Разработка и внедрение АСУТП энергоблока №2 180/210 МВт Челябинской ТЭЦ-3

Общие сведения:

Комплекс работ по достройке и вводу в эксплуатацию энергоблока выполнялся с 2006 года на условиях генподряда ЗАО «КВАРЦ-Западная Сибирь». До начала работ в 2006 года блок строился с 1998 года, превратившись в «долгострой».

Заказчиком строительства выступило ОАО «Фортум» (ранее - ОАО «ТГК-10»). Установленная мощность электростанций ОАО «Фортум» по электроэнергии составляет 3129 МВт, по тепловой энергии - 14675 Гкал/час.

На ЗАО «Инженерный центр «Уралтехэнерго» была возложена ответственность за разработку и внедрение АСУТП, в том числе за анализ проектно-сметной документации АСУТП, разработку и наладку технологических алгоритмов, комплекс демонтажных, монтажных и пуско-наладочных работ, комплексные испытания и сдачу готовой системы управления в опытную и промышленную эксплуатацию.

Поставка программно-технического комплекса (ПТК) «Ovation» (производство фирмы Emerson Process Management, США) для АСУТП выполнена ООО «Эмерсон» (г. Москва).

Работы, выполненные Компанией:

Предпроектное обследование, разработка базы данных, согласование задания поставщику ПТК и проектной организации, разработка алгоритмов (кроме регуляторов группы КРМ-ТРМ), разработка видеограмм, обучение персонала Заказчика технологическим функциям АСУТП, наладка алгоритмов (в том числе режимная), общая координация работ.

Сведения об объекте:

Челябинская ТЭЦ-3 входит в состав ОАО «Фортум» (ранее - ОАО «ТГК-10»). Установленная мощность ТЭЦ-3 по электроэнергии сейчас составляет 360 МВт, по теплу - 1092 Гкал/ч. С пуском второго блока годовая выработка тепловой и электрической энергии составляет около 2,4 млн. Гкал тепловой и 4,3 млрд. кВтч электрической энергии в год соответственно. Станция имеет в своем составе  два теплофикационных блока (№1, 2) с турбинами Т-180/210 и котлами ТПГЕ-215 и 6 водогрейных котлов (ПТВМ-180 и КВГМ-180). ТЭЦ-3 является самой молодой электростанцией России и одним из основных источников тепло- и электроснабжения города Челябинска и области.

Энергоблок №2 Челябинской ТЭЦ-3 имеет в своем составе следующее основное оборудование:

• котлоагрегат Еп-670-13,8-545 ГКТ (ТПГЕ-215) производства АО «Красный котельщик» (г. Таганрог), имеющий Т-образную компоновку, топка оборудована 16 горелками, с газовыми блоками БГ-8 производства «АМАКС». Паропроизводительность котла - 670 т/час, давление свежего пара - 140 кгс/см2, температура свежего пара / пара промперегрева - 545/545 °C. Основное и резервное топливо - природный газ;
• турбина Т-180/210-130-1 ПО «Ленинградский Металлический Завод» (г. Санкт-Петербург)  с двумя регулируемыми теплофикационными отборами. Давление свежего пара - 130 кгс/см2, температура свежего пара / пара промперегрева - 540/540 °C, номинальный расход пара - 656 т/ч, номинальная мощность - 180 МВт, номинальная тепловая мощность - 260 Гкал/ч;
• турбогенератор типа ТВВ-220-2 синхронный трехфазный АО «Электросила» (г. Санкт-Петербург) с водородно-водяным охлаждением.

Объем работ и основные технические решения:

Основной особенностью проекта блока в части АСУТП была необходимость его пересмотра после более чем десятилетнего «долгостроя». Потребовалась кардинальная переработка проекта в связи с решением о применении современного микропроцессорного ПТК. Серьезно изменились производимые в России комплектные низковольтные устройства, сборки задвижек. Кроме того, к моменту «реанимации» проекта появились новые требования руководящих документов по объему контроля и управления, по объему оснащения резервными средствами управления  и т.п. Для реализации логики технологических защит «2 из 3» предусмотрена установка дополнительных датчиков. По требованию Заказчика все замеры, участвующие в алгоритмах автоматических регуляторов, были продублированы.

Для возможности диагностирования состояния измерений давления, уровня, расхода выбраны датчики с выходным унифицированным сигналом 4-20 мА.

В качестве средства виброконтроля выбран комплект аппаратуры контроля механических величин и вибрации турбоагрегата «Вибробит-200». Защитные аналоговые сигналы измерения вибрации введены в ПТК физическими линиями связи с организацией логики срабатывания защит в ПТК АСУТП «Ovation». Остальные сигналы заведены по ЛВС (через OPC-сервер).

Объём проложенного кабеля составил около 250 км.

Произведена реконструкция помещений БЩУ, включая строительную часть, системы вентиляции и кондиционирования, пожарной сигнализации и пожаротушения первого блока.

В качестве аппаратных средств для автоматизации энергоблока выбран программно-технический комплекс «Ovation» разработки и производства фирмы Emerson Process Management (США).

В состав ПТК входят расположенные в двух помещениях сборок задвижек (котла и турбины): 9 контроллерных стоек (включающих дублированные контроллеры) со шкафами расширения, 4 шкафа промреле, 2 агрегата бесперебойного питания, устройства системы единого времени, две сетевые стойки, дублированная ЛВС. В оперативном контуре БЩУ и серверной находятся 8 АРМ в обычном исполнении, архивный сервер, шлюз для связи с общестанционной АСУТП и аппаратурой «Вибробит», 2 сетевых принтера, пульт аварийного управления, пульты операторов и инженеров, система отображения коллективного пользования (видеокуб диагональю 70 дюймов).

В рамках проекта реализована полномасштабная управляющая АСУТП, охватывающая собой все технологические узлы энергоблока за исключением электротехнической части. Связи с АСУТП электротехнической части реализованы на уровне физических проводных соединений.

В качестве аварийных средств управления (на случай полного отказа ПТК) реализован трехсекционный аварийный пульт управления (АПУ), находящийся в оперативном контуре БЩУ.

Дублирующие средства контроля и управления (местные щиты управления) предусмотрены только для управления газовыми горелками. Все электродвигатели оснащены кнопками аварийного отключения, сигналы о нажатии которых поступают в ПТК.

Объём объектов контроля и управления ПТК:

• входные аналоговые сигналы (0-5 мА, 4-20 мА, ТХА, ТСМ, ТСП) - 1555;
• входные дискретные сигналы (=24 В, ~220 В, =220 В), без учёта арматуры и МСН - 564;
• выходные дискретные сигналы (=24 В, ~220 В, =220 В), без учёта арматуры и МСН - 60;
• задвижки - 235;
• соленоидные клапаны - 101;
• регулирующие клапаны - 133;
• двигатели - 56.

Общее количество задействованных каналов ПТК:

• входные аналоговые - 1555;
• входные дискретные - 2466;
• выходные дискретные - 1013;
• выходные аналоговые - 6. 

В АСУТП реализованы технологические защиты, блокировки, авторегулирование, ФГУ (шаговые программы), технологическая сигнализация, технологические видеограммы.

Общее количество основных алгоритмов и видеограмм, разработанных Компанией и реализованных в АСУТП, составляет:

• видеограмм - 120;
• технологических защит - 163;
• технологических блокировок (по узлам) - 55;
• авторегулирования - 99;
• технологической сигнализации (по групповым табло) - 173;
• расчетных параметров - 264;
• шаговых программ - 42.

На стадии наладки и опытной эксплуатации АСУТП было проведено технологическое обучение персонала КТЦ, ЦТАИ, ХЦ. Обучение прошел весь задействованный в эксплуатации энергоблока персонал.

Результат:

Заказчик получил полномасштабную систему управления, обладающую достаточной степенью надежности для управления энергоблоком 210 МВт. Пуск энергоблока выполнен с опережением контрактных сроков.

Страница: 1