Заказчик:
ОАО «Фортум», Тюменская ТЭЦ-2
Сроки:
2004-10 - 2006-04
Стадия:
завершен
Другие проекты для ОАО «Фортум», Тюменская ТЭЦ-2

Разработка и внедрение АСУТП энергоблока №4 215 МВт Тюменской ТЭЦ-2

Общие сведения:

Комплекс работ по модернизации АСУТП включал: разработку проектно-сметной документации АСУТП, разработку технологических алгоритмов, комплектацию и поставку оборудования и материалов по проектным спецификациям, комплекс демонтажных, монтажных и пуско-наладочных работ, комплексные испытания, метрологическую калибровку измерительных каналов и сдачу готовой системы управления в опытную и промышленную эксплуатацию.

Разработка и поставка программно-технического комплекса (ПТК) «Космотроника-Венец» для АСУТП выполнена ЗАО «ПИК Прогресс» (г. Москва).

Сроки разработки и внедрения АСУТП: начало проектирования - октябрь 2004 г. / пуск энергоблока и ввод АСУТП в опытную эксплуатацию - ноябрь 2005 г. / сдача АСУТП в промышленную эксплуатацию - апрель 2006 г.

Работы, выполненные Компанией:

Предпроектное обследование, разработка концепции автоматизации и технического задания на АСУТП, разработка базы данных, задание поставщику ПТК, задание проектной организации, разработка всех алгоритмов и видеограмм, программирование алгоритмов с помощью САПР, обучение персонала Заказчика, наладка алгоритмов (в т.ч. режимная), общая координация работ.

Сведения об объекте:

Тюменская ТЭЦ-2 входит в состав ОАО «Фортум» (ранее - ОАО «ТГК-10»). Тюменская ТЭЦ-2 имеет в своем составе три теплофикационных блока (№1, 2, 3) с турбинами Т-180/210 и один конденсационный (№4) с турбиной К-215. ТЭЦ-2 является одним из двух основных источников теплоснабжения города Тюмени. Годовая выработка тепловой и электрической энергии составляет около 2,4 млн. Гкал и 4,3 млрд. кВтч соответственно.

Энергоблок №4 Тюменской ТЭЦ-2 введен в действие в 1990 году, в его состав входит следующее основное оборудование:

  • котлоагрегат Еп-670-13.8-545ГМ (Модель ТГМЕ-206) ПО «Красный котельщик» (г. Таганрог). Паропроизводительность - 670 т/час, давление свежего пара - 140 кгс/см2, температура свежего пара / пара промперегрева - 545/545 °C, КПД котла брутто - 94,4 %. Основное топливо - природный газ, резервное - топочный мазут;
  • турбина К-215-130-1 ПО «Ленинградский Металлический Завод» (г. Санкт-Петербург). Давление свежего пара - 130 кгс/см2, температура свежего пара / пара промперегрева - 540/540 °C, номинальная мощность - 215 МВт, с семью нерегулируемыми отборами пара;
  • генератор ТГВ-2МУЗ НПО «Электротяжмаш» (г.Харьков). Номинальная мощность - 210 МВт, напряжение - 15,75 кВ, с тиристорным возбуждением, водородным охлаждением обмотки ротора и водяным охлаждением обмотки статора.

Объем работ и основные технические решения:

Демонтированы оперативные пульты и панели БЩУ, большая часть панелей и шкафов автоматизации неоперативного контура БЩУ, местные щиты (кроме МЩ генератора и испарительной установки), вторичные приборы.

Сохранена без изменений запорно-регулирующая арматура. Заменено около 25 исполнительных механизмов регулирующих клапанов, не удовлетворяющих требованиям эксплуатации.

Для возможности диагностирования состояния датчики давления, уровня, расхода с выходным с унифицированным сигналом 0-5 мА заменены на датчики с сигналом 4-20 мА. В соответствии с требованиями руководящих документов для реализации логики «2 из 3» выполнена установка дополнительных датчиков, участвующих в схемах технологических защит. Расширен парк приборов автоматического хим. контроля для приведения в соответствие с действующими нормами. Всего новых датчиков с унифицированным токовым сигналом, температурных и дискретных установлено в количестве 270, 530 и 31 соответственно. Кроме того, заменен комплект аппаратуры контроля механических величин и вибрации турбоагрегата на аппаратуру «Вибробит-100».

Объём кабеля, подлежащего демонтажу, был определён при предпроектном обследовании. Кабели, подключённые к шкафам и сборкам автоматизации, оставшимся в работе, а также кабели управления от сборок до приводов исполнительных механизмов были сохранены. Объём проложенного нового кабеля - около 160 км.

Произведена реконструкция помещений БЩУ-2, включая строительную часть, системы вентиляции и кондиционирования, пожарной сигнализации и пожаротушения.

В качестве аппаратных средств для автоматизации энергоблока выбран программно-технический комплекс «Космотроника-Венец» разработки и производства ЗАО «ПИК Прогресс» (г.Москва).

В состав ПТК входят 14 контроллерных стоек (включающих дублированные контроллеры, модули УСО, блоки питания), 14 кроссовых шкафов, 2 агрегата бесперебойного питания, устройства системы единого времени с GPS, сетевая стойка, дублированная ЛВС, 6 АРМ в промышленном исполнении, 11 АРМ в обычном исполнении, дублированный архивный кластер, дублированный оперативный сервер, шлюз для связи с общестанционной АСУТП, 2 сетевых принтера, пульт аварийного управления, пульт электрика, пульты операторов и инженеров, система отображения коллективного пользования (8 видеокубов общим размером 4 х 1,5 м).

Полномасштабная управляющая АСУТП охватывает собой все технологические узлы энергоблока. Дублирующих средств контроля и управления не предусматривается.

Объём объектов контроля и управления ПТК:

  • входные аналоговые сигналы (0-5 мА, 4-20 мА, ТХА, ТХК, ТСМ, ТСП) - 1052;
  • входные дискретные сигналы (=24 В, ~220 В, =220 В), без учёта арматуры и МСН - 585;
  • выходные дискретные сигналы (=24 В, ~220 В, =220 В), без учёта арматуры и МСН - 57;
  • задвижки - 243;
  • соленоидные клапаны - 77;
  • регулирующие клапаны - 104;
  • двигатели - 52;
  • выключатели - 19.

Общее количество задействованных каналов ПТК:

  • входные аналоговые - 1052;
  • входные дискретные - 2052;
  • выходные дискретные - 993.

В АСУТП реализованы технологические защиты, блокировки, авторегулирование, ФГУ (шаговые программы), программаторы, расчётные задачи, технологическая сигнализация и т.д. АСУТП обеспечивает эффективную эксплуатацию технологического оборудования при его работе в номинальном режиме, при плановых остановах, пусках из различных тепловых состояний по различным технологиям пуска, а также при аварийных ситуациях. В АСУТП реализовано всережимное авторегулирование, включая регулирование частоты и мощности энергоблока. Реализованы шаговые программы по пуску всех технологических узлов и энергоблока в целом, в т.ч. шаговые программы по пуску вспомогательного оборудования, развороту газо-воздушного тракта и растопке котла, прогреву и развороту турбины, программаторы нагружения, температуры свежего пара и пара промперегрева, шаговые программы опробования технологических защит на работающем оборудовании.

Для электротехнического оборудования выполнены алгоритмы опробования АВР всех секций 0,4 и 6 кВ, перевода питания с рабочего на резервное и обратно для всех секций секции 0,4 и 6 кВ, перевода с рабочего возбуждения на резервное и обратно, регулирования резервного возбуждения, алгоритмы подготовки к включению в сеть, синхронизации, вывода режима генератора на рабочие параметры.

Общее количество основных алгоритмов, реализованных в АСУТП:

  • технологических защит - 148;
  • авторегулирования - 80;
  • шаговых программ - 81;
  • видеограмм - 110.

В процессе разработки и внедрения АСУТП было проведено трехэтапное обучение персонала КТЦ, ЭЦ, ЦТАИ, ПТО (на стадии проектирования, на испытательном стенде - 50 человек по 5 дней; на стадии заводских испытаний ПТК - 3 человека, на стадии наладки и опытной эксплуатации - весь задействованный в эксплуатации энергоблока персонал). Это существенно упростило для персонала Заказчика освоение новой системы управления, обеспечило возможность уже первого пуска энергоблока с использованием алгоритмов функционально-группового управления.

Результат:

Заказчик получил современную надёжную полномасштабную систему управления, позволившую выйти на принципиально новый уровень автоматизации энергоблока во всех режимах его работы. Все работы на площадке выполнены в нормативные сроки планового капитального ремонта энергоблока.