![Автоматизация одногорелочных котлоагрегатов мощностью до 10 МВт](/data/armatura01/amaks/До%2010_короб.jpg)
Автоматизация горелок энергетических котлов
Представляем программно-технический комплекс «АМАКС» нового поколения
Разработан для автоматизации управления горелками паровых многогорелочных котлов.
Применение ПТК «АМАКС» позволяет:
1. Внедрить безопасную технологию розжига котла на газе.
- проводится автоматическая вентиляция топки;
- обеспечивается проверка герметичности газового оборудования перед розжигом;
- исключается вероятность заполнения топки газом;
- гарантируется быстрый и безопасный розжиг горелок с безударным воспламенением на малом расходе газа и воздуха.
2. Привести систему газоснабжения котла в полное соответствие:
- Техническому регламенту о безопасности сетей газораспределения и газопотребления;
- Правилам безопасности сетей газораспределения и газопотребления;
- СНиП и ГОСТ на системы газоснабжения и горелочные устройства.
3. Обеспечить безопасность эксплуатации котла при работе на газе в любом режиме управления.
- Исключается неправильная последовательность операций розжига котла при автоматическом и ручном розжиге горелок за счет применения программируемого управляющего контроллера, качественного технологического программного обеспечения, удобных средств визуализации и управления.
- В любом режиме управления поддерживается диагностика и архивирование причины останова горелок при розжиге и работе котла.
4. Повысить надёжность управления котлом.
- внедрение высокотехнологичного газового оборудования;
- централизованная или распределенная системы управления горелками или котлом, исходя из условий эксплуатации для различных типов котлоагрегатов;
- диагностика состояния всей системы;
- резервирование процессорных модулей;
- резервирование информационного обмена.
5. Обеспечить удобное управление мощностью.
Использование регулирующей заслонки для каждой горелки позволяет поддерживать оптимальный режим горения, эффективно изменять мощность котла и распределение мощности по горелкам.
6.Обеспечить работу котла на резервном топливе (мазуте).
Отсечка подачи резервного топлива к котлу при помощи поддержки защит по котловым параметрам и параметрам топлива.
Допускается ручной розжиг:
- резервного топлива на газовый факел при работающей горелке;
- газа на горелке, работающей на резервном топливе.
Состав и назначение ПТК «АМАКС»
В зависимости от поставленных задач автоматизации и финансовых возможностей заказчика в ПТК «АМАКС» могут быть реализованы:
- в части автоматизации технологического управления и защит горелок;
- в части автоматизации функций управления, регулирования и защит котлоагрегата;
- в части вспомогательных операций управления;
- в части функций сбора, индикации и архивирования дополнительных параметров.
На рисунке представлена принципиальная схема газопровода многогорелочного парового котла энергоблока, выполненная согласно Федеральным Нормам и Правилам, и структурная схема управления.
I. Технологическое оборудование:
- блок газооборудования АМАКС-БГ8 для каждой горелки;
- комплект защитно-запального устройства (ЗЗУ) для каждой горелки;
- шибер воздуха для каждой горелки;
- газовое оборудование на общем газопроводе котла;
- направляющие аппараты дымососа и вентилятора.
Блок газооборудования АМАКС-БГ8 предназначен для оснащения различных схем газоснабжения, утвержден ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБОЙ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ и рекомендован как техническое средство, позволяющее обеспечить безопасную технологию розжига и регулирование расхода газа через горелки от нуля до номинального значения , а также последующую безопасную эксплуатацию котлоагрегата.
Блок газооборудования АМАКС-БГ8 в комплексе с системой управления выполняет следующие функции:
- Обеспечение безопасного розжига горелки с автоматическим контролем герметичности своих запорных устройств;
- Регулирование расхода газа;
- Отсечку газа при нарушении технологических параметров или при погасании факела горелки;
- Исключение возможности загазованности в топке котла и обеспечение мягкого розжига горелки без «хлопка» в топке.
Принципиальная схема газопровода многогорелочного парового котла энергоблока
Блок газооборудования АМАКС-БГ8:
- Клапан отсечной (ПЗК) с электроприводом (1-1), (1-2) обеспечивает подачу/ отключение газа к горелке (взвод плавный, закрытие мгновенное);
- Клапан безопасности электромагнитный НО (1-4) обеспечивает соединение с атмосферой межклапанного пространства (объем газопровода между клапанами (1-1) и (1-2)) при закрытом состоянии клапанов;
- Регулирующая заслонка с электроприводом (1-3) обеспечивает управление расходом газа через горелку;
- Клапан запальника электромагнитный НЗ (1-6) обеспечивает управление подачей газа к запальнику;
- Клапан контроля герметичности электромагнитный НЗ (1-5) в комплекте с калиброванным дросселем(1-10) и датчиком-реле давления (1-13) обеспечивают возможность дистанционной/автоматической проверки плотности арматуры блока;
- Ручные шаровые краны (1-8), (1-9), (1-15) при работе блока всегда открыты и используются для ремонтного отключения арматуры блока;
- Ручной шаровой кран (1-7) при работе всегда закрыт и используется для продувки газопровода перед блоком;
- Ручной шаровой кран (1-11) используется для подключения баллона со сжиженным газом при розжиге на мазуте;
- Клапан для манометра (1-12) используется для установки датчика-реле давления (1-13) с возможностью визуального контроля давления газа;
- Гребенка КИПиА с клапанами для манометров (1-14) предназначена для подключения контрольно-измерительных приборов.
Комплект ЗЗУ:
- Электрозапальник с контрольным электродом (2);
- Источник высокого напряжения;
- Прибор контроля пламени запальника горелки.
ЗЗУ устанавливается перед каждой горелкой.
Газовое оборудование на общем газопроводе котла:
- Задвижка с электроприводом (7);
- Кольцо-заглушка (8);
- Диафрагма для измерения расхода газа (9);
- Регулирующая заслонка с электроприводом (15);
- Предохранительно-запорный клапан (16);
- Задвижка ремонтная (17).
При установке Блоков газооборудования, ПЗК котла допускается не предусматривать.
Направляющий аппарат вентилятора (3) с электроприводом (4) на воздуховоде к котлу и индивидуальный воздушный шибер (13) с электроприводом (14) перед горел- кой необходимы для:
- Поддержания постоянного давления воздуха перед котлом;
- Обеспечения плавного розжига на малых расходах воздуха;
- Поддержания оптимального соотношения «газ-воздух» при работе горелки.
Направляющий аппарат дымососа (5) с электроприводом (6) на дымоходе котла необходим для:
- Поддержания оптимального разрежения в топке.
II. Оборудование КИП и А
Набор всех необходимых датчиков и измерительных преобразователей технологических параметров, позволяющий обеспечить дистанционное и по месту управление горелками, контроль их работы.
III. Автоматизация управления горелками и подготовка котлоагрегата к розжигу
ПТК энергетического котлоагрегата строится по распределенной структуре с применением контроллеров. Контроллер шкафа выполнен согласно НТД для контроллера защит и управления.
Алгоритм управления газовым оборудованием соответствует требованиям технологических защит и блокировок согласно Федеральных Норм и Правил в области промышленной безопасности.
Для решения задачи автоматической опрессовки и розжига горелок используются шкаф МГБ.АМАКС.
Шкаф МГБ.АМАКС является локальной системой обеспечения функций контроля, защит, регулирования арматурой горелки.
Предназначен для дистанционного и автоматического управления электрифицированной арматурой марки «АМАКС» и устанавливается на каждую горелку.
Возможна расширенная версия Шкафа совмещающего в своем составе функции управления горелкой и силовые цепи управления приводами:
- шибера воздуха горелки;
- регулирующей заслонки газа горелки.
В части управления горелкой шкаф обеспечивает:
- выполнение опрессовки газового блока горелки;
- автоматический розжиг и контроль горелки с соблюдением блокировок и защит
- регулирование давления газа и воздуха перед горел- кой;
- возможность ручного розжига (со средств оперативного пульта или АРМ оператора), с соблюдением блокировок и защит.
На передней панели шкафа расположены:
- технологический пульт управления;
- основные кнопки управления «Опрессовка», «Розжиг», «Стоп».
Система управления горелками предполагает наличие всех необходимых датчиков и приборов, позволяющих дистанционно и по месту управлять горелками и контролировать их работу.
Для информационной связи между горелками и функций управления котлоагрегатом используется шкаф ШУК-ЭК.
Управление технологическим процессом котлоагрегата осуществляется со шкафа ШУК-ЭК или с АРМ оператора.
Структура взаимосвязей ПТК «АМАКС»
Шкаф ШУК-ЭК является концентратором информационного обмена между компьютером АРМ оператора и шкафами управления горелок ШГУ и позволяет:
- собирать и обрабатывать данные от горелок с целью дальнейшей передачи об- работанных данных на компьютер АРМ;
- обеспечить информационный обмен между горелками, необходимый для управ- ления розжигом и взаимодействия горелок;
- провести вентиляцию топки перед розжигом;
- поддерживать заданное давление газа перед котлом;
- регулирование давления воздуха перед котлом;
- регулирование разрежения в топке;
- коррекцию регулирования воздуха на горелках по концентрации кислорода в дымовых газах;
- распределение нагрузки на горелки.
На передней панели шкафа расположены:
- световые индикаторы для контроля наличия напряжения питания;
- технологический пульт;
- кнопки основных команд;
- индикаторы технологического состояния.
Все функции управления и визуального контроля технологической процесса поддерживаются также с автоматического рабочего места оператора.
АРМ оператора включает в себя (базовый вариант):
- два компьютера, с установленной фирменной SCADA-системой;
- конверторы (USB/RS-485) или коммутаторы Ethernet;
- две функциональные клавиатуры;
- принтер.
АРМ оператора (компьютерная информационно-управляющая система – КИУС) обеспечивает:
- удобную графическую форму отображения технологического процесса;
- возможность подачи команд;
- регистрацию и архивирование технологических параметров.
Информация на экранах мониторов КИУС и пультах шкафов в виде мнемосхем и текстовых сообщений непрерывно и полно отражает состояние процесса управления и ПТК.
Взаимодействие оператора с ПТК не требует специальной подготовки, т.к. он оперирует с функциональной клавиатурой и/или опциями меню, контролируя изменение цвета, появление предупредительных и аварийных сообщений, звук.
Цветовая гамма, названия клавиш функциональной клавиатуры и система подтверждения действий снижают вероятность ошибок персонала.
Визуализация технологического процесса на АРМ оператора
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ
Расширение структуры ПТК и увеличение объема сбора информации
IV. Сбор дополнительных параметров с датчиков и исполнительных систем котлоагрегата
Поставленная задача решается путем применения универсальных шкафов ШДФ.
- Универсальность конструкции контроллера позволяет на основе единой элементной базы дополнительно решать за- дачи автоматизации, регулирования, сбора данных, мониторинга;
- Интеграция ШДФ с базовым составом ПТК позволяет создавать законченный функциональный комплекс станции, котельной или отдельных узлов;
- Управление шкафами осуществляется с переносного пуль- та или АРМ оператора;
- Обмен шкафов ШДФ данными с КИУС производится по от- дельной сети RS-485 (MODBUS);
- В шкафах ШДФ используются функционально законченные комплекты сигналов регуляторов, управления задвижками, управления насосами, информационного обмена с приборами и датчиками, что упрощает проектирование и эксплуатацию.
Таким образом, при решении задач приведения системы газоснабжения котла в полное соответствие с Техническим регламентом о безопасности сетей газораспределения и газопотребления, ПРАВИЛАМИ БЕЗОПАСНОСТИ СЕТЕЙ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ГАЗОПОТРЕБЛЕНИЯ и создании автоматизированной системы управления, мы предлагаем следующие варианты решения:
I. вариант ПТК «АМАКС»
Автоматизация технологического управления горелками
Наиболее экономичный вариант создания ПТК, поставленная задача ограничена автоматической опрессовкой и розжигом горелок, без изменения:
- существующих технологических схем котлоагрегата;
- методов вентиляции топки;
- котлового регулирования;
- защит котлоагрегата.
Решает задачу автоматизации процесса опрессовки и розжига горелок, на основе локальной системы обеспечения функций защит, контроля и управления арматурой горелок.
Система управления обеспечивает:
- опрессовку Блоков газооборудования горелок;
- автоматический розжиг и останов горелок с соблюдением блокировок и защит;
- регулирование давления газа и воздуха перед горелками;
- возможность ручного розжига.
II. вариант ПТК «АМАКС»
Автоматизация технологического управления горелками и подготовка котлоагрегата к розжигу
ПТК «АМАКС» включает в себя автоматизацию горелок и дополнительные автоматизированные функции:
- контроль герметичности блоков газооборудования АМАКС-БГ горелок;
- автоматический розжиг и останов горелок с соблюдением блокировок и защит;
- регулирование давления газа и воздуха перед горелками;
- возможность ручного розжига;
- вентиляция топки;
- регулирование давления газа и воздуха перед котлом;
- регулирование разрежения в топке.
ПТК «АМАКС» может быть расширен и интегрирован в любую АСУ ТП котлоагрегата как часть более широкой информационной сети.
При выборе любого состава ПТК «АМАКС»:
- обеспечивается построение функционально законченных систем управления;
- комплексно решается проблема приведения системы газоснабжения в соответствие с требованиями Технического регламента о безопасности сетей газораспределения и газопотребления;
- система автоматизации остается открытой для дальнейшего расширения и наращивания.
Эффект от внедрения ПТК «АМАКС»
Высокие технико-экономические показатели полномасштабных информационно-управляющих систем управления котлоагрегатами на базе ПТК «АМАКС» подтверждены их успешной эксплуатацией на многих ТЭЦ, ГРЭС, РТС и котельных, что позволяет:
- снизить повреждаемость тепловых сетей за счет плавного регулирования нагрузки;
- существенно повысить надежность работы за счет:
- внедрения высокотехнологичного газового оборудования;
- внедрения современной системы управления котлоагрегатами;
- резервирования процессорных модулей;
- полного резервирования сетевого обмена с использованием двух коммутаторов.
- обеспечить контроль выполнения технологии производства обслуживающим персоналом и исключи ь субъективные факторы из процесса управления котлами.
- повысить удобство и эргономику управления;
- уменьшить время, затрачиваемое на подготовку котлоагрегата к розжигу горелок.