Автоматизация газовой горелки АМАКС

АСУ АМАКС

КИП и А газового блока АМАКС горелок котельного агрегата БКЗ-420-140.

Автоматизации системы АМАКС подлежат 28 параметров работы газовой горелки:

  1. Давление газа между ПЗК-1 и ПЗК-2.
  2. Давление газа перед горелкой.
  3. Давление воздуха перед горелкой.
  4. Наличие факела горелки.
  5. Отказ датчика факела.
  6. Наличие пламени запальника горелки.
  7. Наличие факела горелки.
  8. ПЗК-1 открыт.
  9. ПЗК-1 закрыт.
  10. Открыть ПЗК-1.
  11. ПЗК-2 открыт.
  12. ПЗК-2 закрыт.
  13. Открыть ПЗК-2.
  14. Заслонка газа открыта.
  15. Заслонка газа закрыта.
  16. Мощность заслонки ниже минимальной.
  17. Положение исполнительного механизма заслонки газа 0-100%.
  18. Управление заслонкой газа.
  19. Открыть клапан опрессовки.
  20. Клапан безопасности открыт.
  21. Закрыть клапан безопасности.
  22. Клапан запальника закрыт.
  23. Открыть клапан запальника.
  24. Шибер воздуха открыт.
  25. Шибер воздуха закрыт.
  26. Шибер воздуха открыт до положения «вентиляция».
  27. Положение исполнительного механизма шибера воздуха 0-100%
  28. Управление шибером воздуха.

Схема функциональная/автоматизации контроля и управления газовым блоком АМАКС горелок котельного агрегата БКЗ-420-140.

Газовый блок АМАКС. Описание

Аппараты АМАКС

Описание газового блока системы АМАКС.

Блок газооборудования ЗАО «АМАКС-газ» включает в свой состав:

— два предохранительно-запорных клапана (ПЗК), перекрывающих пода­чу — газа при отключении их электропитания;

— опрессовочную гребенку для проверки плотности ПЗК;

— клапан безопасности типа «НО» и клапан подачи газа на запальник типа

«НЗ».

Кроме того, в обязательный комплект поставки входит заслонка дроссель­ная с электроприводом, гребенка КИПиА с отборным устройством и опора. На вводном патрубке блока газооборудования предусмотрена врезка шарового крана для присоединения продувочного трубопровода.

Для розжига и контроля факела запальника использовано запально- сигнализирующее устройство ЗСУ-ПИ-60-05 с сигнализатором горения ЛУЧ-КЭ.

Блоки «АМАКС-газ» предназначены для работы горелок энергетических котлов на природном газе с температурой от минус 30°С до плюс 80°С в автома­тическом режиме и выполняют следующие функции:

— регулирование расхода газа;

— обеспечение безопасного розжига с автоматической опрессовкой своих запорных устройств;

— отсечка газа при нарушении технологических параметров работы котла, недопустимом отклонении давления газа, воздуха перед горелкой или при погаса­нии факела.

Применение блоков газооборудования позволяет исключить возможность загазованности в топке котла и «хлопка» при розжиге горелки и обеспечить возможность погорелочного управления нагрузкой котла.

Для того чтобы установить блоки газооборудования АМАКС необходимо выполнить следующие работы:

  • установить первую задвижку (по ходу движения газа к котлу) Г-11 Ду500 (ручная);
  • переврезать трубопровод ЗЗУ (после отключающих устройств в соответствии с «Правилами безопасности систем газораспределения и газопотребления» ПБ-12-529-03 п.7.32);
  • заменить существующее сужающее устройство для учета газа на диафрагму бескамерную Ду500 Ру0,6. Прямые участки расходомерного устройства выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.1-2005 — ГОСТ 8.586.5-2005;
  • заменить регулирующей заслонки;
  • установить газовые блоки состоящие из двух ПЗК и регулирующего органа с присоединением к ним газопроводов в соответствии с требованиями НТД;
  • ЗЗУ с контролем растопочного и основного факела;
  • для контроля общего факела в топке должны быть использованы сигнализаторы горения. Для контроля пламени запальника и факела горелки использовать датчики, входящие в комплект запально-сигнализирующего устройства;
  • устройство дополнительных трубопроводов для продувки газопровода в соответствии с требованиями НТД;
  • шибера воздуха перед горелками сохранить существующие. Для управления шиберами предусмотреть поставку новых МЭО-630/63-0,25У-НВТ4-01 с датчиками с унифицированным выходным сигналом 4-20 мА.

Описание котла БКЗ-420-140

КА БКЗ

Описание и технические характеристики котла БКЗ-420-140.

Котел паровой  БКЗ-420-140 НГМ-4, производства Барнаульского котельного завода однобарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией предназначен для сжигания газа и мазута, газоплотный, работающий под наддувом, оснащен запально-защитными устройствами только на природном газе. Растопка котла на мазуте конструкцией не предусмотрена.

Технические характеристики котла БКЗ-420-140 НГМ-4

№№

п/п

Наименование Величина
1 Паропроизводительность:

— номинальная;

— минимальная (по условию естественной циркуляции котла)

420 т/час

210 т/час

2 Давление пара в барабане 159 кгс/см2
3 Давление пара в ПСК 140 кгс/см2
4 Температура пара на выходе из котла 560 °С
5 Температура питательной воды после ПВД 230 °С
6 Давление в топочной камере 300 мм.вод.ст.
7 Максимальное давление в топочной камере 500 мм.вод.ст.
8 Водяной объем котла 130 м3
9 Паровой объем котла 87 м3
10 Площадь поверхностей нагрева:

— экранов;

— экономайзеров;

— пароперегревателя;

— РВП.

841 м2

2758 м2

3143 м2

2547 м2

11 Диаметр DN газовой трубы к горелочному устройству котлоагрегата 200 мм

 

На фронтовой стенке топки в два яруса расположены восемь газомазутных горелок типа ГМУ-45-11. Производительность горелки по газу составляет 3800 н.м3/час при давлении газа 0,35-0,4 кгс/см2. Производительность горелки по мазуту – 3560 кг/час. Горелки предназначены для раздельного сжигания газа и мазута.

Котлоагрегат оснащен системой контроля и управления с использованием традиционных средств КИПиА. Состав оборудования автоматики: МЭО, регуляторы системы «Каскад» и оборудования защиты и блокировок УКТЗ.

Контроль и управление осуществляется с теплового щита управления (ТЩУ).

Сборки РТЗО для питания электроприводов запорной и регулирующей арматуры установлены на площадках обслуживания котла.

На котлоагрегате внедрена система предиктивного мониторинга параметров на базе оборудования ICP DAS, ПЛК-Системы и программного обеспечения InTouch Wonderware.

Оборудование предиктивной диагностики

Шкаф АСУ гидромуфты

Описание оборудования систем предиктивной диагностики на примере основного технологического оборудования ТЭЦ.

Котельный агрегат ТГМ-84 оснащен САУГ АМАКС – система управления блоками газооборудования горелок котла. Реализация ООО ИК «АМАКС». Система включает в себя мезонинные платы, ПО верхнего уровня EISA производства СКБ ПСиС.

Турбоагрегат ПТ-100/114-130/13,  тепловая часть турбоагрегата оснащена цифровой электрогидравлической ЭГСР (электрогидравлическая системы регулирования), построенной на базе оборудования фирмы OMRON. Также присутствует автоматическая система контроля вибрации и диагностики турбоагрегата ст.№1 АСКВД «Вектор» (производства ООО “ТМК Инновация”, г. Москва) в составе: измерительных преобразователей (производства НПП «ВИБРОБИТ», ООО «ГК ИННОВАЦИЯ»), ПК с интерфейсным преобразователем MOXA СI-134I и ПО верхнего уровня «Вибромониторинг-2000».

Дутьевые вентиляторы ДВ котельных агрегатов оснащены температурным контролем подшипников ДВ и ЭД, включающим модули ICPCON, OPC серверы NAPOPC, OPCLink и ПО верхнего уровня Wonderware Intouch 2012 R2.

Питательные электронасы (далее ПЭН) оснащены температурным контролем металла, воздуха и подшипников. Система включает в себя модули ICPCON, OPC серверы NAPOPC, OPCLink и ПО верхнего уровня Ez Data Logger. Некоторые ПЭН оборудованы гидромуфтами и системами управления насосом Voith Turbo.

Описание функций систем предиктивной диагностики:

  • Измерение количества, оперативное отображение и регистрация значений параметров.
  • Обеспечение непрерывного мониторинга параметров.
  • Периодический и/или по запросу автоматический сбор измеренных данных с дискретностью определенной в проектной документации.
  • Хранение измеренных параметров в специализированной базе данных, отвечающей требованиям повышенной защищенности от потери информации и от несанкционированного доступа.
  • Передача информации пользователям.
  • Формирование и ведение технической, оперативной и отчетной документации.
  • Конфигурирование и настройка параметров.
  • Поддержка сервера для организации доступа к информации в реальном времени.
  • Диагностика программно-аппаратных средств системы.
  • Передача подтвержденных отклонений и дефектов SAP предприятия.
  • Оперативный, ретроспективный и предиктивный анализ возникновения и развития дефектов.

На фото представлена панель управления гидромуфтой Voith питательного насоса ПЭН.

Система вибромониторинга на ТЭЦ

Шкаф АСУ предектив

Система вибромониторинга или предиктивная (предсказательная) диагностика производственного оборудования на предприятии позволяет предугадать наступление аварийной ситуации на основе анализа и мониторинга его текущего состояния и предсказания сбоев.

На ТЭС и ТЭЦ системами стационарной диагностики должны быть оснащено следующее основное, критически важное оборудование: котельные агрегаты, турбоагрегаты, тягодутьевые механизмы котельных агрегатов и питательные электронасосов (далее ПЭН). Выше перечисленное оборудование это наиболее ответственные механизмы, участвующие в технологическом процессе, так же на предприятии должна быть внедрена мобильная диагностика динамического вспомогательного оборудования турбинных агрегатов и прочего вспомогательного оборудования с функционалом предиктивной диагностики и передачи данных в электронную систему управления эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом.

Основаниями для реализации проектов внедрения систем предиктивного вибромониторинга, являются требования Минэнерго РФ о развитии систем мониторинга и диагностирования энергетического оборудования.

Основными задачами системы предиктивной диагностики, являются сбор данных о параметрах работы оборудования, аварийных сигналах, расчет ключевых показателей эффективности (KPI), поиск аномалий в отношении заданных диапазонов управления, обеспечение прозрачности данных, контроль эффективности и информирование о необходимости проверки оборудования, выдача причин и прогнозов возникновения дефектов и рекомендаций по их устранению, передача подтвержденных отклонений и дефектов в SAP предприятием.

Этапы создания системы предиктивной диагностики на предприятии:

  1. Заключение договора на разработку проектно-сметной документации.
  2. Разработка проектно-сметной документации.
  3. Согласование проектно-сметной документации.
  4. Тендер на поставку оборудования и выполнение строительно-монтажных работ.
  5. Заключение договора на поставку оборудования и выполнение строительно-монтажных работ.
  6. Изготовление и поставка оборудования и программного обеспечения.
  7. Выполнение пусконаладочных работ.

7.1 Сбор сигналов для предиктивной диагностики.

7.2 Пусконаладочные работы верхнего уровня.

  1. Ввод объекта в эксплуатацию.

На фото шкаф промежуточных промклеммников системы предсказательной диагностики.

Эффективность РОУ

Опросник на РОУ

Энергетическая эффективность редукционно-охладительной установки (РОУ). В настоящее время на некоторых ТЭЦ существует возможность производить растопку котлоагрегатов через РОУ на коллектор 14 ата. Однако, в связи со сложившимся отпуском тепла в паре потребителям, низкими расходами пара на СН (особенно в летнее время), расходы пара на коллектор 14 ата малы для полной утилизации растопочного пара, который приходится во время растопки направлять в атмосферу, и при этом разгружать производственный отбор на работающей турбине. Поэтому решение использовать растопочный пар на параметры 21 ата, переведя его дополнительно на коллектор 21 ата при соответствующем давлении, приведет к экономии как тепловой энергии, так и конденсата, и позволит не снижать экономичность работающих турбоустановок.

Средний расход пара 21 ата потребителю составляет 60 т/час;

Среднее количество растопок за год — 26;

Экономия пара (конденсата) за одну растопку — 130 т;

Стоимость ХОВ — 87,95 руб./т.

Годовой экономический эффект от экономии конденсата:

Ихов=130*87,95*26=297,27 тыс. руб./год;

Экономия тепловой энергии при использовании растопочного пара составит — 104,9 Гкал за одну растопку.

При этом годовая экономия условного топлива составит:

Враст= 104,9* 152,134*26*103=413,93 тут/год;

Где:

bт=152,134 кг/Гкал — норматив удельного расхода условного топлива на отпуск тепловой энергии.

Дополнительная теплофикационная выработка электроэнергии за счет дозагрузки промышленного отбора турбоагрегатов в период растопки:

Эотб=130*(818-724)*0,8*26/860=295,55*103 кВт•ч/год;

Где:

1оп=818 ккал/кг — энтальпия свежего пара при Р=115 кгс/см2 и Т=525 °С;

1отб=724 ккал/кг — энтальпия пара производственного отбора турбины ПТ-65-130;

К=860 ккал/кВтч — физический эквивалент-постоянная применяемая при расчете выработки электроэнергии (Горшков А.С. «Технико-экономические показатели тепловых электростанций»-3-е            изд., перераб. И доп. М.:Энергоатомиздат, 1984.-240 с., ил.);

П=0,8 — усредненный КПД проточной части турбины.

Повышение экономичности турбин при замещении конденсационной мощности теплофикационной составит:

Вцикл=295,55*(405,831 -267,324)* 103=40,94 тут/год;

Где:

bк=405,831 г/кВт•ч — плановый удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии в конденсационном режиме;

bт=267,324 г/кВт•ч — плановый удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии в теплофикационном режиме.

Суммарная годовая экономия топлива в результате реализации проекта

Вгод= Враст + Вцикл= 413,93+40,94=455,87 тут/год.

Перевести тут в стандартные виды топлива >>>

Сверху, на картинке, представлен опросный лист (ОЛ) на РОУ.

Автоматизация РОУ

АТХ РОУ

Автоматизацией редукционно-охладительной установки РОУ 140/2,1 ата предусматривается:

— автоматическое регулирование температуры и давления пара после паро­охладителя;

— регистрация температуры и давления острого пара перед пароохладите­лем;

— регистрация температуры, давления и расхода пара после пароохладите­ля;

— световая сигнализация на диспетчерском пульте при критических значениях температуры и давления пара после пароохладителя;

— дистанционное управление задвижками с электроприводом после РОУ, на резервных паровых перемычках, на трубопроводах по­дачи воды в пароохладитель.

— местный контроль давления на паропроводах до регулятора давления, по­сле регулятора давления, после РОУ, на водопроводах перед форсунка­ми впрыска воды в пароохладитель. Показывающие манометры установлены на стендах контрольно-измерительных приборов около редукционно-­охладительной установки РОУ.

Передача измерений от преобразователей давления на диспетчерский пульт производится посредством унифицированного токового сигнала 4-20 мА, от термоэлектриче­ских преобразователей аналоговым сигналом с номинальной статической харак­теристикой ТХА по ГОСТ Р50431-92.

Управление регулирующими клапанами выполняется с помощью дискрет­ных выходов (транзисторных ключей 24 В, 0,2 А) встроенных в регулятор РП5-М1 и пускателей бесконтактных реверсивных ПБР-ЗИ. Для переключения с автоматического управления на ручное, используется блок ручного управления БРУ-42.

Контроль и регистрация расхода пара производится методом переменного перепада давления с помощью бескамерной диафрагмы и преобразователя диф­ференциального давления.

В проекте отсутствуют измерения, отнесенные к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Степень защиты полевого оборудования системы от воздействий окру­жающей среды не ниже IP40 по ГОСТ 14254-96.

Установка вторичных приборов предусматривается в существующие пане­ли и пульты диспетчерской на свободные места или места, предусмотренные для ре­зервного оборудования.

Прокладка кабелей автоматизации выполнена в оцинкованных коробах по металлоконструкциям, трубах защитных оцинкованных и металлорукавах.

Все внешние кабельные проводки выполнены медными кабелями, не рас­пространяющими горение, с низким дымо, газовыделением (индекс «нг-LS»).

Система автоматизации построена на базе следующих приборов:

— Преобразователь избыточного и дифференциального давления Элемер АИР-30;

— Термопреобразователь ТП-2088;

— Манометр показывающий МП4-У;

— Регулятор микропроцессорный РП5-М1;

— Блок ручного управления БРУ-42;

— Задатчик ручной РЗД-22;

— Регистратор технологический РМТ 49DM.

Схема автоматизации РОУ, представленная выше, выполнена на основе технологической схемы РОУ.

Скачать схему автоматизации РОУ в формате pdf >>>