Mobirise Website Builder



Система автоматического регулирования паровой турбины




Назначение и функции САР турбоагрегата.


Система предназначена для выполнения функций регулирования паровой турбины, являющейся приводом генератора.


САР обеспечивает:


• измерение и постоянный контроль технологических параметров, сбор и обработку информации в контроллере, получаемой через модули ввода;

• автоматическое регулирование (поддержание) заданной частоты вращения ротора турбогенератора/турбины и возможность изменения частоты вращения в режиме пуска турбогенератора/турбины;

• автоматическое регулирование (поддержание) заданной электрической мощности;

• защиту турбины по предельным оборотам;

• изменение режимов работы турбины;

• выполнение нормального автоматического останова турбогенератора;

• выполнение аварийного автоматического останова турбогенератора;

• диагностику и самодиагностику комплекса технических средств;

• предоставление возможности оператору устанавливать задание по регулируемому параметру; изменение задания и режимов работы агрегата с фиксацией действий оператора в журнале событий;

• предоставление возможности осуществлять настройку параметров системы управления, регулирования и защиты со станции оператора;

• проведение проверки достоверности входных сигналов и сохранение работоспособности системы при отказах датчиков. При обнаружении недостоверного входного сигнала управляющее воздействие для данного параметра замораживается на предыдущем уровне (либо включается согласованная с Заказчиком ”стратегия выживания” с оповещением оператора о возникшей неисправности).

Функции САР

САР турбины выполняет функции, которые могут быть классифицированы следующим образом:

• функции регулирования и ограничения работы приводной турбины и электрогенератора;

• функции защиты турбины;

• сервисные функции САР турбины;

• информационные функции.


Функции регулирования и ограничения САР:


• При работе генератора :

 в автономной сети - регулирование и поддержание заданной частоты вращения турбины по астатической характеристике. 

 общей электросети «бесконечной мощности» - поддержания электрической (активной) мощности генератора по закону статического регулирования с заданным коэффициентом статизма;

• Обеспечение устойчивого поддержания частоты вращения на холостом ходу и при одиночной работе и плавного ее изменения;

• Поддержание давления пара в отборе;

• Ограничение частоты вращения турбины ниже уровня настройки срабатывания автомата безопасности при мгновенном сбросе до нуля электрической нагрузки;

• Ограничение параметров, подлежащих ограничению, включая скорость набора нагрузки и давление пара в камере отбора;

• Автоматическая «разгрузка» турбины по давлению острого пара (при необходимости);

• Автоматический переход с поддержания регулируемого параметра на предельное регулирование ограничиваемого параметра и автоматический возврат на поддержание регулируемого параметра после возвращения значения ограничиваемого параметра в допустимые пределы;

• Автоматический переход в режим ограничения, если в режиме ручного управления один из ограничиваемых параметров достиг уставки ограничения (предотвращение ошибок оператора);

• Обеспечение всех допустимых режимов работы турбины (при учёте необходимых ограничений);

• Включение и отключение отбора пара под нагрузкой без изменения других регулируемых параметров;

• Использование ПИД-алгоритмов регулирования и ограничения;

• Ограничение темпа нагружения и разгружения турбины (игнорируемое при необходимости эффективного ограничения частоты вращения).


Функции управления и защиты САР:


• Прием от станционной АСУ ТП заданий по величинам регулируемых и ограничиваемых параметров по цифровым и аналоговым каналам.

• Выдача аварийных сигналов при превышении предельно допустимой частоты вращения и предельно допустимого давления в отборе.

• Автоматизация режимов пуска и останова турбины. "Разворот" ротора по команде от системы автоматизации турбины с соблюдением заданных скоростей повышения частоты вращения и временных выдержек в зависимости от теплового состояния турбины. Предотвращение зависания ротора на критических частотах вращения.

• Выполнение при пуске следующих операций:

 поддержание согласно Инструкции заказчика заданных частот вращения и выдержек времени при прогреве турбины,

 быстрый безостановочный проход зон критических частот вращения ротора, с недопущением “зависания” в этих зонах как при автоматических, так и при ручных пусках,

 автоматическая точная синхронизация генератора по сигналам от системы автоматизации,

 прерывание пуска по команде Оператора.

• Сохранение работоспособности при отказах датчиков с автоматическим переходом в заранее заданный режим («стратегии выживания»).


Сервисные функции САР турбины:


• Постоянное самотестирование микропроцессорной части САР с сигнализацией места и характера выявленного отказа.

• Диагностика исправности входных каналов (включая полевые источники информации).

• Диагностика исправности модулей связи.

• Непрерывный контроль достоверности входных сигналов с сигнализацией их недостоверности и соответствующей маркировкой недостоверного сигнала.

• Непрерывный контроль выполнения команд управления, формируемых САР, с сигнализацией при их невыполнении.

• Возможность прямого доступа на стоящей турбине и под нагрузкой к параметрам конфигурации и настройки функциональных модулей САР;

• Линеаризация статической характеристики.

• Конфигурирование, настройка, реконфигурирование и перенастройка САР турбоустановки на объекте внедрения с контролем уровня доступа, ограничением допустимого диапазона изменения параметров, регистрацией изменений и предотвращением несанкционированного доступа к САР турбоустановки.

• Возможность расширения функций САР.


Информационные функции:


• Непрерывное отображение оперативной информации о режимных параметрах турбоагрегата и технологическом процессе на мониторах станции оператора в виде экранов с мнемосхемами, таблицами, трендами, отображение текущих положений регулирующих органов, положений исполнительных механизмов и регулирующих органов, физических значений параметров процесса.

• Выдача аварийной, предупредительной и технологической сигнализации о режиме работы, параметрах режима и состоянии оборудования на станции Оператора (станции контроля и управления).

• Контроль уровня доступа при выполнении различных команд управления режимом работы турбины, задаваемых на станции контроля и управления.

• Настройка параметров системы управления, регулирования и защиты (начало и конец шкалы, нижняя и верхняя граница предупредительной и аварийной сигнализации, настроечные параметры регуляторов) со станции оператора в простом и доступном виде, причем изменение, в случае необходимости, параметров (уставок) защиты возможно при наличии соответствующего уровня доступа к исполняемой программе контроллера Системы.

• Система обладает возможностью интеграции со станционной АСУ ТП по физическим аналоговым и дискретным каналам, а также по интерфейсным цифровым каналам.

• Обмен информацией, при необходимости, с системами управления верхнего уровня через порты последовательной связи с использованием стандарта ОРС - Ole for Process Control.

• Автоматическая регистрация в журнале событий отклонений технологических параметров от установленных границ (регламентных норм), изменений параметров работы турбоагрегата при появлении критического события.

• Автоматическое формирование массивов ретроспективной информации в виде непрерывно обновляемых файлов.

• Просмотр трендов физических параметров агрегата во времени.

• Представление, регистрация и архивирование информации о пусках, нагружениях, стационарных режимах, разгружениях и остановах.

• Учет наработки турбоагрегата, количество пусков и остановов;

• Печать журнала событий по команде оператора, возможность распечатки видеокадров экрана, базы данных, архивы в виде таблиц и трендов.

• Автоматический контроль выполнения всех команд управления и регулирования, формируемых САР.

• Автоматическая диагностика и самодиагностика комплекса технических средств, обнаружение неисправности отдельных функциональных узлов, модулей и блоков САР, линий связи и измерительных преобразователей.



Принципы работы системы САР



Основными задачами, выполняемыми САР турбоустановки, являются:


• регулирование и поддержание частоты вращения паровой турбины;

• регулирование и поддержание электрической (активной) мощности генератора;

• регулирование и поддержание давления промежуточного отбора пара.


    Регулятор частоты/мощности генераторной паровой турбины Power Utility Controller (PUC) компании CCS обеспечивает точное поддержание частоты вращения паровой турбины в соответствии с заданием оператора или системы верхнего уровня. Используя многоконтурный ПИД модуль, регулятор сравнивает значения, полученные от датчиков частоты вращения ротора турбины, с заданным значением скорости. Управляющее воздействие является селектором минимума выходного воздействия основного контура на регулирующий(-щие) клапан(-ы) и выходных воздействий дополнительных регулирующих контуров. Результатом работы селектора минимума является значение выходного сигнала, выдаваемого системой на регулирующий клапан.


Дополнительными регулирующими функциями являются:


• защита от сброса нагрузки;

• автоматический пуск;

• автоматический останов;

• тестирование системы защиты турбины от раскрутки;

• тестирование регулирующих клапанов.


    Регулятор отбора Extraction Controller (EC) компании CCS обеспечивает поддержание заданной величины давления в промежуточном отборе (отборах) пара, функционируя во взаимодействие с регулятором PUC.

    В рамках функционирования предлагаемой Системы регулирования обеспечивается реализация следующих алгоритмических блоков:

Программный модуль регулирования частоты вращения турбоагрегата регулятора PUC получает три входных сигнала по частоте вращения турбины от магнитных датчиков, установленных вблизи зубьев зубчатого колеса на вращающемся валу ротора паровой турбины. Из трех измерений модуль выбирает среднее значение в качестве входного сигнала для функционального модуля регулирования частоты вращения.

    Использование трех каналов измерения частоты вращения повышает надежность Системы, обеспечивая бесперебойную работу системы регулирования при выходе из строя одного или двух датчиков.

    При работе генератора в автономной сети усредненное значение частоты вращения и задание по ней формирует входной сигнал PUC, работающего в режиме регулятора скорости. При этом он управляет клапаном(-нами) пара на входе турбины, выходной сигнал которого реализуется через контроллер ЭМП, выполняющего функцию позиционирования золотника сервопривода регулирующего клапана.

    При работе генератора на сеть бесконечной мощности используется специальный режим статического регулирования (Droop control), обеспечивающая регулирования активной мощности генератора с учетом соответствующих коэффициентов статизма.

    Изменение типа сети (автономная или сеть бесконечной мощности) можно производить только при отключенном высоковольтном выключателе генератора.

    В алгоритмах предусмотрена возможность введения в канал измерения любого параметра программируемой зоны нечувствительности. 

    При пуске турбины PUC включается в работу, как регулятор частоты вращения и модуль синхронизации генератора. 

    Программный модуль регулирования частоты вращения реализует программные режимы набора оборотов ("холодный" и "теплый" пуск турбины).

    Пуск турбины производится при наличии предпусковой готовности, формируемой при выполнении всех предпусковых условий, наличия разрешения на пуск. 

    PUC автоматически переходит в режим регулятора частоты вращения по сигналу об отключении генератора от сети, что обеспечивает существенное снижение заброса частоты при этом отключении. 

    При аварийном останове САР обеспечивает быстрое закрытие регулирующих клапанов, а также совершает необходимые действия по управлению исполнительными механизмами, находящимися под её управлением.

    В режиме ручного регулирования (дистанционное управление) задание по частоте вращения вводится оператором с интерфейса станции Оператора, либо с помощью кнопок альтернативного управления турбиной «БОЛЬШЕ» или «МЕНЬШЕ».

    Входные сигналы по давлениям пара в промежуточном отборе поступают на входы соответствующих программных модулей EC – регуляторов давлений пара в отборах.

    При этом регулятор EC управляет клапаном отбора пара, выходной сигнал которого реализуется через контроллер ЭМП.

Мы разрабатываем автоматизированные комплексы для всех видов производств, в том числе относящихся к особо опасным:

нефтегазодобывающие предприятия;

предприятия, осуществляющих транспорт нефти и газа по трубопроводным системам.

нефтеперерабатывающие производства; 

химические предприятия;

пищевые производства.

При реализации проекта ТОО «Барс Инжиниринг» проводит весь комплекс работ:

Тщательное обследование объекта

Проектирование по стандартам РК

Разработка программного обеспечения

Поставка аппаратных средств и оборудования

Строительно - монтажные работы

Пукско-наладку и ввод в эксплуатацию

Комплексное обучение персонала заказчика

Техническое сопровождение и обслуживание