Котлоагрегаты

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И РАСЧЕТА  ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОТЛОАГРЕГАТОВ

Автоматизированная система контроля и расчета технико-экономических показателей котлоагрегатов (АСУ ТП) предназначена для обеспечения руководства и специалистов ТЭЦ оперативной и достоверной информацией о текущих  значениях измеряемых на котлоагрегате параметров, а также для расчета технико-экономических показателей работы котлоагрегатов за час,  сутки, месяц и т.д. в соответствии с требованиями действующих нормативных документов ООО «Татэнерго»,  РАО ЕС России и других утвержденных в установленном порядке документов.

Система разработана для АУ ТП ГрЩУ-3 (верхний уровень) Нижнекамской ТЭЦ.

Структурно АСУ ТП верхнего уровня состоит из следующих подсистем:

  • подсистемы формирования баз данных верхнего уровня по результатам измерений, выполненных на нижнем уровне системы;
  • подсистемы ведения общестанционных баз данных;
  • подсистемы информационного обслуживания;
  • подсистемы расчета технико-экономических показателей котлоагрегатов;
  • подсистемы температурного контроля металла котлоагрегатов;
  • подсистемы управления.

Исходными данными для работы системы являются:

  • мгновенные значения измеряемых на котлоагрегате параметров (база данных мгновенных значений параметров);
  • информация о теплофизических характеристиках используемого топлива (природного газа, мазута) и вырабатываемого пара;
  • сведения  о времени начала и окончания процессов растопки и останова котлоагрегатах, начала и окончания аварийных  и других нештатных ситуаций (при их наличии) в пределах расчетного периода времени;
  • нормативно-техническая информация на котлоагрегаты:
  • методики расчета технико-экономических показателей котлоагрегатов.

База данных мгновенных значений всех измеряемых на котлоагрегате параметров формируются АСУ ТП котлоагрегатов нижнего уровня с помощью АРМ машиниста, установленного на нижнем уровнем системы (ГрЩУ-3 Нижнекамской ТЭЦ). АРМ машиниста обеспечивает периодический опрос первичных датчиков, установленных на котлоагрегате, сбор аналоговых и дискретных сигналов, поступающих от датчиков, их  первичную математическую обработку, визуализацию результатов измерений на экране дисплея и запись в базу данных. Опрос датчиков производится  с частотой от 1 сек до 180 сек (аналоговые сигналы) в зависимости от скорости изменения параметров, датчики дискретной информации опрашиваются непрерывно. Результаты измерений из АРМ машиниста автоматически передаются в локальную вычислительную сеть станции. В связи со спецификой информационных потребностей машиниста котлоагрегата измеренная информация подвергается минимальной математической обработке, необходимой для наблюдения за текущими значениями параметров котлоагрегата в реальном масштабе времени (например, расчет мгновенных значений темпераьтуры, давления, расхода топлива, вырабатываемого пара, питательной воды и т.д.) и управления его работой.  Глубокая обработка информации на нижнем уровне не требуется.

АСУ ТП верхнего уровня предназначена для решения задач по контролю и управлению за работой котлоагрегатов на верхнем уровне управления станции.

Потребителями информации АСУ ТП верхнего уровня является руководство станции, начальники цехов, смен, дежурные инженеры станции, ПТО, лаборатория металлов, другие подразделения, заинтересованные в получении достоверной информации о работе котлоагрегатов.

На верхнем уровне АСУ ТП решаются следующие основные  задачи:

  • расчет технико-экономических показателей (ТЭП) котлоагрегатов за отчетный период (час, сутки, декада, месяц, полугодие, и т.д.) по установленному перечню показателей и формирование  выходных документов установленной формы (форма 3-тех и др.);
  • дистанционный контроль за количеством и параметрами (температурой, давлением, расходом) потребляемых ресурсов (топливо, питательная вода и др.) и вырабатываемой продукции (перегретый пар), потерями тепла в котлоагрегате, водным балансом и т.д.:
  • дистанционный контроль за температурный режимом оборудования котлоагрегатов;
  • автоматическое формирование и ведение журналов показателей котлоагрегатов.

Исходной информацией для работы АСУ ТП верхнего уровня являются:

  • измеренные значения температуры , давления и расхода рабочих сред на узлах учета топлива (природного газа, мазута), питательной и продувочной воды и вырабатываемого котлоагрегатом перегретого пара (для каждого котлоагрегата);
  • температура пара в различных точках тракта (до и после впрысков, до и после пароперегревателей различных ступеней);
  • температура уходящих газов в различных точках газового тракта;
  • температура подогреваемого воздуха в различных точках воздушного тракта:
  • давление воздуха, разрежение в котле;
  • уровень воды и давление пара в барабане  котла:
  • теплофизические свойства топлива (плотность, калорийность, содержание СО2 и N2 в газе);
  • дискретные сигналы от элементов управления котлоагрегатов, необходимые для автоматического определение режима работы котлоагрегата  и отдельных его агрегатов (растопка, останов, авария, штатный режим, резерв и т.д.).
  • другие измеренные параметры, необходимые для расчета ТЭП.

Источником вышеуказанной информации является база данных, содержащая измеренные значения аналоговых и дискретных сигналов, формируемая на нижнем уровне АСУ.

Кроме того, для расчетов используются нормативные показатели котлоагрегатов (нормативные потери тепла, нормативное значение КПД котлоагрегата и т.д.), хранящиеся в базе нормативно–справочной информации системы. Нормативные значения показателей котлоагрегатов выбираются из технической документации на конкретный котлоагрегат и вводятся вручную на этапе внедрения системы.

Всего база данных системы содержит 106 измеренных и расчетных параметра.

Система обеспечивает:

  • расчет мгновенных значений технико-экономических показателей котлоагрегата и передачу  рассчитанных значений на рабочие станции оперативного персонала ТЭЦ, осуществляющего текущий контроль за работой  котлоагрегатов;
  • расчет часовых, суточных, месячных и т.д. значений ТЭП для каждого котлоагрегата и по их группе (цеху);
  • расчет данных  о пусках и остановках котлоагрегатов, времени их наработки;
  • температурный контроль узлов и агрегатов:
  • просмотр исходных данных и результатов расчетов на рабочих местах персонала станции (в оперативном режиме и режиме ретроспективного просмотра в пределах накопленной базы данных).

Основные режимы расчетов ТЭП следующие:

  • расчет по форме 3-тех (для одного котлоагрегата или по группе котлоагрегатов по выбору оператора);
  • расчет средневзвешенных показателей котлоагрегата;
  • расчет расхода топлива и выработанного тепла;
  • расчет внесенного тепла:
  • расчет наработки котлоагрегатов:
  • расчет КПД брутто по прямому и обратному балансу;
  • расчет тепла брутто;
  • расчет отдельных показателей (по выбору оператора);
  • журнал показателей котлоагрегата по установленной форме;
  • журнал показателей по щиту управления.

Расчет может быть выполнен за сутки, декаду, месяц, квартал, полугодие, 9 месяцев, год, а также за любой период времени по желанию оператора как по одному котлоагрегату, так и по их произвольной группе..

Система обеспечивает отображение исходных данных и результатов расчета в виде таблиц, графиков, мнемосхем. Для формирования выходных форм в составе системы имеется генератор выходных форм. В составе системы имеется конвертор для преобразования данных из формата, используемого в базах данных  нижнего уровня, в формат верхнего уровня системы.

Программное обеспечение реализовано в виде комплекса независимых программ (АРМ), объединенных общей базой данных. Каждое АРМ может быть настроено на конкретный перечень выполняемых функций (расчет и просмотр данных, только просмотр данных и т.д.) в зависимости от потребностей конкретного  пользователя и данных ему администратором системы прав.  Для ПТО станции разработана специальная программа для расчета ТЭП (АРМ ПТО) и формирования отчетных документов.

Система разработана для Нижнекамской ТЭЦ для пяти котлоагрегатов ГрЩУ-3. Программное обеспечение  реализует параметрическая метод настройки баз данных на заданную структуру исходных и расчетных  данных и может быть адаптировано на другие типы котлоагрегатов и их количество.