|
Automatyzacja kotła OR 32.
Stanisław Lepczyński - kierownik Wydziału Eksploatacji
w Elektrociepłowni Zduńska Wola Sp. z o.o.
Elektrociepłownia Zduńska Wola, budowana w latach 70-tych , a oddana do eksploatacji
w roku 1982, została wyposażona w trzy kotły parowe
OR-32/80, dwa kotły wodne
WR-25 oraz stację ciepłowniczą w której zamontowano dwa wymienniki para-woda
o łącznej mocy 44 MW. Sterowanie wszystkich urządzeń opierało się na głównie
na technice przekaźnikowej, a regulacje hydrauliczne odbywały się w oparciu
o zawory regulacyjne i kierownice, przy stałych obrotach napędów.
W roku 1997 przystąpiono do modernizacji układu sterowania kotła parowego nr
K1. W następnych latach zmodernizowano pozostałe dwa kotły parowe. Zmodernizowano
również komory paleniskowe, zastępując tradycyjne ekrany - ekranami szczelnymi.
W wyniku modernizacji automatyka, sterowanie i wizualizacja kotła realizowana
jest za pomocą sterownika przemysłowego Hartman&Braun
z oprogramowaniem Freelance 2000, jako aplikacja Windows NT. Konfiguracja sterownika
oraz algorytmy sterujące zostały opracowane przez pracowników Wydziału Elektrycznego
i Automatyki EC. Jednocześnie
z modernizacją układu sterowania, zmodernizowano
napędy kotła, wprowadzając w miejsce dotychczasowych - napędy zmiennoobrotowe
sterowane przetwornicami częstotliwości.
System automatyki, sterowania i wizualizacji składa
się z:
- stacji procesorowej zainstalowanej w szafie sterowniczej kotła
- stacji operatorskiej znajdującej się w pomieszczeniu mistrza
- zmianowego (komputer z zainstalowanym programem DigiVis)
- stacji inżynierskiej służącej do tworzenia programu i mogącej
być -
w razie potrzeby - stacją operatorską (w pomieszczeniu mistrza zmianowego)
- terminala obsługi zainstalowanego na szafie sterowniczej kotła.
System ten może pracować w następujących wariantach:
- pracuje wszystko (obsługa z terminala i stacji operatorskiej
oraz modyfikacja programu ze stacji inżynierskiej)
- pracuje stacja operatorska i terminal obsługi
- pracuje albo stacja operatorska albo terminal obsługi.
W programie ustalono, że sterowanie danego obwodu
(napędu, układu automatycznej regulacji może odbywać się jednocześnie
tylko z jednego miejsca, tzn:
- albo z terminala obsługi
- albo z miejsca przy napędzie (dotyczy to głównie prac remontowych)
- albo ze stacji operatorskiej.
Przyjęto nadrzędność sterowania z terminala obsługi,
co oznacza, że maszynista kotła na terminalu decyduje, skąd ma
być sterowany dany obwód i w każdej chwili może ponownie przejąć
sterowanie na terminal.
Opisywany system realizuje następujące funkcje:
- regulacji, sygnalizacji i zabezpieczeń
- przedstawia schematy synoptyczne umożliwiając odczyt wartości
chwilowych wszystkich parametrów pracy kotła i stanu jego urządzeń pomocniczych
na odpowiednich polach pomiaru
- umożliwia określenie stanów normalnych i dopuszczalnych oraz
alarmowania dla poszczególnych parametrów
- umożliwia zmianę nastaw układów sterowania i wprowadzanie
współczynników korygujących
- wybór trybu pracy UAR - Ręcznie poszczególnych układów.
Symbole graficzne oraz pola pomiarów na schematach
synoptycznych, poprzez odpowiednią zmianę kolorów wyświetlania,
wskazują stan parametru, sygnalizując jego wartość optymalną, zbliżanie
się do wartości niedopuszczalnej lub przekroczenie tej wartości.
Zbyt szybkie zmiany parametru widoczne są w postaci migających
symboli, a niesymetryczne obciążenie cieplne i hydrauliczne lewej
i prawej strony kotła, sygnalizowane jest zmianą koloru części
symboli.
Obok symboli napędów wentylatorów i rusztów umieszczono pola prędkości obrotowej
oraz pola wartości prądu pobieranego przez silniki.
Przyciski skonfigurowane na obrazach graficznych
pozwalają na bezpośrednie wywoływanie innych obrazów graficznych
(po ustawieniu wskaźnika myszy na przycisku i jednym kliknięciu).
Pola pomiaru pozwalają na wywoływanie trendów związanych z danym pomiarem (dwukrotne
kliknięcie).
Kliknięcie wskaźnikiem myszy na polach napędów wywołuje grupy związane z tymi
napędami.
Na obrazie graficznym "K1_SPALINY" pola prędkości obrotowej wentylatorów WS,WP1,WP2,
prędkości rusztów RR1,RR2 oraz pomiaru temperatury pary świeżej z kotła pozwalają
na wywoływanie odpowiadających im stacyjek regulatorów.
Rys.1.Schemat synoptyczny kotła OR32.
W sterowniku kotła znajdują się następujące układy
automatycznej regulacji (UAR).
- UAR poziomu wody w walczaku
- UAR temperatury pary wylotowej z kotła
- UAR prędkości rusztu RR1 (RR2)
- UAR wentylatorów podmuchu
- UAR wentylatora spalin.
Na szafie sterowniczej kotła zabudowane są przyciski
do szybkiego wywoływania w.w UAR na terminal.
Zastosowany system DIGIMATIK w zakresie UAR podzielony
jest na grupy. Grupy zawierają stacyjki bloków funkcyjnych związanych
z danym układem. Stacyjki umożliwiają:
-
Odczytanie stanu "Steruje - Nie Steruje" danego
UAR
-
Przejście w tryb pracy ręcznej lub automatycznej
regulatora z ekranu monitora
-
Wprowadzanie współczynników korygujących
do ustawienia dynamicznych parametrów pracy regulatora.
Rys.2.Schemat synoptyczny stacji ciepłowniczej.
UAR poziomu wody w walczaku jest układem utrzymującym żądany poziom wody w
walczaku w funkcji trzech parametrów:
- rzeczywistego poziomu wody w walczaku
- natężenia przepływu pary z kotła
- natężenia przepływu wody do kotła
UAR temperatury pary wylotowej z kotła ma za zadanie utrzymania
stałej, zadanej wartości temperatury pary poprzez wtrysk wody chłodzącej
dokonywany siłownikiem regulacyjnego zaworu wtryskowego.
UAR prędkości rusztu reguluje prędkość rusztu zadając wartość
wejściową do falownika rusztu RR1 (RR2). Prędkość rusztu jest regulowana
w funkcji wydajności kotła, ustawienia warstwownicy węgla, różnicy
pomiędzy ciśnieniem rzeczywistym a zadanym pary z kotła i parametrów
węgla (wpisanych ręcznie).
UAR wentylatorów podmuchu WP reguluje prędkość obrotową wentylatorów
zadając wartość wejściową do falownika wentylatorów. Prędkość obrotowa
wentylatorów jest regulowana w funkcji różnicy ciśnienia rzeczywistego
i zadanego pary z kotła, ilości węgla na ruszcie oraz różnicy pomiędzy temperaturą
pary zadaną a rzeczywistą za przegrzewaczem konwekcyjnym.
UAR wentylatora spalin WS reguluje prędkość obrotową wentylatora
zadając wartość wejściową do falownika wentylatora. Prędkość obrotowa
wentylatora jest regulowana w funkcji prędkości obrotowej wentylatorów
WP, temperatury pary za przegrzewaczem konwekcyjnym i różnicy pomiędzy
wartością rzeczywistą a zadaną tlenu (O2) w spalinach.
W sterownik wprowadzone są programy obsługi napędów:
- napęd wentylatora spalin WS
- napęd wentylatora powietrza podmuchowego WP1
- napęd wentylatora powietrza podmuchowego WP2
- napęd odżużlacza zgrzebłowego OZ1
- napęd odżużlacza zgrzebłowego OZ2
- napęd głównej zasuwy parowej GZP
Na szafie sterowniczej kotła znajdują się zabudowane
przełączniki do szybkiego uruchamiania poszczególnych napędów (poza
napędem GZP). Obok napędów znajdują się skrzynki z zabudowanymi
łącznikami awaryjnego wyłączania napędu.
Stacyjki usytuowane w grupie poszczególnych napędów umożliwiają ich załączenie
i wyłączenie, wskazują miejsce sterowania napędem, przekroczenie prądu znamionowego
silnika, zadziałanie zabezpieczeń technologicznych.
System archiwizuje wszystkie dane w postaci zdarzeń, raportów i trendów
w okresie
zmiany, podczas rozruchu i narastająco. Oblicza ilość energii wprowadzonej
do kotła w paliwie, ilość energii elektrycznej zużytej do zasilania napędów.
Określa sprawność kotła i wskazuje wielkość strat.
Podsumowanie.
Przeprowadzenie modernizacji systemu sterowania
kotłów dało obsłudze pełną informację o ich pracy, ciągłą kontrolę
procesu wytwarzania ciepła oraz zmotywowało, zarówno obsługę jak
i służby utrzymania ruchu, do użytkowania kotłów zapewniającego
uzyskanie wysokich sprawności. Zarchiwizowane dane pozwalają prześledzić
pracę kotłów w długim okresie czasu, umożliwiając odpowiednie przygotowanie
zakresu remontów
i modernizacji.
W ubiegłym roku przystąpiono do automatyzacji stacji ciepłowniczej
w oparciu o ten sam system. Prace są kontynuowane a ich zakończenie przewidziano
na III kw. b. r.
|
)
)
