Методические указания по созданию асу тп водоподготовительных установок (впу) (стр. 3 из 13)
При создании АСУ ТП для действующих ВПУ требуется, в большинстве случаев, замена запорной арматуры и ИМ.
Для управления запорной и регулирующей арматурой используются следующие исполнительные механизмы:
- пневмо- или гидропривод с напряжением питания схем управления ~ 127 В. Управление пневмо- или гидроприводами осуществляется непосредственно от АСУ ТП через пневмо- или гидропреобразователи;
- электромеханизмы с напряжением питания схем управления ~ 220 В;
- электромеханизмы нового поколения с напряжением питания схем управления ~ 220 В/ = 24 В.
В разделе Б.1 приложения Б приведены характеристики электромеханизмов нового поколения типа МЗО и МРО. Структурные схемы АСУ ТП ВПУ, выполненные с их применением, показаны на рисунке 2.
Вариант 1:
- управление АИ осуществляется дискретными сигналами;
- в АСУ и АИ содержатся преобразователи (адаптеры) из цифровой информации в дискретную и обратно;
- образуется разветвленная кабельная сеть связей АСУ со шкафами управления арматурой.
Рисунок 2 - Структурная схема АСУ ТП, нижний уровень которой выполнен на базе электроприводов типа МЗО, МРО с блоками управления АИ (3 варианта)
Вариант 2:
- управление АИ, расположенными в шкафах, осуществляется через те же преобразователи (адаптеры), но с использованием контроллера цифрового канала управления, например, PROFIBUS (Р/В);
- сокращается число связей между АСУ и шкафом, но внутришкафная система связей между адаптерами и АИ сохраняется по варианту 1.
Вариант 3:
- управление АИ осуществляется по цифровым каналам SPI, но с использованием контроллера преобразователя скоростного канала по связи с АСУ и низкоскоростных каналов SPI по стыковке с АИ;
- в данной схеме управления отсутствуют преобразователи дискретных сигналов в АСУ и АИ, упрощаются информационные связи внутри шкафа управления арматурой.
Управление электромеханизмами МЗО и МРО осуществляется непосредственно от АСУ ТП напряжением = 24 В. Механизмы отличаются высокой надежностью информации о конечных положениях арматуры (запорной и регулирующей), малым энергопотреблением и др.
2.2.5 Регулирующие устройства
На ВПУ применяются четыре вида регулирующих устройств:
- регулирующие клапаны с исполнительным механизмом типа МЭОФ и др. с напряжением питания схем управления ~ 220 В;
- регулирующие клапаны с исполнительными механизмами типа МЗО, МРО с напряжением питания схем управления ~ 220 В или = 24 В в зависимости от мощности;
- насосы-дозаторы с постоянной (нерегулируемой) подачей для импульсного дозирования реагентов с напряжением питания схем управления ~ 220 В;
- насосы-дозаторы с регулируемой подачей с напряжением питания схем управления ~ 220 В.
Блок-схемы управления исполнительными механизмами, насосами и арматурой ВПУ от АСУ ТП приведены в разделе Б.2 приложения Б.
2.2.6 Особенности внедрения АСУ ТП на действующих ВПУ
При создании АСУ ТП для действующих ВПУ необходимо выполнить в схемах насосов установку дополнительных элементов (реле) для обеспечения требований по формированию сигналов обратной связи с АСУ ТП, а также предусмотреть на переходный период внедрение системы двойное управление: от АСУ ТП и управление по существующим схемам.
2.2.7 Размещение устройств управления насосами, запорной и регулирующей арматурой
В состав объекта автоматизации ВПУ, кроме технологических систем, входят элементы электроснабжения СН:
- выключатели вводов рабочего и резервного питания КТП СН - 0,4 кВт;
- выключатели линии питания сборок - 0,4 кВт;
- шкафы управления насосами;
- сборки РТЗО;
- шкафы управления запорной и регулирующей арматурой с электромеханизмами МЗО и МРО - ШУ-60 (в одном шкафу размещается управление 60 шт. ЗО и (или) РК).
На ВПУ с АСУ ТП предусматривается три способа размещения устройств управления:
- шкафы управления насосами, запорной и регулирующей арматурой устанавливаются по месту у оборудования ВПУ. Контроллеры ПТК АСУ ТП с УСО устанавливаются в неоперативном контуре ЩУ ВПУ;
- шкафы управления насосами, запорной и регулирующей арматурой устанавливаются по месту у оборудования ВПУ. Контроллеры ПТК АСУ ТП с УСО устанавливаются также по месту у оборудования. При этом должны быть удовлетворены метрологические характеристики ПТК АСУ ТП ВПУ;
- шкафы управления запорной и регулирующей арматурой и контроллеры ПТК АСУ ТП устанавливаются в неоперативном контуре ЩУ ВПУ. С целью сокращения кабельных связей блоки УСО могут быть размещены в шкафах управления арматурой (см. рисунок 2 вариант 2);
- шкафы с частотными преобразователями насосов рекомендуется устанавливать в непосредственной близости к ним с целью снижения уровня помех.
2.2.8 Контроль параметров ВПУ
Объем контроля параметров ВПУ должен соответствовать РД 34.35.101-88 "Методические указания по объему технологических измерений, сигнализации и автоматического регулирования на тепловых электростанциях".
В качестве датчиков на ВПУ применяются:
- термопреобразователи сопротивления с натуральным сигналом (Ом) - на действующих ВПУ, с видом сигнала 4 ¸ 20 мА постоянного тока - для вновь проектируемых ВПУ;
- датчики давления, уровня, расхода, концентрации химических реагентов, электропроводности, прозрачности, жесткости, рН водной среды с видом сигнала 0 ¸ 5 мА (как правило) на действующих ВПУ, с видом сигнала 4 ¸ 20 мА постоянного тока - для вновь проектируемых ВПУ;
- датчики давления, уровня и расхода с дискретным сигналом типа "сухой контакт".
Перечень применяемых типов датчиков технологических и химических параметров, используемых в АСУ ТП ВПУ, приведены в разделе Б.4 приложения Б.
В процессе проектирования типы датчиков могут быть изменены с соблюдением рекомендаций настоящих Методических указаний, в том числе:
- для аналоговых датчиков предпочтительным является сигнал типа 4 ¸ 20 мА постоянного тока;
- для дискретных датчиков предпочтительным является сигнал типа 0 ¸ 24 В.
При этом предпочтительны датчики с цифровой индикацией измерений.
2.3 Режим работы ВПУ
2.3.1 Водоподготовительная установка предназначена для непрерывной подачи обессоленной (умягченной) воды на подпитку котлов (тепловой сети).
При включенном технологическом оборудовании ВПУ НТК АСУ ТП должен постоянно находиться в работе (в проектном объеме) и обеспечивать выполнение заданных функций.
Эксплуатационные режимы работы ВПУ подразделяются на:
- нормальные;
- предаварийные;
- аварийные.
2.3.2 При работе ВПУ в нормальном эксплуатационном режиме должны удовлетворяться следующие требования:
- поддержание заданной нагрузки ВПУ и нормативных показателей качества готовой воды, установленных для конкретных параметров пара (давления и температуры) основного оборудования ТЭС или тепловой сети (карбонатный индекс, санитарные нормы и т.п.);
- поддержание заданных значений или соотношений регулируемых параметров;
- поддержание нерегулируемых параметров в заданных пределах;
- выполнение в соответствии с заданной режимной картой работы ВПУ периодических процессов (регенераций фильтров, нейтрализации, приготовления растворов реагентов и т.п.), которые должны обеспечить непрерывную работу ВПУ;
- корректировка режимов работы оборудования по данным химических анализов рабочей среды, полученных с помощью автоматических приборов и выполненных вручную.
2.3.3 Предаварийные режимы вызываются различными причинами, в том числе неисправностями оборудования и арматуры, неисправностями устройств контроля и управления, ошибками оператора и пр.
В условиях предаварийного режима должны быть выполнены следующие требования:
- удержание параметров в пределах, предотвращающих развитие аварии (например, переход на ДУ при отказе регулятора);
- включение резервных механизмов СН или отключение рабочих (например, включение резервного насоса при несрабатывании АВР или отключение перекачивающего насоса при переливе в мернике кислоты и др.).
2.3.4. Аварийные режимы связаны с повреждением оборудования или недопустимым отклонением параметров (например, при несрабатывании защиты по превышению расхода воды на взрыхление фильтра происходит выброс ионита в дренаж или при аварийном превышении электропроводности готовой воды - засолению готовой воды и др.).
При возникновении аварийных режимов должны быть аварийно отключены:
- часть оборудования без потери функционирования ВПУ на заданной или пониженной нагрузке;
- вся ВПУ не более чем на 2 ч (время зависит от запаса готовой воды в БЗК).
2.4 Концепция контроля и управления технологическим оборудованием ВПУ
На ВПУ могут быть реализованы следующие виды контроля и управления:
- основной контроль и управление с ЩУ ВПУ. При этом местные щиты управления и управление по месту (кроме аварийного останова насосов) не предусматриваются;
- автономные системы контроля и управления частью оборудования ВПУ (осветлители, механические фильтры и т.п.), расположенного в удаленных зданиях, и связанные с ПТК АСУ ТП ВПУ;
- аварийный останов насосов ВПУ;
- автономный контроль и управление оборудованием СХР с МЩУ и (или) по месту со связью с ПТК АСУ ТП ВПУ. Автоматизированная система управления технологическими процессами ВПУ управляет насосами, перекачивающими реагенты с СХР и получает информацию об их запасах в баках хранения.
2.4.1 Основной контроль и управление с ЩУ ВПУ
Основной контроль и управление с ЩУ ВПУ должен осуществляться с АРМ ОТ ВПУ с использованием дисплеев, манипуляторов типа "мышь" и функциональных промышленных клавиатур.