Автоматизированная система управления технологическими процессами котельной

Цели внедрения

АСУТП котельной предназначена для:
- автоматического управления работой котельной;
- повышения надежности работы оборудования котельной за счет всестороннего контроля его состояния, применения селективных токовых защит и частотно-регулируемых приводов;
- снижения затрат на топливо, электроэнергию и воду за счет оптимизации режимов работы котлов и применения частотно-регулируемых приводов;
- снижения затрат на ремонт оборудования за счет своевременного принятия мер по устранению неполадок, а также планирования мероприятий по их предупреждению;
- сокращения дежурного и обслуживающего персонала, уменьшение фонда оплаты труда и связанных с ним накладных расходов;
- повышения точности, достоверности и оперативности получения информации о состоянии котлового оборудования, расхода воды, пара и электроэнергии для принятия правильных управленческих решений, в том числе, в аварийных ситуациях;
- предоставления информации о состоянии оборудования дежурному персоналу котельной в удобном для восприятия виде (технологические мнемосхемы котельной с индикацией значений технологических параметров и их отклонений)
- регистрации контролируемых параметров и событий, автоматического архивирования их в базе данных, предоставления информации из базы данных в виде трендов, таблиц, диаграмм;
- расчета общих и удельных показателей работы котельной по данным приборов учета электроэнергии, воды, пара и тепла;
- автоматической регистрации действий дежурного оператора, в том числе, в аварийных ситуациях, для повышения уровня ответственности оперативного персонала;
- формирования сменных, суточных и месячных отчетов о работе котельной.

АСУТП котельной реализует следующие функции:
- измерения технологических параметров;
- технологических защит и блокировок;
- автоматического поддержания технологических параметров в заданных пределах;
- автоматического и дистанционного управления технологическим оборудованием;
- учета энергоресурсов;
- расчета технико-экономических показателей;
- работы котельной;
- представление оперативному персоналу на мониторах АРМ информации о состоянии технологического и полевого оборудования, а также о работе ПТК;
- регистрация и архивирование значений технологических параметров, работы задач АСУТП котельной, действий оператора и других событий в системе, формирование и вывод протоколов и отчетов на печать (автоматически или по запросу оператора).

АСУТП позволяет управлять оборудованием котельной:
- автоматически, с отображением хода технологического процесса на АРМ оператора
дистанционно с АРМ оператора;
- вручную по месту с местных пультов управления.
Основной вид управления — автоматический.
Система позволяет решать следующие задачи функционально-группового (автоматического) управления:
- поддержание номинальных технологических режимов;
- останов котла.
При розжиге или при другой необходимости осуществляется дистанционное управление с АРМ.

Структура

АСУТП котельной строится по двухуровневой схеме управления. Нижний уровень управления (уровень контроллеров) реализует задачи локальной автоматики: ТЗиБ, регулировок, измерения параметров, передачи их на верхний уровень управления. Верхний уровень (уровень АРМ оператора) решает задачи сбора, отображения и хранения данных, функционально-группового (ФГУ) и дистанционного управления, расчетные задачи вычисления удельных и интегральных параметров работы котельной. В АСУТП котельной входят контроллер функционального узла (КФУ) котлов (по одному на каждый котел) и общекотельного оборудования, шкаф питания и коммуникаций, автоматизированные рабочие места (АРМ) и сервер баз данных (БД) и приложений.
Управление котельной осуществляется с АРМ оператора, который для надежности дублируется в «горячем» резерве. Для обслуживания, проведения регламентных работ и настройки системы предназначен АРМ обслуживания АСУТП. Для управления потоками данных и хранения информации предназначается сервер БД и приложений.

Преимущества
- Значительное повышение надежности работы системы автоматики за счет минимизации количества реле, ключей, переключателей (замена «релейной логики» логикой аппаратно-программной) и применения современных микропроцессорных устройств и силовых переключающих элементов с неограниченным сроком службы.
- Повышение статической и динамической точности регулирования параметров котла за счет новых алгоритмов цифрового регулирования, что позволяет обеспечить значительную экономию топлива.
- Возможность полностью автоматизировать управление котлом, включая пуски и останов, за счет применения новых высоконадежных средств автоматизации.
- Передача на систему части ответственных операций, требующих точности исполнения, в частности, реализация алгоритмов автоматического планового и аварийного безударного останова котла, что позволяет повысить срок службы технологического оборудования за счет облегчения режимов пуска и останова, смены нагрузок и пр., снизить расход электроэнергии, улучшить условия труда эксплуатационного персонала.
- Возможность организации автоматического регулирования работы котельной в целом - обеспечение автоматической разгрузки и подгрузки котлов, перераспределение нагрузок между котлами при аварийном или плановом останове одного из них и т.п.
- Исключение до 10-15 км кабелей, металлоконструкций для их прокладки, затрат на проектные и монтажные работы. Уменьшение количества пультов и панелей на ЩУ и занимаемой ими площади.
- Делает более наглядным и удобным управление котлом за счет мнемосхем, отражающих технологический процесс.
- Обеспечение точного и достоверного, в режиме реального времени, учета и контроля технологических параметров котлов за счет отказа от устаревших и самопишущих приборов.
- Исключение таких негативных факторов, как изношенные средства и приборы измерений с низкими метрологическими характеристиками, ошибки при снятии и обработке показаний, низкая информативность и значительная трудоёмкость процесса обработки данных в силу их ручного сбора.
- Доступность для людей с разной степенью подготовки к работе на компьютере.
- Простота работы с архивами и широкие возможности визуализации технологического процесса, с динамизацией мнемосхем, использующей гистограммы, графические и цифровые сигнализаторы, псевдострелочные приборы, тренды.
- Защита от неправильных действий оператора и несанкционированного вмешательства в работу оборудования путем организации системы индивидуальных паролей и допусков и обеспечения диалогового режима «машина-оператор».
- Возможность осуществлять диагностику состояния технологического оборудования и предупредить развитие аварийных ситуаций.
- Возможность измерения и автоматического вычисления технико-экономических показателей работы котельной (теплопроизводительность, КПД и т.д.).
- Возможность организации подсистемы управления сетевыми насосами с использованием частотных преобразователей, что позволяет:
а) обеспечить плавный и безударный пуск электродвигателей, что увеличивает их срок службы
б) минимизировать потери, связанные с регулированием давления в сети за счет исключения запорно-регулирующей арматуры
в) существенно уменьшить эксплуатационные затраты, связанные с обслуживанием насосных агрегатов за счет исключения гидроударов и обеспечения стабильных давлений в трубопроводах сети, а следовательно, увеличения срока службы сальниковых уплотнений, а также исключение/снижение затрат на обслуживание запорно-регулирующей арматуры.
- Возможность организации подсистемы управления тяго-дутьевыми агрегатами с использованием частотных преобразователей, что позволяет:
а) повысить на 20-30 % КПД и срок эксплуатации электродвигателей
б) снизить потребленную электроэнергию на 20-30 %
в) обеспечить оптимальный режим горения топлива в топке котла, а, следовательно, на 3-5 % уменьшить потребление топлива
г) предупреждать возможные аварийные ситуации за счет обработки более 20 параметров состояния электроприводов.
- Снижение общей численности эксплуатационного персонала.
- Улучшение условий труда оперативного персонала за счет:
а) уменьшения количества контролируемых приборов (все на экране)
б) уменьшения шума и тепловыделения;
в) улучшения условий при выполнении операций (управление с клавиатуры, а не переключение ключей).
- Возможность объединения локальных АСУ ТП в единый комплекс и организации АСУ предприятия в целом

Перечень реализованных проектов
1. АСУТП цеха химводоочистки ТЭС ОАО «Омский каучук», г. Омск (проектирование, поставка, монтаж, наладка), 2005-2007 гг.
2. Автоматизация двух КНС «Омскводоканал» (разработка шкафов управления, поставка, наладка), 2005 г.
3. Автоматизация ГКНС-1 МП «УТВиВ №2» с диспетчеризацией по УКВ-радиоканалу, пос. Федоровский Сургутского района ХМАО (проектирование, поставка, монтаж, наладка), 2006 г.
4. Автоматизация вентиляции и воздушного отопления склада прохладительных напитков ООО «Леон» (проектирование, поставка, монтаж, наладка), г. Омск, 2006 г.
5. АСДУ уличным освещением МП «Горэлетросеть», г. Железногорск Красноярского края (разработка, поставка, монтаж, наладка), 2006-2007 гг.
6. Автоматизация трех КНС «ОмскВодоканал» (разработка шкафов управления, поставка, наладка), 2007г.
7. АСКУЭ пос. Троица, Белогорье, Вата (проектирование), ХМАО, 2007 г.
8. Автоматизация котельной пос. Загородный Омской обл. (проектирование), 2007 г.
9. Автоматизация системы вентиляции ТОК «Маяк-2» (проектирование), г. Омск, 2007 г.
10. Монтаж ПТК АСУТП к/а №21 ТЭЦ СХК (монтажные работы), г. Северск, 2007 г.
11. Диспетчеризация котельной 0,4 МВт ООО «Леон» (проектирование, поставка, монтаж, наладка), г. Омск, 2007 г.
12. Диспетчеризация шести КНС МУП «Коммунальник» (проектирование, поставка, монтаж, наладка), г. Советский ХМАО, 2007-2008 г.
13. Монтаж ПТК АСУТП к/а №5 ТЭЦ СХК (монтажные работы), г. Северск, 2007-2008 г.
14. Автоматизация установки синтеза смолы ООО «Центр Сибтранскомплектация» (проектирование, поставка), г. Омск, 2007-2008 г.
15. Монтаж ПТК АСУТП к/а №16 ТЭЦ СХК (монтажные работы), г. Северск, 2008 г.
16. Наладка полевого уровня ПТК АСУТП к/а №16 ТЭЦ СХК, г. Северск, 2008 г.
17. Автоматизированная информационная система печей сушки и обжига КСМ «Сибирский железобетон» (проектирование), г. Омск, 2008 г.
18. Автоматизация КНС-26 «ОмскВодоканал» (разработка шкафов управления, поставка, наладка), 2008 г.
19. АСУТП центральной угольной котельной станции Боготол (поставка оборудования, шеф-монтаж, пусконаладка, сдача в промышленную эксплуатацию), ст.Боготол, 2008-2009 г.
20. АСУТП угольной котельной станции Иланская (поставка оборудования, шеф-монтаж, пусконаладка, сдача в промышленную эксплуатацию), ст.Иланская, 2009 г.