Комплекс измерений, автоматической защиты и управления паровой турбиной

Схема установки датчиков абсолютного расширения на фундаментных рамах передней и средней опор турбины

Мониторинг термодинамических и температурных показателей

Давление, а также температурные режимы рабочих сред (конденсата, питательной воды и пара) отслеживаются с применением типовых измерительно-регистрирующих приборов. Для объективной оценки теплового состояния турбомашины на всех эксплуатационных режимах организован непрерывный контроль температуры металла корпусов цилиндров и магистральных трубопроводов. С этой целью внедрены термопары, сопряженные со вторичной измерительной аппаратурой, что позволяет в реальном времени анализировать распределение тепловых полей.

Диагностика механических параметров и пространственной геометрии ротора

Измерение абсолютного расширения и осевого смещения

Фиксация абсолютного удлинения корпуса турбины осуществляется первичными преобразователями, смонтированными на фундаментных плитах передней и средней опор. Показания транслируются на щит оператора и отображают осевое перемещение опорных стульев относительно их базового положения. Нулевая отметка калибруется при условии, что температура металла турбины совпадает с температурой окружающего воздуха.

Осевой сдвиг вращающейся части отслеживается датчиком, размещенным в корпусе средней опоры вблизи упорного подшипника. Информация дублируется на панели управления и регистраторе. Эталонное нулевое положение соответствует прижатию упорного диска ротора к рабочим сегментам со стороны электрогенератора. Прибор регистрирует отклонение ротора в сторону генератора или регулятора частоты вращения от заданной точки.

Относительное тепловое расширение и контроль биения вала

Разница в температурном удлинении роторов цилиндра высокого давления (ЦВД) и цилиндров низкого давления (ЦНД) измеряется отдельными сенсорами. Для ЦВД датчик интегрирован в корпус передней опоры, для ЦНД — в зону картера подшипников №4 и №5. Данные выводятся на мониторы щита управления. Нулевые установки производятся при холодном состоянии турбины (температура металла равна окружающей) и заданном осевом положении ротора, соответствующем эталону осевого сдвига. Индикация отражает осевое смещение вала относительно неподвижной точки крепления сенсора.

Искривление вала контролируется датчиком в передней опоре. На экране отображается динамическое изменение зазора между сенсором и поверхностью ротора при его вращении, что фактически соответствует величине радиального биения в точке замера.

Вибрационный мониторинг и логика аварийной защиты

Вибрация подшипниковых опор диагностируется с помощью вибродатчиков, установленных непосредственно на корпусах опор. Сигналы обрабатываются регистраторами и отображаются на мониторах оператора в виде значений виброскорости. Защитная блокировка от превышения вибрации активируется с временной задержкой в 5 секунд; если за этот период колебания не достигают аварийных порогов, отключение не производится.

Алгоритм срабатывания защиты базируется на следующих критериях среднеквадратичного значения (СКЗ) виброскорости:

  • Превышение порога 11,2 мм/с по любым двум составляющим (вертикальной или поперечной) для пары опор одного ротора (подшипники 1–2, 3–4 или 5–6);
  • Превышение 11,2 мм/с по двум составляющим у двух смежных опор роторной линии (пары 2–3 или 4–5);
  • Комбинированный порог: более 7,1 мм/с по одной составляющей и свыше 11,2 мм/с по второй составляющей в пределах одной опоры.

Токоотвод, предупредительная сигнализация и управление агрегатом

Для нейтрализации статического электричества, генерируемого вращающимся ротором, и предотвращения электроэрозионного разрушения подшипниковых узлов, между корпусом ЦВД и передней опорой смонтированы токосъемные щетки. Оператор ЦТЩУ периодически проверяет целостность токоотводящей цепи путем перевода схемы в тестовый режим непосредственно с пульта управления.

Предупредительная технологическая сигнализация оповещает персонал о приближении контролируемых величин к критическим границам, позволяя своевременно принять корректирующие меры до перехода параметров в аварийную зону.

Вся измерительно-управляющая аппаратура спроектирована для обеспечения полного дистанционного контроля турбины со щита управления во всех рабочих режимах. При этом сохраняется возможность проведения локальных манипуляций непосредственно у оборудования, что особенно актуально на этапах пуска и останова турбоагрегата.

Руководство по установке стендов для манометров

Рекомендации по монтажу металлических конструкций и электротехнического оборудования стенда КИП

Общие требования и нормативные ссылки

Монтаж стенда контрольно‑измерительных приборов (КИП) должен выполняться с соблюдением технических условий ТУ 4218‑012‑47472841‑2000. В процессе работ необходимо строго следовать указанным стандартам и регламентам на всех этапах — от сборки каркаса до электромонтажа и финишной отделки.

Изготовление и сборка металлоконструкции

Каркас стенда

Основу конструкции формируют швеллеры. Для их соединения применяется ручная дуговая сварка с использованием электродов Э50А (в соответствии с ГОСТ 9467‑75). Сварные швы должны соответствовать ГОСТ 5264‑80, тип шва — Т1.

Монтаж труб для прокладки кабеля

Трубы для кабельной трассы изгибают непосредственно на месте установки. При этом важно соблюдать минимальный радиус гиба — не менее 80 мм. За пределами стенда трубы фиксируют с помощью проушин. Расчёт крепежа предусматривает 5 точек крепления на каждую трубу.

Работа с импульсными трубами

Для сварки импульсных труб используют аргонодуговой метод с применением проволоки Св‑08ХМФА‑2 (по ТУ 14‑1‑4369‑87). Швы выполняют согласно СТО ЦКТИ 10.003‑2007, тип шва — С1. Разделку кромок под сварку производят непосредственно в процессе монтажа.

Контроль качества и финишная обработка

Качество сварных соединений проверяют по РД 153‑34.1‑003‑01 (РТМ‑1с). После завершения сварочных работ импульсные линии и элементы конструкции окрашивают эмалью ПФ‑115 серии IV (по ГОСТ 6465‑76). Общая площадь окрашиваемой поверхности составляет 5 м².

Электромонтажные работы для стенда манометров

Прокладка кабелей

Кабели прокладывают в металлорукавах — не более 3 кабелей в одном рукаве. На выходе из металлорукавов обязательно устанавливают защитные оконцеватели. Сами металлорукава фиксируют двухлапковыми металлическими скобами. Точное количество и расположение скоб определяют непосредственно в ходе монтажа.

Подключение и заземление

Присоединение кабелей к клеммам соединительной коробки выполняют строго в соответствии с проектной документацией. Перед обжатием штыревыми втулочными изолированными наконечниками концы проводов зачищают от изоляции на длине 10 мм.

Соединительную коробку заземляют с помощью провода сечением 6 мм². Кольцевые изолированные наконечники закрепляют на штатном месте в коробке с использованием болта М6. Точное расположение болта уточняют на месте монтажа.

Маркировка оборудования стенда манометров

На бирках гравируют:

  • коды KKS;
  • назначение датчиков.

Бирки крепят к датчикам с помощью проволоки. В качестве альтернативы допускается использование пластиковых хомутов.

 

Система СОУЭ на ТЭЦ

Фото эвакуационных знаков

Система оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ)

Назначение системы:
СОУЭ предназначена для оперативного оповещения людей о пожаре и координации эвакуации. Активируется по сигналу от АПС (автоматической пожарной сигнализацией) в соответствии с требованиями СП 3.13130.2009 (п. 13.4.1).

Оборудование и его размещение:
Система 2-го типа включает:

  • Звуковые оповещатели – обеспечивают необходимый уровень сигнала во всех зонах пребывания людей (согласно СП 3.13130.2009, п. 4.8).
  • Световые табло «Выход» – размещаются на эвакуационных путях в зонах хорошей видимости.

Принцип работы системы СОУЭ:
При обнаружении пожара АПС отправляет командный импульс на запуск СОУЭ. Активируются звуковые и световые оповещатели, которые работают до завершения эвакуации.

Системы АПС и СОУЭ обеспечивают комплексную защиту объекта, своевременное оповещение и безопасную эвакуацию людей.

Оснащению СОУЭ подлежат следующие здания и сооружения на ТЭЦ:

— здание медпункта;

— здание химводоочистки;

— здание конденсатоочистки;

— центральный склад;

— узел нейтрализации;

— склад реагентов;

— мастерская электроцеха;

— склад электроцеха;

— водогрейная котельная;

— ремавтомастерская, контора гаража;

— цех центрального ремонта;

— склад;

— здание ОКСа;

— здание АБК;

— здание противопожарной насосной;

— здание маслоаппаратной электроцеха;

— склад карбида;

— производственные помещения участка КИПиА;

— здание мазутнонасосной;

— здание главного корпуса;

— столярная мастерская;

— экскаваторный бокс.

Система АПС на ТЭЦ

Фото АПС Болид

Система автоматической пожарной сигнализации (АПС) на ТЭЦ:

Назначение системы:
АПС предназначена для обнаружения возгорания на ранней стадии, определения его местоположения и формирования управляющих сигналов для инженерных систем. Она обеспечивает сбор, обработку, передачу и отображение данных от дымовых, тепловых и ручных пожарных извещателей, установленных в охраняемых помещениях.

Требования к оснащению:
Согласно нормативным документам, система АПС обязательна для всех помещений объекта, за исключением:

  • помещений с мокрыми процессами (санузлы, душевые, мойки, охлаждаемые камеры и т. п.);
  • технических помещений (насосные, инженерные узлы) без горючих материалов;
  • помещений категорий В4 и Д по пожарной опасности;
  • лестничных клеток.

Функции управления:
АПС интегрирована с системой оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ), обеспечивая их совместную работу.

Оборудование и программное обеспечение:
Система реализована на базе оборудования ЗАО НВП «Болид» с использованием программного комплекса «Орион», который предоставляет следующие возможности:

  • интеграцию АПС и СОУЭ;
  • синхронизацию событий между системами;
  • оперативное получение данных;
  • централизованное управление с нескольких рабочих мест.

Состав системы:

  • Пульт контроля и управления «С2000М»;
  • Резервированный источник питания «РИП-12 RS»;
  • Прибор приемно-контрольный «С2000-КДЛ»;
  • Блок сигнально-пусковой «С2000-СП1»;
  • Контрольно-пусковой блок «С2000-КПБ»;
  • Радиоповторитель интерфейса «С2000-РПИ»;
  • Блок индикации с клавиатурой «С2000-БКИ»;
  • Блок приемно-контрольный охранно-пожарный «СИГНАЛ-10»;
  • Датчики и извещатели:
    • Термоэлектрический ДПТ «МЕКЮ.686171.001»;
    • Дымовой оптико-электронный «ИПДЛ-Д-I/4Р»;
    • Ручной электроконтактный «ИПР 513-3M»;
    • Дымовой «ДИП-34а-03»;
    • Ручной «ИПР 513-3АM исп.1».

Оснащению АПС подлежат следующие здания и сооружения на ТЭЦ:

— здание медпункта;

— здание химводоочистки;

— здание конденсатоочистки;

— центральный склад;

— узел нейтрализации;

— склад реагентов;

— мастерская электроцеха;

— склад электроцеха;

— водогрейная котельная;

— ремавтомастерская, контора гаража;

— цех центрального ремонта;

— склад;

— здание ОКСа;

— здание АБК;

— здание противопожарной насосной;

— здание маслоаппаратной электроцеха;

— склад карбида;

— производственные помещения участка КИПиА;

— здание мазутнонасосной;

— здание главного корпуса;

— столярная мастерская;

— экскаваторный бокс.

Этапы создания АСУТП

Фото шкафа АСУ насосов

Очередность создания АСУТП и объем каждого этапа.

Работы по созданию АСУТП состоят из 4-х основные этапов:

1 этап – научно-исследовательские работы (проводятся при необходимости).

2 этап – проектные работы, включающий следующие стадии:

− разработка и согласование с последующим утверждением Заказчиком рабочей документации (РД) на создание системы;

3 этап – ввод в действие системы включающий следующие виды работ:

− поставка оборудования включая программное обеспечение (ПО);

− строительно-монтажные работы;

− пуско-наладочные работы;

− предварительные комплексные испытания;

− опытная эксплуатация;

− приемочные испытания (сдача в постоянную эксплуатацию).

4 этап – сопровождение системы. На данном этапе выполняются работы в соответствии с гарантийными обязательствами на оборудование системы, а также работы по послегарантийному обслуживанию.

Как правило, работы по каждому этапу выполняются по отдельным договорам.

Измерительный канал АСУ

Структура измерительного канала

Под измерительным каналом (ИК) понимается последовательное соединение технических устройств (измерительных, вычислительных, связующих) — компонентов системы, выполняющих законченную функцию от восприятия измеряемой величины до получения результата ее измерения, выражаемого числом или соответствующим ему кодом (ГОСТ Р 8.596-2002).

В ИК входят все агрегатные средства измерений и линии связи от первичного измерительного преобразователя (одного или нескольких) до средства представления информации включительно.

Типовая схема ИК приведена на рисунке 1, представленном выше.

В состав измерительных каналов входят следующие типы ИК:

1.Каналы измерения физических величин:

— каналы измерения давления;

— каналы измерения температуры;

— каналы измерения расхода;

— и т.д.

2 Каналы цифро-аналогового преобразования.

Также ИК подразделяются по типу использования:

— ИК подлежит поверке (относится к СГРОЕИ);

— ИК подлежит калибровке (не относится к СГРОЕИ).

СГРОЕИ — это аббревиатура, которая означает «сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений».

Уровни доступа АСУТП

SCADA насосов

Состав, численность и квалификация персонала устанавливаются штатным расписанием и определяются исходя из применяемых технологических процессов с учётом объёмов работ по обслуживанию и ремонту оборудования. К работе с системой допускается оперативный технологический персонал, изучивший эксплуатационную документацию на АСУТП, техническую документацию, поставленную вместе с системой и другими составными частями АСУТП, прошедший курс обучения в соответствие с утверждённой программой и сдавший экзамен на право эксплуатации АСУТП.

В качестве пользователей некоторых компонентов программного обеспечения АСУТП могут выступать метрологи, специально обученный и подготовленный персонал.

В АСУТП для персонала предусматривается два уровня доступа:

− уровень оператора-машиниста;

− уровень административного доступа (инженер службы КИПиА, инженера по

сопровождению АСУТП).

Уровень доступа оператора-машиниста разрешает:

− управление основным и вспомогательным оборудованием в режимах нормальной эксплуатации, пуска, останова и в аварийных ситуациях;

− решение расчётных задач (вывод результатов расчётов по требованию на экраны мониторов и принтер);

− доступ к архивам технологических и расчётных параметров, событий и действий операторов;

− доступ к данным о состоянии оборудования и составление отчётных документов.

Уровень административного доступа (инженер службы КИПиА, инженера по сопровождению АСДУ) кроме операций доступных оператору-машинисту разрешает:

− контроль работы технических и программных средств АСУТП;

− администрирование ЛВС в части обработки информации АСУТП;

− выяснение причин сбоев в работе оборудования;

− внесение изменений в конфигурации программного обеспечения АРМ и

контроллеров;

− архивирование и документирование.

К обслуживанию АСУТП с уровнем доступа оператора или с уровнем административного доступа допускаются специалисты, прошедшие обучение, после сдачи соответствующего экзамена.

Порядок проверки знаний персонала и допуска его к работе:

Периодическая проверка знаний персоналом требований безопасной эксплуатации АСУТП происходит в сроки и согласно требованиям, установленным на объекте.

Уровень квалификации подтверждается соответствующими тестовыми экзаменами.

Персонал, выполняющий электрические работы, должен обладать соответствующими допусками. Правильное функционирование и эксплуатация АСУТП установки достигается выполнением персоналом следующих положений:

− строгое соблюдение и выполнение регламента технического обслуживания и должностных инструкций;

− знание и выполнение требований «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей», правил технической эксплуатации компонентов АСУТП;

− тщательное изучение документации технического обеспечения АСУТП, сопроводительных и эксплуатационных документов.