Комплексная АСУТП турбоагрегатов 8,9 и котлоагрегатов 12,14 Барнаульской ТЭЦ-2

В 2013 году Модульные Системы Торнадо совместно с инжиниринговым центром ЗАО «Сибирский ЭНТЦ» выполнили стадию проект в рамках технического перевооружения блоков № 8,9 Барнаульской ТЭЦ-2.

Объектами автоматизации являются пылегазовые котлоагрегаты БКЗ-210-140Ф ст. №12,14 Барнаульской ТЭЦ-2 и теплофикационные турбины типа Т-60/65-130-2М, генератор типа ТВФ-63-2ЕУ3 с системой возбуждения, вспомогательное оборудование турбин.

Общие сведения о системе

Система выполнена как технически распределенная система, реализующая принцип централизованного автоматизированного контроля и управления турбоагрегатами с группового щита управления турбинами (ГрЩУ) при участии оперативного персонала. Система выполняется автоматизированной, то есть предусматривает работу технических средств управления под контролем и при участии персонала.

Центральной частью АСУТП является программно-технический комплекс (ПТК), который включает в себя программируемые средства автоматизации и другие средства вычислительной техники.

Автоматизированные пуск и эксплуатация турбоагрегатов при неработающем ПТК не предусмотрены.

Для безаварийного останова турбоагрегатов при отказе АСУТП в системе предусматривается аварийный пульт управления (АПУ) на локальных средствах контроля и управления, который должен соответствовать требованиям РД 153-34.1-35.523-2002.

Система имеет деление, учитывающее специфику технологического объекта управления. Объекты управления условно делятся на функциональные узлы, которые характеризуются относительной автономией технологических задач, выполняемых ими.

По каждому функциональному узлу выполнена отдельная схема автоматизации с соответствующей ей частью спецификации датчиков и исполнительных устройств. Структура алгоритмов управления учитывает разграничение функциональных узлов. Это создает модульную структуру системы с хорошей обозримостью технических средств, алгоритмов управления и способов общения персонала с системой. Этим также достигается упрощение наладки, освоения системы персоналом и последующей эксплуатации.

В системе реализован принцип однократного ввода сигнала и многократного его использования, как информационными задачами, так и задачами управления. Исключением из этого правила являются технологические защиты, где ввод информации осуществляется больше, чем один раз, в соответствии с алгоритмами защит и принципом дублирования защит, выполняющих останов турбоагрегатов.

Весь ПТК системы выполнен на базе микропроцессорных технических средств, надёжность которых удовлетворяет требованиям к надежности технологических защит (реализация технологических защит является задачей высшего приоритета). При этом средства, на которых реализуются технологические защиты отключения турбоагрегатов, полностью дублируются. Такая реализация системы обеспечивает унификацию решений и повышение надёжности системы в целом.

Проектируемая АСУТП условно делится на три подсистемы:

• 1. Нижний уровень (управляющая);
• 2. Верхний уровень (информационная);
• 3. Полевой уровень (датчики, исполнительные механизмы и пр.).

Показатели надежности системы

Среднее время наработки на отказ процессорных устройств и модулей распределенного ввода-вывода, входящих в состав ПТК, с учетом технического обслуживания, регламентированного инструкцией по эксплуатации, составляет не менее 150000 часов для систем с применением резервирования.

Среднее время восстановления работоспособного состояния процессорных устройств и модулей распределенного ввода-вывода, входящих в состав ПТК, не более 1 часа.

Срок службы базовых элементов ПТК (оборудование шкафов контроллеров и шкафов серверов питания и коммуникаций, за исключением размещенных в нем заменяемых узлов) – не менее 10 лет. Срок службы заменяемых узлов: компьютеров верхнего уровня – не менее 5 лет, батарей ИБП – не менее 3 лет, манипуляторов мышь – 1 год. Срок службы ПТК должен составлять не менее 10 лет, в течение которого производится замена элементов, не относящихся к базовым. Среднее время наработки на отказ устройств верхнего уровня ПТК (АРМ, сервера) с учетом соблюдения правил эксплуатации, регламентированных инструкциями, составляет не менее 14000 часов.

Значение коэффициента готовности ПТК – не менее 0,996, а для систем с применением резервирования – не менее 0,999.

Показатели надежности системы приведены в таблице

Показателями аппаратной надежности микропроцессорных устройств (МПУ) технологических защит (ТЗ) являются:

• а) вероятность несрабатывания защиты при запросе;
• б) вероятность ложного срабатывания.

Требования к надежности отдельной ТЗ определяются принадлежностью данной ТЗ к той или иной группе: А или Б.

К группе А относятся защиты, срабатывающие в аварийных ситуациях, создающих опасность для жизни персонала и сохранности оборудования.

Защиты группы Б срабатывают в аварийных ситуациях, создающих опасность повреждения оборудования или сокращения его ресурса.

Для каждой защиты, реализуемой в микропроцессорных устройствах (МПУ), рассматриваются отказы:

• - критический – приводящий к несрабатыванию при запросе хотя бы одного из особо важных в технологическом отношении исполнительных органов данной защиты;
• - некритический – приводящий к несрабатыванию любого из исполнительных органов рассматриваемой защиты, не являющегося особо важным.

Среднее время устранения неисправности, обнаруженной средствами диагностики, для технологических защит – не более 2 час. В приведены показатели аппаратной надежности технологических защит, реализованных в АСУТП (на одну ТЗ).

Защиты, реализуемые в МПУ ТЗ	Вероятность несрабатывания при запросе, не более		Параметр потока ложных срабатываний,
	Критический отказ	Некритический отказ	1/год, не более
1. Группа А	0,002	0,01	0,02
2. Группа Б	0,007	0,03	0,05

Показатель суммарного потока ложных срабатываний для всех технологических защит группы А не превышает 0,05/год, группы Б - 0,15/год.

Структурная надежность системы

Система должна обеспечить поддержание проектных функций контроля и управления турбоагрегатами в полном объёме при отказе следующих компонентов ПТК:

• - одного из модулей, реализующих функции защит;
• - одного коммутаторов сети Ethernet;
• - одного из серверов баз данных;
• - одной из рабочих станций, образующих АРМ машинистов турбоагрегатов;
• - одного из вторичных источников питания любого напряжения в каждом контроллере;
• - одного из источников бесперебойного питания (ИБП).

Также создаваемая система обеспечивает поддержание проектных функций управления турбоагрегатами при потере электропитания 220VAC шкафов контроллеров или шкафов электропитания верхнего уровня ПТК.

Назад в раздел