выбирать оптимальную конфигурацию системы. Кроме того, в номенклатуре имеются модули с комбинацией каналов ввода и вывода, а клеммно-модульные соединители позволяют подключать к одному модулю УСО дискретные сигналы различных уровней.

Для применения с  контроллером МФК1500 разработаны новые  клеммно-модульные соединители и умощнители дискретных сигналов унифицированного типоразмера, более компактные по сравнению с устройствами предыдущего поколения. Одностороннее обслуживание контроллера МФК1500 в сочетании с новыми компактными клеммно-модульными соединителями и умощнителями позволяет разместить в одностороннем шкафу глубиной 400 мм систему управления, способную обрабатывать до 550 дискретных сигналов.

В составе контроллера  МФК1500, наряду с собственными модулями центрального процессора, предусмотрена  возможность использования более  мощного процессорного модуля P05-02 от контроллера МФК3000. Модули ЦП МФК3000 устанавливаются в отдельное  шасси.

4.3 Состав и принципы функционирования

МФК1500 имеет распределенную архитектуру и модульную конструкцию. Один контроллер может включать несколько шасси на 4, 8 и 16 посадочных мест. В составе одного контроллера могут использоваться до 64 модулей ввода/вывода.

Архитектура контроллера МФК1500 имеет дублированную систему питания, состоящую из двух шин, подключенных к двум источникам питания. Источники питания могут быть подключены к сети переменного тока напряжением от 93 до 240 В или постоянного тока напряжением от 100 до 240 В. Таким образом можно обеспечить питание контроллера от двух фидеров питания как переменного, так и постоянного тока. Выход из строя любого источника питания или короткое замыкание одной из шин 24 В не приводит к отказу контроллера, равно как и короткое замыкание питания на модуле. 

Дублированная внутренняя шина данных МФК1500 разрешает многомастерную работу. Это позволяет при фиксированном цикле опроса всех модулей выделять отдельные сигналы в особый тип инициативных сообщений. При изменении таких сигналов модули УСО сами передают в ЦП данные измененных каналов, что позволяет повысить быстродействие системы защит при сохранении общего цикла опроса модулей УСО. Протокол обмена обеспечивает гарантированное время доставки как инициативных сообщений от модулей ввода/вывода к ЦП, так и сообщений от ЦП к самим модулям УСО. Любой модуль может передавать инициативные сообщения как по результатам диагностики, так и по факту изменения входного сигнала. Гарантированное время доставки инициативных сообщений зависит от общего количества модулей и составляет от 1 мс до 6 мс (6 мс – для контроллера, состоящего из 64 модулей).