16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/404/8217400.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 24 (404) декабрь 2020 года

«Энерго-Газ-Ноябрьск»: совершенствование техпроцесса

Успешный опыт реконструкции и автоматизации энергоэффективной котельной

Основная нитка № 2 и растопочная нитка № 3 с новым установленным оборудованием (затворы, ПЗК, регуляторы давления)

Пятилетняя глобальная модернизация центральной городской котельной Ноябрьска (население 107 тыс. чел., ЯНАО), которая обеспечивает ресурсом большую часть города, выявила необходимость в совершенствовании всех звеньев технологического процесса. Реконструкцию и автоматизацию газорегуляторного пункта выполняло АО «Энерго-Газ-Ноябрьск». Основное финансирование проекта в размере 26 млн рублей велось в рамках инвестиционной программы акционерного общества по развитию системы теплоснабжения г. Ноябрьска.

«Энерго-Газ-Ноябрьск» — комплексное предприятие, осуществляющее эффективное и бесперебойное снабжение города Ноябрьск (ЯНАО) тепловой энергией, электроэнергией, горячей и холодной водой. На территории муниципального образования доля АО «Энерго-Газ-Ноябрьск» в объеме отпуска тепловой энергии составляет 75%, водоснабжения 93%, водоотведения 93%. По электрическим сетям предприятия передается более 90% всего объема потребляемой электроэнергии. Входит в группу компаний ООО «Корпорация СТС».


Устранение недостатков

Технологическая схема существующего газорегуляторного пункта была несовместима с внедряемыми в котельной КВГМ-100 системами автоматического управления котлами на базе микропроцессорных устройств АГАВА 6432 и автоматизированной системой каскадного управления тепловыми нагрузками котлов.

В частности, однониточное проектное управление регуляторами давления газа в ГРП-2А не обеспечивало стабильное давление газа в общекотельном газопроводе при автоматическом розжиге или отключении горелок котлов (требовалось ручное управление регуляторами при изменении нагрузок котлов по газу). При аварийном отключении одного из работающих котлов происходило отключение газорегуляторного пункта — срабатывала технологическая защита «Повышение давления газа после ГРП». Для повторного запуска ГРП-2А в работу требовалось полное перекрытие ниток регулирования со сбросом давления газа для ручного взведения предохранительно-запорных клапанов силами газовой службы предприятия. На это уходило от 15 до 40 минут и при низких отрицательных температурах приводило к существенному снижению температуры в подающем трубопроводе тепловой сети на выходе из котельной.


План расположения основного оборудования ниток регулирования №1, №2, №3




В существовавшей до модернизации технологической схеме было выявлено и еще несколько серьезных недостатков. Например, заниженная пропускная способность регулятора давления на растопочной нитке № 3 требовала подключения в работу второй (основной) нитки регулирования с большой пропускной способностью уже при 45% тепловой нагрузки одного работающего котла, что при малых расходах газа приводило к нестабильности системы регулирования.

Кроме того, регуляторы давления газа на всех трех нитках в полностью закрытом положении не обладали требуемой герметичностью. Это не позволяло обеспечивать поддержание стабильного давления газа на выходе из ГРП при «нулевом» расходе и приводило к повышению давления до уставки срабатывания предохранительно-сбросных клапанов (ПСК) или автоматическому отключению ГРП действием технологической защиты.

Особого внимания требовала существующая система управления (АСУ ТП). Она имела минимальный набор функций управления, не имела шаговой программы пуска и требовала постоянной ручной корректировки управления регуляторами давления. Изменить существующий алгоритм автоматического управления регуляторами давления газа было невозможно по причине отсутствия исходной программы для контроллерного уровня системы АСУ ТП.




Спецрешение для реконструкции

Спецрешение для устранения этих и других недостатков разработала екатеринбургская фирма ООО «Теплотехсервис», в результате которого в ГРП-2А центральной городской котельной КВГМ-100 была выполнена полная реконструкция технологической схемы с заменой основного технологического оборудования на всех трех нитках регулирования в ГРП. Были приняты и внедрены следующие технические решения:

1. Замена регулятора давления обеспечила увеличение динамического диапазона регулирования для растопочной (регулирующей) нитки № 3. Таким образом коэффициент условной пропускной способности увеличен с Kv = 112 м3/ч (DN50) до Kv = 225 м3/ч (DN80), что позволяет использовать ее для регулирования тепловой нагрузки одного работающего котла КВГМ-100 в расчетном диапазоне нагрузок от 25 до 75%...80% без открытия регуляторов давления на основных нитках с регуляторами давления DN200 (Kv = 1 060 м3/ч).

2. Для исключения пропуска газа через полностью закрытые регуляторы давления на нитках № 1, № 2, № 3 при «нулевом» расходе природного газа (до растопки первой горелки) в ГРП смонтированы новые регулирующие поворотные затворы Hogfors 31150CS и Hogfors 31550CS, обеспечивающие герметичность по классу А (без пропуска газа в полностью закрытом положении).

3. Для повышения точности позиционирования регулирующих клапанов и исключения люфтов в соединениях использованы электроприводы типа AUMA SARExC в комбинации с червячными редукторами, устанавливаемыми непосредственно на валы дисковых поворотных затворов.

4. Для повышения быстродействия системы регулирования давления газа в аварийных ситуациях с резким сбросом нагрузки (аварийным отключением одного и более котлов типа КВГМ-100) и исключения отключения ГРП действием технологической защиты был предусмотрен следующий комплекс технических решений:

  • время полного хода выходного вала электропривода AUMA SARExC на 90° принято равным 24 секундам (вместо 63 секунд), что позволяет увеличить быстродействие системы в 2,6 раза;
  • программно ограничен максимальный угол открытия регулирующих заслонок (не более 50,0° для растопочной заслонки DN80 и не более 45,0° для основных заслонок DN200), что позволяет в аварийной ситуации выполнить полное закрытие регуляторов в течение 13,44 сек. и 11,0 сек. (вместо возможных 24 секунд или 63 секунд в существующем положении при открытии на 90°), что дополнительно увеличивает быстродействие системы в 1,8–2,2 раза;
  • при повышении давления газа на выходе из ГРП до уставки несколько ниже срабатывания предохранительно-сбросных клапанов (ПСК) для повышения скорости закрытия поворотных заслонок системой автоматического управления формируются постоянные команды «Меньше» на все регуляторы давления в ГРП (помимо выходного сигнала от группового ПИД-регулятора) с отменой данной команды при снижении давления газа до значения несколько выше расчетного значения (с целью упреждения возможного отключения ГРП действием ТЗ «Понижение давления газа после ГРП»);
  • для увеличения пропускной способности существующих пружинных предохранительно-сбросных клапанов (ПСК) прямого действия типа СППК4-Р-50-16 DN50, PN16, имеющих непостоянную величину сброса (зависящую от величины давления под тарелкой клапана), на общекотельном газопроводе предусмотрена установка двух дополнительных быстродействующих электромагнитных сбросных клапанов DN50 и DN40 с механическими регуляторами расхода и различными уставками срабатывания с управлением системы АСУ ТП ГРП-2А.

5. Для обеспечения автоматического взведения клапанов ПЗК на нитках регулирования № 1, № 2, № 3 в ГРП-2А смонтированы новые быстродействующие запорные отсечные шаровые краны (ПЗК) для природного газа производства ЗАО НПФ «АТЭК» c быстродействующими однооборотными электроприводами типа МБОВ производства ОАО «Прибор». Их основной особенностью является то, что процесс движения выходного вала привода в положение «ОТКРЫТО» осуществляется при помощи электродвигателя и редуктора, в то время как в положение «ЗАКРЫТО» выходной вал привода менее чем за 1 секунду поворачивается при помощи мощной силовой пружины кручения.

6. В эксплуатационном режиме в ГРП-2А в работу всегда включены все три нитки регулирования давления газа, а выбор регуляторов давления и управление ими осуществляется системой каскадного управления с единым ПИД-регулятором со схемой маршрутизации выходных команд «Меньше» и «Больше» (для обеспечения требуемой точности регулирования давления газа (1,0±0,05 кгс/см2) во всем диапазоне эксплуатационных расходов, включая «нулевой»). Пуск ниток регулирования в работу производится шаговой программой в автоматическом режиме, полностью исключая ошибочные действия оперативного персонала. Производится контроль завершения выполнения каждого шага программы, что позволяет провести полную диагностику исправности всего установленного оборудования до ввода его в эксплуатацию. После проверки управление установленными регуляторами давления передается далее системе каскадного управления. Если в процессе эксплуатации системой управления будет диагностирована неисправность оборудования или регулятора давления, то выполняется автоматический переход с неисправной на резервную нитку регулирования, что существенно повышает живучесть системы в целом.

7. Для повышения живучести ГРП-2А предусмотрены две сдублированные системы управления основным оборудованием на нитках регулирования № 1, № 2, № 3 (поворотные затворы, ПЗК и клапаны регулирования давления). Не предусмотрено дублирование только для управления вспомогательными системами, которые могут быть выведены в ремонт на работающем ГРП.


Главная экранная форма панели Weintek MT8150XE управления ГРП

Экранная форма №1 SCADA управления ГРП-2А (сдублированные системы)




Работа без замечаний

Внедренная система автоматизированного управления (АСУ ТП) технологической схемой ГРП-2А в данный момент эксплуатируется без замечаний и дефектов.

Проведенная модернизация с заменой основного технологического оборудования на нитках регулирования № 1, № 2, № 3 совместно с индивидуально разработанным программным обеспечением контроллерного уровня системы АСУ ТП подтвердили правильность всех принятых технических решений и обеспечили требуемую точность регулирования и заявленный уровень надежности и живучести ГРП-2А для всех эксплуатационных и аварийных режимов.

Требуемая точность регулирования и стабильность поддержания давления природного газа на выходе из ГРП-2А позволила обеспечить последующее внедрение в центральной городской котельной АО «Энерго-Газ-Ноябрьск» системы автоматического каскадного управления тепловой нагрузкой группы котлов типа КВГМ-100 в зависимости от температуры наружного воздуха с функцией управления Т1 = f(Тн.в.) и точностью поддержания температуры Т1 в подающем трубопроводе вывода наружных тепловых сетей из котельной на потребителей с точностью ± 0,25°С.


А. П. Шабуров, директор, ООО «ТЕПЛОТЕХСЕРВИС», г. Екатеринбург;
В. А. Ольхов, исполнительный директор АО «Энерго-Газ-Ноябрьск», г. Ноябрьск;
Т. Б. Хисамова, помощник руководителя – исполнительного директора АО «Энерго-Газ-Ноябрьск», г. Ноябрьск;
С. В. Цвилий, начальник отдела технической политики ООО «Корпорация СТС», г. Тюмень.



Энерго-Газ-Ноябрьск

629806 ЯНАО, г. Ноябрьск, ул. 60 лет СССР, д. 29. Тел.: (3496) 35-21-94.

АСУ ТП, Котельная, Модернизация в энергетике, Теплоснабжение, Технологическая модернизация,

«Энерго-Газ-Ноябрьск»: совершенствование техпроцессаКод PHP" data-description="Пятилетняя глобальная модернизация центральной городской котельной Ноябрьска (население 107 тыс. чел., ЯНАО), которая обеспечивает ресурсом большую часть города, выявила необходимость в совершенствовании всех звеньев технологического процесса. Реконструкцию и автоматизацию газорегуляторного пункта выполняло АО «Энерго-Газ-Ноябрьск». Основное финансирование проекта в размере 26 млн рублей велось в рамках инвестиционной программы " data-url="https://www.eprussia.ru/epr/404/8217400.htm"" data-image="https://www.eprussia.ru/upload/iblock/565/5651a2fd7af4a6f8350251be7d179fdb.jpg" >

Похожие Свежие Популярные