Технические науки/12. Автоматизированные системы управления на производстве

Лисицын Д.В., Калинин А.А., Костров О.О., Шкурапет К.В.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ ШАХТИНСКОЙ ТЭЦ

Шахтинская ТЭЦ является единственным централизованным источником теплоснабжения г. Шахтинска.

Построена ТЭЦ и введена в эксплуатацию в 1964 г. Основным видом деятельности ТОО «Шахтинская ТЭЦ» является производство, передача и распределение электрической и тепловой энергии.

Выработка электрической энергии происходит за счет преобразования тепловой. До 95 % топлива на ТЭЦ используется для производства тепла. Режим работы – только в отопительный сезон, при наличии тепловых нагрузок. В летний период оборудование станции не работает.

В состав оборудования входят: три паровых котлоагрегата суммарной производительностью 225 т/ч, три турбоагрегата электрической мощностью 18 МВт.

Топливо – смесь Карагандинского угля и продуктов отходов обогащения. Растопочным и резервным топливом является мазут М-100.

Источником водоснабжения являются скважины Котурского водозабора. Имеется резервная емкость «сырой воды» с насосной на случай перебоев с водоснабжением, она обеспечивает работу станции в течение 8 часов.

Система технического водоснабжения – оборотная, через брызгальный бассейн. Схема внешнего золоудаления – гидравлическая, оборотная с совместным удалением золы и шлака. Складирование золы и шлака осуществляется на золоотвал. Площадь действующего золоотвала – 20 га, емкость – 1000 тыс.м³.

Основным оборудованием ТЭЦ является: котельная установка, паротурбинная установка, электрический генератор и трансформаторы подстанции. Для получения перегретого пара в котельной установке сжигается топливо, поступающее на ТЭЦ по железной дороге. Топливо из вагонов выгружается в специальные бункера, далее на конвейер. Конвейерами топливо через дробильные установки подается в бункера сырого угля котельного цеха или на резервный склад. Перед подачей топливо (уголь) предварительно размалывают в мельницах и подсушивают горячим воздухом. Полученная в мельницах угольная пыль с воздухом подается далее в топку.

Продукты сгоревшего топлива при прохождении по газоходам котла, в которых расположены поверхности нагрева, отдают теплоту воде и полученному из нее пару, проходящим по этим поверхностям нагрева.

Получаемый в котле насыщенный пар используется на собственные нужды станции, а перегретый пар направляется в турбину для вращения ротора турбины и соединенного с ним ротора генератора, обеспечивая, таким образом, выработку в генераторе электроэнергии.

Полученный конденсат пара, после бойлеров, перекачивается в деаэратор, где при температуре близкой к насыщению происходит удаление растворенных в воде газов, могущих вызывать внутреннюю коррозию оборудования. Восполнение потерь конденсата производится химически очищенной водой добавляемой в деаэратор. Далее дегазированная и подогретая вода, называемая питательной, снова подается питательными насосами в паровой котел. При этом она дополнительно подогревается в регенеративных подогревателях высокого давления.

Автоматизированная система управления технологическими процессами на ТЭЦ предусматривает более эффективное и надежное управления работой котлов, турбин и общестанционного оборудования.

Цели создания АСУТП

Основными целями создания АСУ ТП являются:

- обеспечение управления технологическим оборудованием ТЭЦ в нормальных, переходных и предаварийных режимах работы для выполнения главной функции - выработки электрической и тепловой энергии требуемого количества и качества;

- защита технологического оборудования путем остановки при угрозе возникновения аварийной ситуации;

- улучшение технико-экономических, а также экологических показателей работы за счет реализации более сложных законов автоматического регулирования и управления, уменьшения времени пуска и простоя оборудования;

- обеспечение персонала достаточной, достоверной и своевременной информацией о ходе технологического процесса и состоянии оборудования для оперативного управления;

- повышение надежности за счет применения современных контроллеров, разработанных специально для решения задач противоаварийных защит, резервирования контроллерного, периферийного оборудования и средств связи;

- созданию лучших условий работы для оперативного персонала, облегчающих принятие решений по управлению, минимизация влияния человеческого фактора;

- повышение меры ответственности персонала за счет наличия в системе функции слежения и протоколирования действий персонала по управлению;

Функции и задачи создаваемой АСУТП

На АСУТП возлагаются полномасштабные функции контроля и управления всем технологическим оборудованием станции во всех его режимах, включая пуск и останов. Она должна выполнять следующие задачи:

1. Информационно-вычислительные:

- сбор и первичная обработка информации;

- представление информации на видеотерминалах;

- технологическая сигнализация;

- регистрация аварийных ситуаций;

- регистрация отклонения параметров;

- расчет технико-экономических показателей;

- архивирование.

2. Управляющие:

- дистанционное управление механизмами собственных нужд;

- технологические защиты;

- технологические блокировки;

- автоматический ввод резерва;

- функционально-групповое управление;

- автоматическое регулирование.

3. Сервисные:

- автоматическое диагностирование средств ВТ и информационной сети;

- конфигурирование программно-технического комплекса;

- документирование;

- санкционированный доступ.

Разработанная система позволяет осуществлять автоматизированный централизованный контроль, а также хранить, обрабатывать и представлять оператору информацию в удобной форме.

В результате предлагаемой модернизации ожидается:

- повышение надежности;

- предотвращение аварийных ситуаций;

- улучшение технико-экономических показателей.