Модернизация АСУТП энергоблока №16 210 МВт Сургутской ГРЭС-1

Общие сведения:

Комплекс работ по модернизации АСУТП включал: разработку проектно-сметной документации АСУТП, разработку технологических алгоритмов, комплектацию и поставку оборудования и материалов по проектным спецификациям, комплекс демонтажных, монтажных и пуско-наладочных работ, комплексные испытания, метрологическую аттестацию измерительных каналов и сдачу готовой системы управления в опытную и промышленную эксплуатацию.

Разработка и поставка программно-технического комплекса (ПТК) ТПТС51 (Teleperm ME) для АСУТП выполнена ЗАО «Интеравтоматика» (г. Москва).

Сроки разработки и внедрения АСУТП: начало проектирования - октябрь 2001 г. / пуск энергоблока и ввод АСУТП в опытную эксплуатацию - ноябрь 2002 г. / сдача АСУТП в промышленную эксплуатацию - ноябрь 2003 г.

Работы, выполненные Компанией:

Предпроектное обследование, разработка концепции автоматизации и технического задания на АСУТП, разработка базы данных, задание поставщику ПТК, задание проектной организации, разработка алгоритмов и видеограмм, обучение персонала Заказчика, наладка алгоритмов (в т.ч. режимная), общая координация работ, техническое руководство проектом.

Сведения об объекте:

Сургутская ГРЭС-1 - одна из крупнейших тепловых электростанций России, её установленная мощность составляет 3300 МВт. В работе находятся 16 энергоблоков, в т.ч. 14 блоков с конденсационными турбинами мощностью по 210 МВт каждый и 2 блока с теплофикационными турбинами типа Т-180. Топливо - газ.

Энергоблок №16 Сургутской ГРЭС-1 введен в действие в 1983 году, в его состав входит следующее основное оборудование:

  • котлоагрегат ТГ-104 (модель ЕП-670/140Г), барабанный, оснащён 12-ю горелками, предназначенными для сжигания природного газа и дизельного топлива. В процессе модернизации по проекту АСУТП произведена реконструкция горелок с установкой блоков газовых клапанов горелок «Амакс»;
  • турбина К-210-130-3 ПО «Ленинградский Металлический Завод»;
  • генератор типа ТВВ-200-2А мощностью 200 МВт ПО «Электросила» с тиристорным возбуждением, водородным охлаждением обмотки ротора и водяным охлаждением обмотки статора;
  • трансформатор типа ТДЦ-250000/500 мощностью 250000 кВА.

Запроектированная в 60-х годах приборная система контроля и управления энергоблока с применением регулирующих приборов «Протар» и технологическими защитами, выполненными на унифицированном комплексе технических средств УКТЗ-М, со временем была дополнена информационно-вычислительной подсистемой (ИВС) дна базе вычислительных средств СМ-2М НПО «Импульс» (Северодонецк).

Посты управления энергоблоком и большая часть шкафов автоматизации проектной системы управления размещены в помещении БЩУ (общем на 2 блока) в деаэраторном отделении главного корпуса. Помимо БЩУ средства контроля и управления размещены на 22 местных щитах управления в цехах около оборудования.

Объем работ и основные технические решения:

Демонтированы оперативные пульты и панели БЩУ, большая часть панелей и шкафов автоматизации на БЩУ, вторичные приборы. Местные щиты частично демонтированы или использованы в качестве шкафов промежуточных клеммников, другие подверглись реконструкции.

Произведена замена наиболее проблемных с точки зрения управления процессом 14 регулирующих клапанов новыми клапанами производства НПО «Флейм», установлено 78 единиц арматуры с электроприводом взамен «ручной». Заменено около 20 исполнительных механизмов регулирующих клапанов, не удовлетворяющих требованиям эксплуатации.

Для возможности диагностирования состояния датчики давления, уровня, расхода с выходным с унифицированным сигналом 0-5 мА заменены на датчики с сигналом 4-20 мА. В соответствии с требованиями руководящих документов для реализации логики «2 из 3» выполнена установка дополнительных датчиков, участвующих в схемах технологических защит. Расширен парк приборов автоматического хим. контроля и газового анализа для приведения в соответствие с действующими нормами. Всего новых датчиков с унифицированным токовым сигналом, температурных и дискретных установлено в количестве 294, 50 и 28 соответственно. Кроме того, заменен комплект аппаратуры контроля механических величин и вибрации турбоагрегата на аппаратуру «ЛМЗ-97» производства АОЗТ «Энергоприбор» (Санкт-Петербург).

Потоки и направления кабеля, подлежащего демонтажу и замене, как не соответствующие техническим требованиям или действующим нормам, были определёны при предпроектном обследовании с учетом требований Заказчика и в связи с перекомпоновкой БЩУ, повлекшей перенос на новые места шкафов, остающихся в работе после модернизации. Кабели, подключённые к шкафам автоматизации, оставшимся в работе, а также кабели управления от сборок питания до приводов исполнительных механизмов были сохранены. Общее количество вновь проложенного контрольного кабеля 105 км.

Произведена реконструкция помещений блочного щита управления, включая помещения постов оперативного управления энергоблоком, помещений технических средств ПТК. Реконструкции подверглись интерьеры, строительная часть, системы вентиляции и кондиционирования, пожарной сигнализации и пожаротушения. Для исключения попадания протечек с верхних отметок деаэраторного отделения на аппаратуру ПТК в строительной части проекта модернизации выполнена система сбора и отвода протечек (кровля-шатёр под перекрытиями над БЩУ).

В качестве аппаратных средств для автоматизации энергоблока использован программно-технический комплекс ТПТС51 (Teleperm ME) поставки ЗАО «Интеравтоматика» (г. Москва).

В состав ПТК входят 9 контроллерных стоек AS220EA, 10 шкафов промреле для стыковки со схемами управления приводов механизмов, 5 кроссовых шкафов, 4 агрегата бесперебойного питания, устройства системы единого времени, дублированная ЛВС, информационно-управляющие станции OM650 с четырьмя оперативными дисплеями машиниста энергоблока и двумя дисплеями старшего машиниста, инженерная станция ES680, сетевая стойка, шлюз для связи с общестанционной АСУТП, два принтера, пульт операторов, пульт аварийного управления и пульт электриков.

Полномасштабная управляющая АСУТП охватывает собой все технологические узлы энергоблока. Дублирующих средств контроля и управления не предусматривается. Пульт аварийного управления предназначен для размещения минимального количества физических ключей и приборов, позволяющих безаварийно остановить блок при полном отказе программно-технических средств управления.

Объём контроля и управления по проекту АСУТП блока 210 МВт характеризуют следующие данные:

  • входные аналоговые сигналы (0-5 мА, 4-20 мА, -5-0-5 мА, гр. ХА, ХК, ТСМ, ТСП) - 1155;
  • входные дискретные сигналы (=24 В, ~220 В, =220 В), без учета сигналов от исполнительных механизмов - 485;
  • задвижек - 234;
  • электромагнитных клапанов - 62;
  • регулирующих клапанов, шиберов - 90;
  • двигателей, механизмов - 41;
  • электрических выключателей - 17.

Общее количество объектов контроля и управления ПТК АСУТП энергоблока - 3275

В АСУТП реализованы технологические защиты, блокировки, авторегулирование, ФГУ (шаговые программы), расчётные задачи, технологическая сигнализация и т.д. АСУТП обеспечивает эффективную эксплуатацию технологического оборудования при его работе в номинальном режиме, при плановых остановах, пусках из различных тепловых состояний по различным технологиям пуска, а также при аварийных ситуациях. В АСУТП реализовано всережимное авторегулирование, включая регулирование частоты и мощности энергоблока. Реализованы шаговые программы по пуску всех технологических узлов и энергоблока в целом, в т.ч. шаговые программы по пуску вспомогательного оборудования, развороту тяго-дутьевых механизмов газо-воздушного тракта и растопке котла, прогреву и развороту турбины, программаторы нагружения, температуры свежего пара и пара промперегрева.

Общее количество основных алгоритмов, реализованных в АСУТП:

  • технологических защит - 179;
  • авторегулирования - 74;
  • шаговых программ - 74;
  • видеограмм - 212.

В процессе разработки и внедрения АСУТП было проведено двухэтапное обучение персонала КТЦ, ЭЦ, ЦТАИ, Это существенно упростило для персонала Заказчика освоение новой системы управления, обеспечило возможность уже первого пуска энергоблока с использованием алгоритмов функционально-группового управления.

Результат:

Заказчик получил современную надёжную полномасштабную систему управления, позволившую выйти на принципиально новый уровень автоматизации энергоблока во всех режимах его работы.

Все работы на площадке выполнены в нормативные сроки планового капитального ремонта энергоблока.