Система автоматического управления котла-утилизатора

В статье описана АСУТП котла-утилизатора и различные защиты, такие как повышение/понижение уровня в барабанах, повышение температуры/давления уходящих газов и ...

Для обеспечения работы КУ во время пуска, нагружения, останова, в рабочих и аварийных режимах предусматривается распределенная система контроля и управления технологическими процессами (СКУ), которая является частью общей системы АСУ ТП ПТУ.

Котел-утилизатор оснащается средствами контроля и управления, обеспечивающими выполнение требований «Методических указаний по объему технологических измерений, сигнализации и автоматического регулирования на тепловых электростанциях с ПТУ, оснащенных АСУ ТП» РД 153-34.1-35.104-2001.

СКУ котел-утилизатор по функциональному признаку разбивается на следующие подсистемы:

технологических защит;
дистанционного управления и технологических блокировок;
автоматического регулирования;

Для реализации вышеперечисленных функций СКУ используются современные средства измерения и исполнительные устройства. Решение функциональных и логических задач возлагается на программно-технический комплекс на базе микропроцессорных устройств.

Подсистема технологических защит

Система технологических защит и блокировок КУ реализована в составе управляющей системы установки, выполнена независимой от других систем управления и имеет перед ними приоритет.

Защита и ее аварийная сигнализация автоматически вводятся в работу при появлении признака ввода и, независимо от наличия этого признака, остаются в этом состоянии до появлении признака вывода, после чего они автоматически выводятся.

При появлении признаков ввода и вывода приоритет отдается признаку вывода. Каждый параметр, участвующий в формировании признаков ввода-вывода технологических защит, может быть получен как с входа контроллера, так и по сети из других контроллеров.

Кроме того, защита может быть введена с помощью «накладки».

Признак «останов котла» формируется с выдержкой до 3 минут от начала выполнения программы автоматического останова котла.

Величины уставок и выдержек времени уточняются при наладке.

Алгоритм отдельной защиты состоит из необходимого количества независимых каналов контроля измеряемой величины, логической схемы получения сигнала защиты, формирования команд на исполнительные устройства, сигнализации и фиксации срабатывания и ввода-вывода.

Защита, выполняемая по схеме «два из трех», имеет три независимых канала контроля измеряемой величины. Срабатывание защиты происходит при достижении уставки срабатывания в любых двух каналах контроля.

Для квитирования сигнализации используются ключи сброса памяти. Предусмотрены два ключа - для защит, действующих на останов КУ и для локальных защит.

Защиты, действующие на останов КУ:

аварийный останов ГТУ;
повышение уровня воды в БВД до 2 предела (+400 мм от среднего уровня);
повышение уровня воды в БСД до 2 предела (+350 мм от среднего уровня);
повышение уровня воды в БНД до 2 предела (+395 мм от среднего уровня);
понижение уровня в БВД (-250 мм от среднего уровня);
понижение уровня в БСД (-300 мм от среднего уровня);
понижение уровня в БНД (-250 мм от среднего уровня);
повышение давления дымовых газов перед КУ;
повышение температуры дымовых газов перед КУ;
ключ аварийного останова котла.

Защиты, производящие локальные операции:

повышение уровня воды в БВД до 1 предела;
повышение уровня воды в БСД до 1 предела;
повышение уровня воды в БНД до 1 предела;
повышение давления в расширителе непрерывной продувки.

Повышение уровня в Барабанах котла БВД (БСД, БНД) до 2 предела

Технологическая защита выполняется по схеме «два из трех», срабатывает при повышении уровня в БВД (БСД, БНД) до величины равной или большей величины 2 предела и действует на останов КУ.

Защита автоматически вводится по признаку «ГТУ работает» (формируется в системе управления ГТУ).

Защита автоматически выводится по признаку «ГТУ остановлена» (формируется в системе управления ГТУ).

При действии защиты включается аварийная сигнализация, регулятор питания БВД (БСД, БНД) снимается с автомата, закрывается следующая арматура:

задвижка на линии подвода питательной воды в ЭВД;
задвижка на линии подвода питательной воды в ЭСД;
клапан запорный на байпасе задвижки на линии подвода питательной воды в ЭВД
клапан запорный на байпасе задвижки на линии подвода питательной воды в ЭСД
регулирующий клапан питания БВД;
регулирующий клапан питания БСД;
задвижка на линии подвода питательной воды из ЭВД в БВД
задвижка на линии подвода питательной воды из ЭСД в БСД
задвижка на линии подвода питательной воды в БНД. Для проверки действия защиты на «сигнал» предусмотрена накладка.
регулирующий клапан питания БСД

Понижение уровня в барабанах котла БВД (БСД, БНД)

Технологическая защита выполняется по системе «два из трех», срабатывает при понижении уровня воды в БВД (БСД, БНД) до величины равной или меньшей величине нижнего допустимого уровня и действует на останов КУ.

Защита автоматически вводится по признаку «ГТУ работает» (формируется в системе управления ГТУ).

Защита автоматически выводится по признаку «ГТУ остановлена» (формируется в системе управления ГТУ).

задвижка на линии подвода питательной воды в ЭВД;
задвижка на линии подвода питательной воды в ЭСД;
клапан запорный на байпасе задвижки на линии подвода питательной воды в ЭВД;
клапан запорный на байпасе задвижки на линии подвода питательной воды в ЭСД;
регулирующий клапан питания БВД;
регулирующий клапан питания БСД;
регулирующий клапан питания БСД;
задвижка на линии подвода питательной воды из ЭВД в БВД;
задвижка на линии подвода питательной воды из ЭСД в БСД;
задвижка на линии подвода питательной воды в БНД.

Для проверки действия защиты на «сигнал» предусмотрена накладка.

Повышение дымовых газов на входе в котел

Технологическая защита выполняется по схеме «два из трех», срабатывает при повышении давления на входе в КУ до величины большей или равной максимально допустимой (0,0055МПа) и действует на останов КУ.

Защита вводится автоматически при подаче напряжения в цепи защит и на датчики давления.

При действии защиты включается аварийная сигнализация.

Для проверки действия защиты на сигнал предусмотрена «накладка».

Повышение температуры дымовых газов на входе в КУ

Технологическая защита выполняется по схеме «два из трех», срабатывает с выдержкой 30 секунд при повышении температуры на входе в КУ до величины равной или большей максимально допустимого значения (600°С) и действует на останов КУ.

Защита вводится автоматически при подаче напряжения в цепи защит и на датчики давления.

При действии защиты включается аварийная сигнализация.

Для проверки действия защиты на сигнал предусмотрена «накладка».

Повышение уровня в барабане БВД до 1-го предела

Технологическая защита выполняется по схеме «один из трех», срабатывает при повышении уровня в БВД до величины равной или большей величины 1 предела и действует на открытие арматуры аварийного слива.

Защита автоматически вводится по признаку «ГТУ работает» (формируется в системе управления ГТУ).

Защита автоматически выводится по признаку «ГТУ остановлена» (формируется в системе управления ГТУ).

При действии защиты включается аварийная сигнализация, открывается следующая арматура:

задвижка №1 на линии аварийного слива из БВД;
задвижка №2 на линии аварийного слива из БВД;

При снижении уровня в БВД до величины меньшей величины 1 предела (по схеме «три из трех») указанная арматура закрывается.

Повышение уровня в барабане БСД до 1-го предела

Технологическая защита выполняется по схеме «один из трех», срабатывает при повышении уровня в БСД до величины равной или большей величины 1 предела и действует на открытие арматуры аварийного слива.

Защита автоматически вводится по признаку «ГТУ работает» (формируется в системе управления ГТУ).

Защита автоматически выводится по признаку «ГТУ остановлена» (формируется в системе управления ГТУ).

При действии защиты включается аварийная сигнализация, открывается следующая арматура:

задвижка №1 на линии аварийного слива из БСД;
задвижка №2 на линии аварийного слива из БСД;

При снижении уровня в БСД до величины меньшей величины 1 предела (по схеме «три из трех») указанная арматура закрывается.

Повышение уровня в барабане БНД до 1-го предела

Технологическая защита выполняется по схеме «один из трех», срабатывает при повышении уровня в БНД до величины равной или большей величины 1 предела и действует на открытие арматуры аварийного слива.

Защита автоматически вводится по признаку «ГТУ работает» (формируется в системе управления ГТУ).

Защита автоматически выводится по признаку «ГТУ остановлена» (формируется в системе управления ГТУ).

При действии защиты включается аварийная сигнализация, открывается следующая арматура:

задвижка на линии аварийного слива из БНД;

При снижении уровня в БНД до величины меньшей величины 1 предела (по схеме «три из трех») указанная арматура закрывается.

Повышение давления в расширителе непрерывной продувки РНП

Технологическая защита выполняется по схеме «один из двух», срабатывает при повышении давления в РНП до величины выше допустимой и действует на закрытие арматуры на линии непрерывной продувки

Защита вводится автоматически при подаче напряжения в цепи защит и на датчики давления.

При действии защиты включается аварийная сигнализация, регуляторы непрерывной продувки БВД, БСД и БНД снимаются с «автомата», закрывается следующая арматура с запретом на открытие: