Технический проект теплового контроля, автоматического регулирования и управления котельной с пятью водогрейными котлами КВ-ФО-52,2(45)-155ВЦКС

1.       Автоматизация

1.1     Общая часть

Настоящая часть проекта содержит технический проект теплового контроля, автоматического регулирования и управления котельной с пятью водогрейными котлами КВ-ФО-52,2(45)-155ВЦКС.

Топливом для котельной служит каменный уголь марки «Д» Кузнецкого угольного бассейна.

Проект содержит основные решения по оснащению средствами контроля, управления и автоматизации технологического оборудования котельной в объеме, достаточном для надежной, экономичной и безаварийной ее эксплуатации, а также обеспечивающем возможность анализа работы оборудования и проведения операций как для внутрипроизводственного, так и для коммерческого учетов расхода энергоресурсов и энергоносителей.

Проект выполнен в соответствии с требованиями СНиП II-35-76 «Котельные установки», ПБ 10-574-03 «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов», а также с учетом требований СНиП 3.05.07-85 «Системы автоматизации».

Комплект средств управления работой котлов и оборудования котельной в рабочем режиме и в аварийных ситуациях работает с датчиками, электрическими исполнительными механизмами и выполняет следующие функции:

-         отображение оперативной информации в виде мнемосхем;

-         автоматическое регулирование основных технологических параметров;

-         автоматическую защитную блокировку электроприводов;

-         автоматическую технологическую защиту, отключающую топливоподающие и тягодутьевые устройства при нарушении работы котлов;

-         рабочую, технологическую и аварийную сигнализацию и протоколирование действий защит и блокировок;

-         дистанционное управление запорно-регулирующей арматурой, исполнительными механизмами и электроприводами оборудования;

-         архивацию данных и их представление в виде графиков, трендов с возможностью просмотра аварийных срезов;

-         протоколирование и архивацию событий, операций, действий.

В качестве элементной базы комплекта использованы промышленные контроллеры фирмы «Schneider Electric» серии "Modicon TSX Quantum" с «горячим» резервированием, сенсорные графические панели «Schneider Electric Magelis».

Для хранения архивных данных используется выделенный сервер с установленным на нем пакетом IndustrialSQLServer. Указанный сервер также осуществляет сбор информации от программируемых контроллеров при помощи технологии OPC (OFS-сервера производства компании «Schneider Electric»).

АРМ начальника котельной выполнен на отдельном персональном компьютере промышленного исполнения с установленной на нем SCADA-системой InTouchFactoryFocusверсии не ниже 9.5 и пакета для работы с архивными данными ActiveFactoryверсии не ниже 9.1 (производство компании «Wonderware», США).

В структуре автоматизированной системы управления котельной (документ 95366554.3443А.0707П.С1 Схема структурная комплекса технических средств) можно выделить 8 самостоятельных технологических комплексов, для каждого из которых предусмотрен отдельный шкаф управления:

- 5 комплексов управления котлоагрегатами (шкафы  ШУ 1 - ШУ 5);

- комплекс управления общекотельными механизмами (шкаф ШУ 6);

- комплекс управления топливоподачей и золошлакоудалением (шкаф ШУ 7);

- комплекс управления оборудованием тепляка (шкаф ШУ 8).

Для уменьшения длины кабелей межшкафных соединений  шкафы управления располагаются рядом с силовыми шкафами. Для каждого комплекса на пульте управления устанавливается переключатель выбора режимов "местный/дистанция (автомат)" и колонна светозвуковой сигнализации.

Кроме того, на пульте предусмотрены 3 панели "Magelis XBT GT6330", позволяющие отображать информацию о работе всех технологических комплексов и взаимно резервировать друг друга.

Для обеспечения бесперебойной работы оборудования котельной предусматривается "горячее" резервирование программируемого контроллера комплекса управления общекотельными механизмами.

Для местного управления котлами при растопке и для выполнения пуско-наладочных работ по фронту котлов предусматривается установка индивидуальных сенсорных панелей «Schneider Electric Magelis XBT GT6330»(шкафы ШУ 1.1 - ШУ 5.1).

На каждом из шкафов местного управления устанавливаются также кнопки аварийного останова соответствующего технологического комплекса.

Связь контроллеров между собой, с сенсорными панелями и сервером осуществляется при помощи Ethernet IEEE 802/310 BaseT, протокол Modbus.

Предусмотрена гальваническая развязка дискретных входов-выходов контроллеров, защита аналоговых входов от перегрузок и аналоговых выходов от короткого замыкания.

Подключение контроллеров и панелей к электропитанию  осуществляется по трехпроводной схеме.  Для  обеспечения бесперебойного питания используются ИБП.

Шкафы управления имеют  исполнение IP54. Обеспечение необходимого температурного режима производится при помощи внутришкафной вентиляции.

Регулирование технологических процессов реализовано программным способом при помощи регуляторов на  промышленных контроллерах «Schneider Electric», электрических исполнительных механизмов и частотных электроприводов импортного производства.

Частотные преобразователи подключаются к программируемым контроллерам посредством интерфейса RS 485.

Программирование контроллеров осуществляется при помощи системы "Shneider Electric Unity Pro XL", графических панелей - при помощи пакета "Shneider Electric Vijeo Designer".

1.2     Теплотехнический контроль

Теплотехнический контроль реализован в соответствии со следующими принципами:

          а) параметры, наблюдение за которыми необходимо для правильного ведения технологического процесса и осуществления предпусковых операций, отображаются на панели в режиме реального времени;

          б) параметры, учет которых необходим для коммерческих расчетов или анализа работы оборудования, архивируются и представляются в виде графиков и трендов;

          в) параметры, изменение которых может привести к аварийному состоянию оборудования, дополнительно контролируются световой и звуковой сигнализацией.

1.3 Автоматическое регулирование

Для котлов предусмотрен базовый режим работы с теплопроизводительностью, обеспечивающей заданную (155  ºС) температуру воды на выходе из котла. Постоянная температура воды на выходе из котла поддерживается регулятором подачи топлива, воздействующего на частотные преобразователи и синхронно изменяющего число оборотов двигателей питателя угля и привода колосниковой решетки.