Теплотехническая часть системы локального автоматического выделения Омской ТЭЦ-4 на сбалансированный энергорайон при дефиците мощностей в Омском регионе (АВСН-Т)

Интегратор: ООО НПП «ЭКРА».

Территориальная Генерирующая Компания ТГК-11, Омская ТЭЦ-4, г. Омск.

Характеристика: Обеспечивает энергоснабжение крупных промышленных предприятий нефтехимического комплекса, а также жилищнокоммунального сектора Советского и частично Центрального административных округов г. Омска.

История строительства: Введена в эксплуатацию в 1965 г.

Производственные показатели: Установленная мощность: 535 МВт, Тепловая мощность: 1 500 Гкал/ч. Вид топлива: экибастузский каменный уголь, природный газ.

Интегратор

ООО НПП «ЭКРА» - научно-производственное предприятие, с 1991 года осуществляющее проектирование, разработку и внедрение современных устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), низковольтных комплектных устройств (НКУ), систем плавного пуска и различного рода автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Проект

В последние годы возрастает вероятность возникновения системных аварий в энергосистеме, что связано с увеличением количества связей между энергосистемами, а соответственно взаимозависимости, высоким износом энергетического оборудования и ошибками персонала при локализации и ликвидации таких аварий.

Комплекс АВСН-Т совместно с комплексом АВСН-Э и входит в состав системы АВСН, обеспечивающей выделение Омской ТЭЦ-4 на сбалансированный энергорайон при дефиците мощностей в Омском регионе и возникновении системных аварий.

Работа комплекса АВСН-Т направлена на минимизацию отклонений давления в главном паропроводе станции во время выделения ее вместе с тупиковыми нагрузками из энергосистемы. Большие отклонения давления в главном паропроводе могут привести к несанкционированному отключению парогенерирующих мощностей и, как следствие, к потере собственных нужд и полному останову станции.

АВСН-Т во время своей работы решает три задачи:

• групповое управление ПТК автоматизированного котлового оборудования (4 автоматизированных котла);
• управление работой импульсных предохранительных клапанов (ИПК) автоматизированных и неавтоматизированных котлов (всего 9);
• управление работой специальной быстродействующей редукционно-охладительной установки (БРОУ).

Структурная схема комплекса:

В системе управления применен процессорный модуль ILC 170 ETH 2TX серии Inline с Ethernetинтерфейсом. Ввод/вывод сигналов осуществляется модулями дискретного ввода IB IL 24 DI 32/HDPAC (1 шт), дискретного вывода IB IL 24 DO 32/HD-PAC (2 шт) и аналогового ввода IB IL AI 4/EF-PAC (9 шт). Связь со смежными программно-техническими комплексами осуществляется по протоколу Modbus RTU и выполнена с помощью модулей IB IL RS 485/422-(PRO)-PAC (5 шт). Дополнительно для питания модулей применен модуль питания IB IL 24 PWR IN/RPAC (1 шт).

Разработка программного обеспечения ПЛК выполнена на языках МЭК 61131-3 в среде PCWorX. Для управления работой комплекса, отображения информации и ввода уставок используется сенсорная 10” панель оператора TP 10T. Разработка проекта визуализации выполнена в среде Visu+.

Питание ПЛК и панели оператора осуществляется источником питания QUINT-PS/1AC/24DC/5. Преобразование уровней сигналов входных приемных цепей и выходных цепей управления осуществляется промежуточными реле PLC-RSC-230UC/1AU/SEN и PLC-RSC- 24DC/21 соответственно. Цепи приема аналоговых сигналов 4-20 мА снабжены защитным стабилитроном, дополнительно установленным в проходную клемму.

В шкафу применены пружинные клеммники различной конструкции. Так, подключение подводящих цепей выполняется на клеммники с ножевыми размыкателями, что позволяет оперативно разрывать цепи при выведении шкафа из работы для проведения технического обслуживания.

Механизм резервирования оборудования комплекса АВСН-Т

Комплекс состоит из двух шкафов типа ШЭЭ233-0101, имеющих одинаковое функциональное назначение, реализующих одинаковый технологический алгоритм и работающих в режиме полного дублирования. Повышение надежности и непрерывности функционирования комплекса обеспечивается автоматической передачей управления на «Резервный» шкаф в случае возникновения неисправности в «Основном» шкафу. Это также позволяет производить полное выведение одного из шкафов из работы для проведения технического обслуживания. Постоянный информационный обмен между шкафами (по сети Ethernet) позволяет осуществлять безударное переключение управления в случае необходимости.

Алгоритм АВСН-Т учитывает:

• номинальные нагрузки котлов;
• текущие нагрузки котлов за 30 секунд до срабатывания АВСН-Т;
• нагрузки котлов, участвующих в работе АВСН-Т;
• минимальные нагрузки котлов их регулировочных диапазонов;
• зависимость величины оборотов ПСУ (пылепитателей) от паровой нагрузки;
• скорости вращения приводов топливоподающих устройств котла (если котел работает на твердом топливе) или расход газа на котел (если котел работает на газе), соответствующие загрузкам котлов;
• вид топлива и его параметров (с учетом возможного изменения его параметров);
• наличие в структуре регулирования горения регулятора топлива и регулятора тепловой нагрузки.

Алгоритм АВСН-Т осуществляет:

• определяет потребность в паре турбин;
• перерасчет баланса генерируемой и потребляемой мощности в отделившейся системе по данным режима, который предшествовал аварии;
• устранение небаланса за счет отключения нагрузок и использования всех имеющихся резервов электростанции.

Интерфейс оператора

Для обеспечения удобной эксплуатации, вся информация организована в виде окон отображения мнемосхем, задания настроек, контроля и диагностики, а также просмотра сообщений и отображения графиков. На всех окнах вверху слева отображается режим работы шкафа - «Вывод», «Основной» или «Резервный», а справа - текущая дата и время.

Эффект от внедрения системы

Внедрение системы увеличивает живучесть оборудования, сводит к минимуму экологические риски, а также предотвращает потерю собственных нужд и полный останов станции. Это позволяет избежать как прямых финансовых потерь, связанных с недопоставкой тепловой и электроэнергии, так и вызванных остановкой основных тупиковых потребителей вырабатываемой энергии – предприятий нефтехимической промышленности, имеющих непрерывный цикл производства.