Оборудование впу что это

Оборудование впу что это

Водоподготовка для паровых и водогрейных котлов, является одним из важнейших условий правильной эксплуатации. В разных регионах вода имеет разный химический состав – это может прямым или косвенным способом влиять на общее состояние механизмов котла, например минеральные соли, содержащиеся в воде, являются виновниками образования накипи в трубах. Накипь, образующаяся на стенках труб паровых котлов, снижает общее КПД, так как уменьшают теплоотдачу газов с водой в трубе – это может привести к прогоранию труб. Способы очистки воды, перед подачей ее в паровой котел, зависит в первую очередь от источника. Чтобы снизить содержание минеральных солей в воде, в нее принято добавлять различные вещества. Так же воду необходимо избавить от кислорода, т.к. он является окислителем и ведет к ржавлению труб парового котла.

Все водогрейные котлы и паровые котлы паропроизводительностью 0,7 т/ч и более должны быть оборудованы установками для докотловой обработки воды. Выбор способа обработки воды для питания котлов производится специализированной проектной или наладочной организацией.

Нормы солесодержания и щелочности котловой воды устанавливаются на основе соответствующих испытаний, при этом относительная щелочность котловой воды для паровых котлов с клепаными барабанами не должна превышать 20%. В паровых котлах со сварными барабанами допускается повышенное содержание относительной щелочности котловой воды при принятии мер по предупреждению межкристаллитной коррозии металла. Способы подготовки питательной воды определяются в зависимости от качества исходной воды, условий и режима работы котлов, а также требований к качеству пара.

Блочные водоподготовительные установки (ВПУ) Применяются для умягчения питательной воды для котельных агрегатов и других объектов, где требуется умягченная вода. Водоподготовительные установки предназначены для объектов, где в качестве исходной воды используется вода из хозяйственно-питьевого водопровода.

Водоподготовительные установки состоят из ионитного противоточного фильтра, бака приготовления раствора соли, агрегата электронасосного, смонтированных на одной раме и соединенных трубопроводами с арматурой.

Масса в объеме заводской поставки, кг, не более

Источник

Водоподготовительные установки

НЕ ПОВТОРЯТЬ! ОПАСНО ДЛЯ КОТЛОВ!
Отсутствие системы водоподготовки привело вот к таким плачевным результатам. Котёл вышел из строя в течение девяти месяцев! Рекомендуем купить у нас водоподготовительную установку.

С её помощью Ваши котлы будут работать не менее 20 лет!

Применение

Предназначены для подготовки воды перед подачей ее в паровой котел или для подпитки водогрейных котлов отопительных котельных.

Водоподготовительные установки поставляются вместе со всеми необходимыми для эксплуатации комплектующими: насосом, запорной арматурой, контрольно-измерительными приборами и поставляются в виде максимальной монтажной готовности. Все оборудование установки смонтированное на общей раме.

Все водоподготовки имеют устройство для регенерации катионита.

Конструкция

Установки ВПУ-1,0-К предназначены для осветления и умягчения воды, забираемой из открытых водоемов, артезианских скважин и водопроводной сети. Состоят из двух фильтров (осветительного с зернистым фильтрующим материалом и катионитного с катионитом) и бака-солерастворителя для регенерации катионита

Кроме этого, ВПУ-2,5 имеют паровой теплообменник для подогрева исходной воды до температуры 45°С, что ускоряет процесс умягчения воды, забираемой из артезианских скважин и водопроводной сети.

Технические характеристики

ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ВПУ-3,0 И ВПУ-6,0

Водоподготовительные установки производительностью 3 и 6 м3/ч соответственно предназначены для умягчения питательной воды для котельных агрегатов и других объектов, где требуется умягченная вода. ВПУ разработана для объектов, где в качестве исходной используется вода из хозяйственно-питьевого водопровода.

Принцип работы

Технологический процесс подготовки воды включает в себя выполнение следующих операций: умягчение воды, взрыхление катионита, пропуск раствора соли, отмывку катионита от продуктов регенерации. Подача воды при выполнении всех операций производится одним постоянно работающим насосом.

При умягчении исходная вода насосом подается в ионитный противоточный фильтр и, пройдя его сверху вниз, поступает в бак питательной воды, находящийся у потребителя. По окончании операции умягчения, что определяется либо повышением концентрации остаточной жесткости в умягченной воде более 15 мкг-экв/кг, либо по временному фактору, ВПУ-3,0 переводится в режим регенерации.

Для взрыхления блокирующего слоя ионита исходная вода поступает в среднее распределительное устройство (РУ) ионитного фильтра и сбрасывается через верхнее РУ в безнапорный дренаж.

Периодически (через 10-20 фильтроциклов) производится взрыхление всего слоя ионита путем подачи исходной воды в нижнее РУ и сброса через верхнее РУ. После появления прозрачной воды взрыхление ионита прекращают.

Регенерация ионита осуществляется 5-8%-ным раствором хлористого натрия. Для приготовления этого раствора исходная вода подается на эжектор, куда одновременно поступает 20-25%-ный раствор соли, который готовится в баке приготовления раствора соли. На выходе из эжектора концентрация соли в растворе должна находится на уровне 5-8%. Регенерация ионита производится двумя потоками. Основная часть регенерационного раствора (76%) подается в нижнее РУ фильтра и проходит вспомогательный и основной слои снизу вверх. Остальной поток (24%) подается в верхнее РУ и проходит сверху вниз блокирующий слой. Отвод отработанного раствора осуществляется через среднее РУ в безнапорный дренаж.

Отмывка ионита производится исходной водой, которая подается также двумя потоками. Основной поток (76%) поступает через нижнее РУ и проходит через вспомогательный слой ионита, где исходная вода умягчается. Таким образом, отмывка основного слоя производится умягченной водой. Меньшая часть потока подается через верхнее РУ. Сброс отмывочной воды производится через среднее РУ в безнапорный дренаж. После отмывки, окончание которой определяется по жесткости промывочной воды, выходящей из среднего РУ (не более 500 мг-экв/кг) установка переводится в режим умягчения исходной воды.

Конструкция

Водоподготовительная установка ВПУ-3,0 состоит из противоточного ионитного фильтра, бака для приготовления раствора соли, электронасосного агрегата, смонтированных на одной раме и соединенных трубопроводами с арматурой.

Отличительной особенностью конструкции ВПУ-6,0 является наличие подогревателя воды на подаче исходной воды в фильтр.

Технические характеристики

СОЛЕРАСТВОРИТЕЛИ

Конструкция и применение

Представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, установленный на 3 опоры.
Раствор технической соли, приготовленный в солерастворителе, используется для регенерации (восстановления) ионообменной способности катионита водоподготовительных установок.

Солерастворитель комплектуется трубопроводами, арматурой и контрольно-измерительными приборами.

Технические характеристики

Источник

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВПУ КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

2.1. Общая характеристика ВПУ

2.1.1 . Водоподготовительная установка в составе ТЭС, АЭС и других объектов предназначена для химической обработки сырой воды (речной, артезианской и т.п.) с целью получения обессоленной (умягченной) воды нормируемого качества и подачи ее в цикл станции (или других объектов).

И сходная вода последовательно проходит несколько стадий обработки: методом осаждения в осветлителях удаляются часть солей и взвешенные вещества, далее на фильтрах разного назначения удаляются соли до получения на выходе установки качества воды, соответствующего нормам, установленным для котлов или тепловой сети.

Т ехнологический режим работы ВПУ, входящих в химический цех, непрерывный. Отличительной особенностью технологического режима ВПУ является то, что при непрерывном режиме работы всей установки большая часть оборудования работает периодически с определенной цикличностью.

О борудование ВПУ, включая арматуру, работает на низком давлении p _раб = 0,6 МПа. Производительность разных ВПУ колеблется от 1,0 т/ч для котельных до нескольких тысяч т/ч для крупных ТЭС с отбором пара на производство и тепловой сети с открытым водоразбором.

Р абочая среда: вода и растворы химических реагентов, в том числе:

— известковое молоко с содержанием взвешенных твердых частиц до 15 %, размеры частиц до 1 мм;

В технологии ВПУ используется также сжатый воздух давлением 0,3 МПа и водяной пар.

В отдельных случаях рабочая среда содержит значительные механические примеси (шламовая вода) или представляет собой концентрированную смесь твердых частиц вещества с водой (известковое молоко).

Р абочая среда имеет температуру до +20 ÷ +40 ° C (в отдельных случаях, например производственный конденсат, до +90 ° C ).

П оверхности трубопроводов, арматуры, фильтров, элементов приборов, соприкасающиеся с агрессивной и абразивной рабочей средой, должны иметь антикоррозионное покрытие или быть выполнены из коррозионно-стойкого материала (нержавеющая сталь, покрытия из фторопласта, резиновой смеси и т.п.).

О борудование ВПУ может размещаться:

— в отдельно стоящем здании с примкнувшим помещением СХР на отметке 0;

— в отдельно стоящих зданиях с осветлителями, фильтрами, СХР (каждое на расстоянии до 500 м по кабельной трассе) на отметке 0;

— в главном корпусе электростанции с этажной компоновкой фильтров;

— в главном корпусе на отметке 0 с одноэтажной компоновкой фильтров.

П омещения ВПУ, оборудование которых размещено вне главного корпуса, относятся к категории невзрывоопасных.

Н а ВПУ предусматривается одно или несколько помещений щитов управления в зависимости от состава, назначения и размещения технологического оборудования, а также от производительности ВПУ. В неоперативном контуре размещаются пробоотборные точки для производства оперативных ручных химических анализов.

О рганизационная структура управления ВПУ обеспечивает круглосуточное оперативное управление оборудованием. Управление выполняется ОТ установки.

П роизводство переключений в схеме установки и выполнение ручных химических анализов осуществляют аппаратчики ВПУ (численность зависит от производительности установки, размещения оборудования и др.).

О бслуживание СХР (как правило, только в дневную смену) выполняет аппаратчик СХР, в обязанности которого входит приготовление растворов реагентов для ВПУ, БОУ, энергоблоков и др.

К онтроль за работой ВПУ, БОУ, водно-химическим режимом теплосилового и теплосетевого оборудования, за локализацией аварий, восстановлением режима работы, а также подготовкой оборудования к производству работ, взаимоотношениями с персоналом цехов ТЭС, связанных по работе с химическим цехом, выполняется НС ХЦ.

Р абочие места ОТ и НС ХЦ размещаются, как правило, на щите ВПУ; НС ХЦ может размещаться в отдельном помещении здания ВПУ.

2.1.2 . Оборудование ВПУ (основное и вспомогательное) различается по задачам автоматизации и делится на четыре категории:

— осветлители с устройствами дозирования реагентов;

— фильтры разного назначения и конструкции;

— баки (мерники) с устройствами подачи среды (насосами, эжекторами);

— склад химических реагентов.

— заполнение баков (мерников) растворами кислоты, щелочи и других реагентов;

— приготовление в баках (мерниках) растворов рабочей концентрации объемным способом (концентрат + вода → перемешивание);

— нейтрализация регенерационных вод в баках (заполнение → нейтрализация → сброс → заполнение).

О сновную долю информации в АСУ ТП от участка «Баки (мерники) разного назначения» составляет дискретная информация.

2.2. Состав и краткая характеристика оборудования

В состав оборудования ВПУ (в обобщенном виде) входят:

— осветлители со вспомогательным оборудованием;

— разнофункциональные фильтры со вспомогательным оборудованием;

2.2.1 . Осветлители со вспомогательным оборудованием

О светлители представляют собой аппараты безнапорного типа и предназначены для предварительной обработки сырой воды химическим методом осаждения солей в виде шлама.

О светлители различаются по производительности (номенклатурный ряд от 50 до 1000 т/ч) и составу вводимых для обработки воды химических реагентов: коагулянта, извести, соды, полиакриламида, щелочи.

О сновными условиями качественной работы осветлителей являются поддержание гидравлического и температурного режимов, а также непрерывное дозирование химических реагентов для обработки воды.

Д озирование реагентов осуществляется из мерников с помощью РК, поршневых насосов-дозаторов с регулируемой подачей или насосов-дозаторов с постоянной подачей.

М ерники заполнены растворами реагентов рабочей концентрации, которая приготавливается в мернике объемным способом (вода + концентрат) или смешением воды и концентрата в потоке с подачей готового раствора в мерник.

К роме сырой воды, в осветлитель подается вода из цикла ВПУ с целью повторного использования. Для этого установлен бак (баки) с насосами, подающими воду в осветлитель (периодически или постоянно в зависимости от производительности ВПУ и качества сырой воды).

Ш лам, образующийся в осветлителе, сбрасывается в баки шламовых вод (непрерывная и периодическая продувки), а затем насосами подается на шламозолоотвал или фильтр-прессы, что решается отдельно для конкретного объекта.

О светленная вода на выходе из осветлителя должна иметь прозрачность (концентрацию взвешенного в воде шлама) не более 30 мг/л.

2.2.2 . Разнофункциональные фильтры со вспомогательным оборудованием

О светленная вода после осветлителей собирается в баки и насосами подается на осветлительные (механические) и далее на ионообменные фильтры. Фильтры загружены зернистым материалом, обладающим способностью задерживать механические примеси или ионы солей. Фильтры представляют из себя напорные аппараты ( p _раб = 0,6 МПа) и различаются не только по выполняемым функциям, но и конструктивно (прямоточные, противоточные, смешанного действия, одно-, двух- и трехкамерные и т.п.). Типовой ряд диаметров фильтров от 1,0 до 3,4 м.

С хемы соединения фильтров разделяются на параллельные (однофункциональные фильтры в количестве, обеспечивающем заданную производительность, подключаются по входу и выходу к общим коллекторам) и блочные (разнофункциональные фильтры, соединяются в последовательную цепочку (блок), обеспечивающую полный цикл обработки воды).

В зависимости от производительности ВПУ для группы однофункциональных фильтров предусматриваются один, два и более комплектов оборудования регенерационного узла, с которого на фильтр (блок фильтров) поступают растворы реагентов и вода на СН.

В состав оборудования регенерационного узла входят мерники реагентов с дозирующими устройствами (РК, насосы-дозаторы, эжекторы) и баки с насосами для подачи воды на СН фильтра (блока фильтров).

Д ля сбора и нейтрализации регенерационных вод фильтров устанавливаются баки-нейтрализаторы с насосами рециркуляции и дозирующими устройствами нейтрализующего реагента (как правило, известкового молока).

2.2.3 . Насосное оборудование и режимы его работы

Н асосы ВПУ подразделяются:

— по режиму работы на:

работающие постоянно, установленные на основном потоке воды (коагулированно-известкованной, частично-обессоленной и обессоленной (умягченной));

работающие периодически (в составе ФГУ с заданной цикличностью):

поршневые с постоянной (нерегулируемой) подачей (в схемах ВПУ используются также в качестве регулирующего устройства в режиме импульсного дозирования реагента);

поршневые с регулируемой подачей (в схемах ВПУ используются в качестве регулирующего устройства в режиме непрерывного дозирования реагента);

— по характеристикам электропривода на:

— по способам управления:

2.2.4 . Запорная арматура и режимы ее работы

В одоподготовительные установки оснащаются разнотипной запорной арматурой: задвижками, клапанами, вентилями, затворами.

В качестве привода к арматуре применяются:

— электроприводы (одно- и многооборотные);

— гидро- или пневмоприводы с преобразователями сигналов и системой подготовки, разводки и подачи управляющей воды (или сжатого воздуха).

П о условиям работы запорная арматура должна иметь:

— плотность закрытия по классу А;

Д ля выполнения задач управления ВПУ рекомендуется к применению запорная арматура двухпозиционного действия: полностью «Открыть/Закрыть» (промежуточного положения не требуется). Периодичность полного открытия/закрытия запорной арматуры составляет в среднем

В связи с основной долей ФГУ в общем объеме управления ВПУ надежность действия арматуры с приводом и устройствами контроля её положения должна быть на уровне остальных элементов системы управления (вероятность безотказной работы не ниже 0,98 в течение гарантийного срока).

З апорная и регулирующая арматура управляется:

П ри создании АСУ ТП для действующих ВПУ требуется, в большинстве случаев, замена запорной арматуры и ИМ.

Д ля 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

— электромеханизмы нового поколения с напряжением питания схем управления

— 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.

— 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.

— в данной схеме управления отсутствуют преобразователи дискретных сигналов в АСУ и АИ, упрощаются информационные связи внутри шкафа управления арматурой.

У правление 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.

— регулирующие клапаны с исполнительным механизмом типа МЭОФ и др. с напряжением питания схем управления

— 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

— насосы-дозаторы с регулируемой подачей с напряжением питания схем управления

2.2.6 . Особенности внедрения АСУ ТП на действующих ВПУ

П ри 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:

— шкафы управления насосами;

Н а 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.

О бъем 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:

— датчики давления, уровня и расхода с дискретным сигналом типа «сухой контакт».

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.

П ри этом предпочтительны датчики с цифровой индикацией измерений.

2.3. Режим работы ВПУ

П ри включенном технологическом оборудовании ВПУ ПТК АСУ ТП должен постоянно находиться в работе (в проектном объеме) и обеспечивать выполнение заданных функций.

Э ксплуатационные режимы работы ВПУ подразделяются на:

— 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.

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.).

П ри 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

Н а 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.

О сновной контроль и управление с ЩУ ВПУ должен осуществляться с АРМ ОТ ВПУ с использованием дисплеев, манипуляторов типа «мышь» и функциональных промышленных клавиатур.

О сновной контроль и управление с ЩУ ВПУ распространяется на основное оборудование ВПУ (осветлители, фильтры и пр.) и часть оборудования СХР.

2.4.2 . Автономные системы контроля и управления, связанные с ПТК

П ри размещении оборудования ВПУ в удаленных друг от друга зданиях должны предусматриваться автономные СКУ (СКУ осветлителей, СКУ механических фильтров), связанные с ПТК ВПУ (АРМ ОТ), размещенном в здании с ионообменными фильтрами. При реализации полнофункциональных автономных СКУ дежурный персонал может не предусматриваться.

А варийный останов насосов ВПУ выполняется по месту (кнопка «Стоп»).

2.4.4 . Автономный контроль и управление оборудованием СХР

П ри размещении СХР в отдельно стоящем, удаленном от ВПУ здании от АСУ ТП управляются насосы, перекачивающие на ВПУ химические реагенты и работающие в составе ФГУ ВПУ. Информация об уровнях в расходных баках СХР и о состоянии отдельных исполнительных устройств также поступает в АСУ ТП ВПУ.

П ередача информации с СХР в АСУ ТП ВПУ выполняется посредством системных шин или прямых кабельных связей.

П ри размещении СХР в одном здании с оборудованием ВПУ объем задач по контролю и управлению СХР может быть расширен за счет выполнения автоматической промывки (ФГУ промывки) фильтров соли, коагулянта, ФГУ приготовлением реагентов рабочей концентрации и др.

2.4.5 . Автоматизированное рабочее место ОТ для ВПУ большой производительности

Д ва АРМ ОТ и более должны предусматриваться для крупных ВПУ с большим количеством оборудования, с размещением в одном здании различных схем обработки воды (обессоливающая установка, установка подготовки воды для тепловой сети и др.).

П ри размещении основного оборудования ВПУ, требующего дежурного обслуживания, в отдельных удаленных друг от друга зданиях предусматриваются отдельные АРМ:

— АРМ аппаратчика механических фильтров и осветлителей, которое может не предусматриваться при выполнении полнофункциональной системы управления и высокой надежности (на уровне надежности СКУ) запорной арматуры с приводом.

3. СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ АСУ ТП ВПУ

Ф ункциональная структура ПТК АСУ ТП ВПУ должна состоять из взаимосвязанных подсистем, которые классифицируются по исполняемым функциям:

— сбора и первичной обработки значений технологических параметров и состояния исполнительных механизмов насосов, запорной и регулирующей арматуры;

— ручного ввода параметров, необходимых для выполнения расчетов в составе ФГУ, формирования ведомостей и расчета ТЭП;

— графического отображения состояния технологического оборудования, исполнительных механизмов насосов, запорной и регулирующей арматуры;

— предупредительной и аварийной сигнализации отклонения от задания технологических параметров и нарушений хода программ ФГУ;

— регистрации значений технологических параметров и хода программ ФГУ;

— функционально-группового управления процессами регенерации фильтров, приготовления и подачи химических реагентов, нейтрализации сбросов ВПУ и т.п.;

— технологических блокировок, АВР насосов;

— дистанционного управления исполнительными механизмами насосов, вентиляторов, запорной и регулирующей арматуры, а также отдельными операциями ФГУ (пооперационное управление регенерацией фильтров: взрыхление, пропуск кислоты и т.п.);

— обработки приоритетов и формирования выходных команд управления исполнительными механизмами насосов и арматуры;

— обеспечение связи АРМ НС и АРМ ОТ с АСУ ТП станции.

А втоматизированное рабочее место ВПУ должно иметь системную связь с АРМ НС ХЦ и АРМ инженера АСУ. Автоматизированное рабочее место НС ХЦ должно иметь системную связь с АРМ аппаратчика БОУ, АРМ ЭЛ и АРМ оперативного персонала других цехов электростанции, связанных технологическими режимами с химическим цехом. Объем информации, поступающей на АРМ НС ХЦ, должен быть достаточным для оперативного ведения водно-химического режима станции. В неоперативном контуре ЩУ ВПУ должно быть размещено АРМ инженера АСУ для обслуживания ПТК АСУ ТП ВПУ: конфигурирования, отладки ПО и др.

— не менее двух (количество зависит от производительности ВПУ, топографии размещения оборудования и др.) дублирующих рабочих станций, обеспечивающих функционирование АРМ ОТ;

— не менее двух цветных графических дисплеев размером не менее 21 дюйма;

— устройства координатного указания (мышь) в промышленном исполнении.

А втоматизированное рабочее место ОТ выполняет следующие функции:

— обработку команд оперативного ДУ технологическим оборудованием, поступающих от ОТ и передача их в контроллеры;

— отображение состояния технологического оборудования, значений технологических параметров, событий функции ПАС;

— отображение состояния задач управления (включение/выключение, ввод/вывод, срабатывание, переключение режимов и др.);

— отображение информации о ходе и результатах выполнения программ ФГУ.

— цветным графическим дисплеем с размером экрана 21 дюйм;

— устройством координатного указания типа «мышь»;

— лазерным принтером формата А4.

— отображение состояния технологического оборудования на видеограммах фрагментов технологической схемы в объеме, достаточном для обобщенного контроля функционирования оборудования ВПУ, БОУ и другого оборудования, связанного с химическим цехом;

— отображение информации о событиях технологической сигнализации, работе задач ТЗ и ТБ, о ходе и результатах выполнения программ ФГУ.

— цветным графическим дисплеем с размером экрана 21 дюйм;

— устройством координатного указания типа «мышь»;

— лазерным черно-белым принтером формата А4.

— отображение состояния технологического оборудования ВПУ;

— отображение информации о состоянии и работоспособности компонентов ПТК АСУ ТП;

— отображение подробной информации о состоянии и работоспособности оборудования АСУ ТП, установленного по месту;

— ручное санкционированное включение/выключение задач ТЗ и ТБ;

— предоставление программного аппарата для проведения режимной наладки автоматических регуляторов;

— ручное изменение следующих настроечных параметров задач:

коэффициентов настройки автоматических регуляторов;

скорости хода исполнительных устройств;

параметров настройки фильтров входных аналоговых сигналов;

— формирование информации, сохраняемой на сервере базы данных АСУ ТП, и вывод на печать протоколов по запросу пользователей.

Н ижний уровень системы должен быть построен таким образом, чтобы была обеспечена возможность ремонта, опробования механизмов без связи с верхними уровнями АСУ и аварийного оперативного отключения механизма в случае отказа среднего и верхнего уровней системы.

О борудование ВПУ должно быть разделено на функциональные группы по технологическому принципу.

— баков БИВ-1, 2, БРВ, БШВ с перекачивающими рабочую среду насосами;

— мерников коагулянта с дозирующими устройствами;

— мерников полиакриламида с дозирующими устройствами;

— мерников щелочи для осветлителей с дозирующими устройствами;

— мерников щелочи для тепловой сети с дозирующими устройствами;

— блоков фильтров обессоливания (всего 3 блока);

— баков-нейтрализаторов 1, 2;

— ячеек (1, 2, 3) и баков (1, 2) коагулянта с перекачивающими насосами;

— баков щелочи СХР с перекачивающими насосами;

— баков кислоты СХР с перекачивающими насосами;

— ячеек (1, 2, 3) и баков соли с перекачивающими насосами;

— ячеек (1, 2) извести с перекачивающими насосами;

Р азмещение в шкафах схем управления запорной и регулирующей арматур должно быть выполнено по технологическому принципу и соответствовать делению на ФГО.

— прием и аналого-цифровое преобразование сигналов, поступающих с нижнего уровня;

— формирование пакетов этой информации и передачу их по локальной сети на верхний уровень;

— выполнение программ контроля и управления, в том числе автоматического регулирования, блокировки и АВР;

— прием с верхнего уровня сети и преобразование цифровых сигналов в аналоговые и релейные в соответствии с заданными алгоритмами;

— передачу команд на объект управления.

Н а среднем уровне реализуются функции ТБ и ДУ наиболее ответственными ИМ, а также АР и ТЗ АСУ ТП ВПУ. Оборудование среднего уровня должно быть приспособлено к условиям окружающей среды в месте установки (у технологического оборудования или на ЩУ ВПУ).

Р азмещение модулей ввода/вывода в шкафах контроллеров должно соответствовать делению на ФГО, принятые для шкафов управления арматурой.

В таблице 1 приведено количество исполнительных устройств и входных/выходных сигналов ПТК АСУ ТП для ВПУ с разным набором оборудования, оснащенной арматурой с электроприводами МЗО и МРО.

Питание схемы управления

Запорная арматура (МЗО)

регулирующий клапан (МРО)

насосы-дозаторы с частотным регулированием (НД)

Механизмы собственных нужд

Аналоговые входные сигналы

Унифицированный токовый сигнал от датчиков контроля и ПЧ насосов-дозаторов

Унифицированный токовый сигнал:

Аналоговые выходные сигналы

Команды управления НД

Дискретные входные сигналы

Дискретные выходные сигналы

Команды управления МСН

Команды управления ЗО

Команды управления РО

Т ребования к показателям надежности устанавливаются в соответствии с ГОСТ 24.701-86 «Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения».

Н адежность системы (включая надежность периферийных устройств) должна обеспечить техническое обслуживание ее в одну дневную смену.

Э ти требования являются общими для промышленных систем, кроме указанных в настоящих Методических указаниях и должны быть выполнены при их создании.

— для отдельно стоящего здания:

температура окружающего воздуха +10 ÷ +30 ° С;

запыленность воздуха до 4 ÷ 6 мг/м 3 ;

температура окружающего воздуха +10 ÷ +40 ° C;

вибрация в диапазоне частот 0,5 ÷ 50 Гц с амплитудой 0,15 мм (группа № 1);

внешние магнитные поля постоянного и переменного тока с частотой 50 Гц и напряженностью до 400 А/м;

внешние электрические поля напряженностью до 10 ± 1 кВ/м.

380/220 В, частотой 50 Гц, выполненная с резервированием от двух источников (например, разные секции РУСН 0,4 кВ).

П ри потере электропитания от одного источника и последующем восстановлении (АВР питания) не должны выдаваться ложные команды или ложная информация.

4. ФУНКЦИИ АСУ ТП ВПУ

К общесистемным функциям относятся:

— опрос и первичная обработка информации от аналоговых и дискретных источников;

— контроль достоверности входной информации;

— формирование команд управления;

— контроль реализации команд управления;

— непрерывный автоматический контроль функционирования устройств ПТК АСУ ТП;

— сбор и обработка данных о состоянии и функционировании технических и программных средств ПТК АСУ ТП;

— обеспечение связи АРМ ОТ ВПУ с АРМ НС ХЦ по цифровым линиям связи.

К информационным функциям относятся:

— технологическая предупредительная и аварийная сигнализация;

— отображение информации на АРМ ОТ ВПУ;

— регистрация информации (сохранение в системном архиве), в том числе регистрация аварийных событий;

— автоматическое ведение документации.

К управляющим функциям относятся:

— дистанционное управление исполнительными механизмами насосов, вентиляторов, запорной и регулирующей арматуры, входящих в состав АСУ ТП;

— технологические защиты оборудования ВПУ;

— технологические блокировки (в том числе АВР насосов);

— автоматическое регулирование технологических и химических параметров;

— программно-логическое управление регенерациями разнофункциональных фильтров и другими процессами ВПУ.

Ц иклы опроса и первичной обработки входной информации должны быть следующими:

— 0,1 ÷ 1,0 с для всех (кроме аналоговых датчиков температуры) аналоговых и дискретных (в том числе сигналы обратной связи из схем управления ИМ, от ключей и кнопок) датчиков технологических параметров;

— 1,0 ÷ 20,0 с для сигналов от аналоговых датчиков температуры.

К оманды управления ИМ должны формироваться в соответствии с уровнями приоритетов:

— команды от ключей (кнопок) аварийного отключения насосов (вентиляторов) (наивысший приоритет);

— команды ТЗ должны формироваться с запретом противоположного действия;

— команды блокировок в режиме нормальной эксплуатации ВПУ, формирующих команды по изменению состояний ИМ и команды ДУ ИМ с АРМ ОТ;

— команды ФГУ процессами регенерации фильтров и другими процессами.

П ри формировании команд управления используются следующие временные характеристики:

4.5.1 . Технологическая предупредительная и аварийная сигнализация

В есь массив событий ПАС должен быть разделен на следующие категории:

П еречень категорий событий ПАС должен быть уточнен на этапе разработки алгоритмического обеспечения функции.

О дна из рабочих станций АРМ ОТ должна выполнять функцию вывода сигнальной видео- и аудиоинформации. Программные средства рабочих станций должны обеспечивать оперативное назначение конкретной станции для выполнения функций сигнальной станции.

З вуковой системой оповещения должны оснащаться две рабочие станции АРМ ОТ. Одна из них должна выполнять функции сигнальной станции штатно, другая должна быть предназначена для резервирования при отказе первой. Остальные рабочие станции АРМ ОТ должны обеспечивать вывод визуальной информации функции ПАС без звукового сопровождения.

З вуковая сигнализация должна выводиться только с одной из двух предназначенных для этого станций.

Д ля этой цели должен быть реализован автоматический ввод/вывод функций сигнализации по состоянию технологического оборудования и (или) значениям параметров сред.

У правление выводом таблиц текстовых сообщений должно производиться с помощью виртуальных кнопок, одновременно выполняющих функции индикаторов появления событий каждой из категорий. Количество кнопок должно соответствовать количеству категорий событий.

4.5.2 . Отображение информации на АРМ ОТ ВПУ

а) видеокадры всей ВПУ со следующей информацией:

— измерения основных технологических и химических показателей процессов, разнесенных по группам оборудования (уровни в баках, мерниках, расходы среды на основных потоках и т.п.);

— сигнализации отклонений от нормы параметров и срабатывания защит, блокировок и АВР насосов (вентиляторов) в виде обобщенной цветосигнализации для групп оборудования и текстовых сообщений;

б) видеокадры ФГО. Деление технологической схемы на мнемосхемы (видеокадры) должно соответствовать группам оборудования, на которые по технологическому принципу разделена ВПУ.

В обобщенном виде ВПУ делится на следующие ФГО:

П ример деления конкретной ВПУ на ФГО и объем информации по ФГО показан на рисунке 6 ;

в) видеокадры выбора режимов работы насосов и хода выполнения ФГУ.

П ри работе ФГУ на видеокадре должны:

— выделяться технологические линии одной или нескольких одновременно выполняемых операций ФГУ;

— выдаваться текстовое сообщение о состоянии ФГУ («Работа», «Заполнение» и т.п.) с отчетом по шагам (ход программы ФГУ с перечнем операций, индикацией их выполнения либо отказа);

— предусматриваться ручной ввод параметров, участвующих в расчетах в составе ФГУ для оперативного их изменения (расхода реагента на регенерацию, концентрации раствора в мернике и т.п.);

— обозначаться все технологические связи данного видеокадра с другим оборудованием и арматура без привода.

4.5.3 . Регистрация информации, в том числе регистрация аварийных событий

— регистрация значений всех технологических параметров, вводимых в систему;

— регистрация состояний всех источников дискретных сигналов, вводимых в систему;

— регистрация состояния ИМ (обработанные значения);

— регистрация состояния ТЗ;

— регистрация состояния ТБ;

— регистрация состояния АР;

— регистрация действий оператора по ДУ ИМ с пульта АРМ ОТ и с местных пультов управления;

— регистрация действий пользователей по управлению состояниями задач с АРМ ОТ и АРМ инженера АСУ ТП;

— регистрация событий функции ПАС;

— регистрация времени наработки вращающихся механизмов;

— регистрация времени наработки ВПУ;

— регистрация невыполнения команд управления ИМ;

— регистрация сообщений функции диагностики состояния датчиков параметров;

— регистрация сообщений функции диагностики состояния ПТК.

В локальном архиве должны регистрироваться только значения технологических параметров, назначенных в наборы параметров для отображения их в виде графиков или таблиц.

В локальном архиве должны сохраняться все значения упомянутых параметров с минимальным интервалом 1,0 с.

А рхив должен быть организован в виде кольцевого массива, т.е. при переполнении массива следующее значение записывается на место первого значения в массиве.

Д оступ к информации локального архива должен осуществляться только с АРМ ОТ путем отображения сохраненной информации в виде графиков или таблиц.

В основном архиве должна сохраняться информация об изменениях параметров, состояний исполнительных механизмов или задач, состояний дискретных переменных.

О сновной архив должен быть организован в виде массива (файла) заданного размера.

Д лительность сохранения информации в одном файле должна быть не менее 10 сут.

П осле заполнения текущий файл должен закрываться и автоматически открываться новый. Заполненный массив должен автоматически переписываться на магнитооптический диск, при этом подсистема регистрации должна автоматически присваивать уникальное имя файлу, формировать его сигнатуру (цифровую подпись) для защиты содержимого массива от модификации и вести библиотеку томов.

а) протоколы, обеспечивающие анализ работы технологического оборудования за сутки (смену), т.е. суточная (сменная) ведомость основных технологических параметров.

С менные значения переменных рассчитываются непрерывно в течение всей смены и служат основой для расчета суточных показателей.

Н а основании ведомостей отдельных регенераций система должна формировать сводную ведомость регенераций;

б) протоколы, обеспечивающие анализ действий автоматики в течение смены или за заданный период;

в) протоколы, обеспечивающие анализ возникновения внештатных ситуаций в течение смены или за заданный период;

г) протоколы, обеспечивающие анализ действий персонала в течение смены или за заданный период;

д) протоколы, обеспечивающие анализ работы оборудования за заданный период;

е) протоколы, обеспечивающие анализ состояния автоматики на конец смены или на заданный момент времени;

ж) протоколы регистрации аварийных ситуаций, обеспечивающие анализ состояния оборудования и действий автоматики при выяснении причин срабатывания ТЗ и формирующиеся по специальному алгоритму.

П ротоколы, отражающие изменения значений параметров или состояний ИМ и задач, в первой строке таблицы должны содержать значения (состояния), действовавшие на момент времени, указанный как начало периода формирования протокола (т.е. срез состояний на начальный момент).

И нформация в протоколах должна разделяться по ФГО ВПУ.

П ользователи должны иметь возможность задавать форму и содержание дополнительных протоколов (в дополнение к стандартным формам протоколов) для получения необходимой информации.

П ротоколы, сформированные в процессе работы функции автоматизированного ведения оперативной документации, должны храниться на сервере архива не менее 5 сут.

4.5.5 . Расчет оперативных технико-экономических показателей

— оперативного анализа и корректировки режима работы оборудования оперативным персоналом ВПУ;

— анализа работы оборудования эксплуатационным персоналом ВПУ;

— составления отчетных форм об экономичности работы ВПУ.

— подготовка массивов информации для расчета ТЭП;

— видеограмм на АРМ ОТ, отражающих основные текущие параметры экономичности работы оборудования;

— протоколов, содержащих основные параметры экономичности работы оборудования за смену и за сутки.

4.6.1 . Дистанционное управление исполнительными механизмами насосов, вентиляторов, запорной и регулирующей арматуры, входящих в состав АСУ ТП ВПУ

Д истанционное управление ИМ должно выполняться:

— в аварийных режимах с местных щитов управления насосами (останов насоса).

И нформация от кнопок аварийного останова должна поступать в АСУ ТП для регистрации и архивирования.

К ак показано на схеме программы могут выполняться в автоматическом (АРУ), пошаговом (ПШУ) или в пооперационном (ПРУ) режимах управления.

П редусмотрено ДУ ИМ.

П ри ДУ ИМ ключ К2 устанавливается в положение «ДУ».

Д ля пуска программы в АРУ необходимо ключ К2 установить в положение «АРУ» и нажать кнопку «Пуск».

П ри выполнении программы в АРУ, если выполнены определенные условия и нет команды запрета, взводится память шага, формируются команды на ИМ, логические команды внутри шага, команды сигнализации. При выполнении всех условий шаг считается выполненным и происходит автоматический переход к последующему шагу, если нет запрета на его выполнение. Сброс предыдущего шага и его контрольного времени происходит от последующего выполняемого шага.

П ри невыполнении команд шага за контрольное время шага или за время, необходимое для выполнения определенных команд, а также при отсутствии других условий выполнения шага, программа останавливается и формируются команды сигнализации, определяющие неисправность. Продолжение выполнения программы возможно после устранения причин, вызвавших ее останов.

В ПРУ после выбора шага, если для этого шага нет условий, разрешающих его выполнение, производится сигнализация отсутствующих условий. Можно запустить выбранный шаг, если нет запрета выполнения шага. После выполнения шага программа останавливается.

Д ля пуска программы в ПШУ необходимо:

— ключ К2 установить в положение ПШУ;

— выбрать нужный шаг;

— нажать кнопку «Пуск».

М ожно запустить программу в ПРУ, а затем перейти к АРУ для чего после пуска программы необходимо ключ К2 установить в положение «АРУ».

М ожно запустить программу в АРУ, затем перейти в ПРУ, тогда программа должна остановиться на том шаге, который был выбран в ПРУ.

Д истанционный режим работы ФГУ предусматривается для:

— ввода ФГУ в работу в автоматическом режиме;

— аварийного останова ФГУ;

— ввода ФГУ группой шагов, достаточных для выполнения технологически законченной (автономной) операции, например, «Пропуск кислоты» или «Рециркуляция в баках-нейтрализаторах» и т.п. При этом останов программы по завершении операции выполняется автоматически;

— ввода ФГУ в работу в пошаговом режиме. По окончании программы шага останов выполняется автоматически.

А втоматический режим работы ФГУ периодическими процессами ВПУ предусматривается как основной. Переход на дистанционное пооперационное управление выполняется в условиях технологической необходимости; пошаговое управление применяется при поиске неисправностей и пусконаладочных работах.

В функции ТБ должна предусматриваться возможность санкционированного ручного включения/выключения блокировки с АРМ ПТК.

В АСУ ТП ВПУ должны быть предусмотрены следующие автоматические блокировки насосов:

— запрет пуска насоса или его аварийного включения при минимальном уровне в выбранном оператором баке (мернике) переключателем выбора;

— аварийное отключение насоса, если через 2 мин после его пуска напорная линия не открылась либо расход остается вблизи нулевого значения;

— автоматическое открытие задвижки на всасе насоса и задвижки на выходе из выбранного бака (мерника) после того, как осуществлен выбор рабочего насоса (переключателем выбора режима насоса) и выбор бака (мерника);

— автоматическое закрытие напорной задвижки после выбора насоса рабочим;

— автоматическое закрытие задвижек по факту отключения рабочего насоса (согласно алгоритму ФГУ);

— аварийное отключение насоса по стандартному алгоритму АВР.

Д истанционное отключение насоса возможно всегда и никакие блокировки не налагают на него запрета. Запрещается включение насоса, находящегося в ремонте.

4.6.3 . Автоматическое регулирование технологических и химических параметров

А втоматические регуляторы должны быть реализованы по стандартным законам совместно с ИМ:

— постоянной скорости (типа МЭОФ с БСПТ) и формировать импульсные управляющие команды «Больше/Меньше» на регулирующие устройства;

— постоянной скорости (типа поршневого насоса-дозатора с постоянной подачей) и формировать импульсные управляющие команды «Включить/Выключить»;

— регулируемой скорости (типа поршневого насоса-дозатора с частотным регулированием подачи) и формировать аналоговые управляющие команды.

К аждый контур регулирования должен быть связан с отдельным виртуальным блоком управления, обеспечивающим следующие функции управления режимами работы контура и отображения его состояния:

— индикацию текущего режима управления исполнительным механизмом (автоматического, дистанционного);

— индикацию текущего значения величины разбаланса регулятора;

— переключение режима управления РК («ДУ/АР»);

— запрет выдачи регулятором сигналов при определенных условиях;

— ручное изменение значений заданий величины регулируемого параметра.

Приложение А

ПЕРЕЧЕНЬ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ, РЕКОМЕНДУЕМЫХ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ АСУ ТП

П равила устройства электроустановок. Москва. Минэнерго СССР. 1986.

МИ 222-80. Методика расчета метрологических характеристик измерительных каналов информационно-измерительных систем по метрологическим характеристикам компонентов.

ГОСТ 21.657-84. Электрическая изоляция изделий ГСП. Технические требования. Методы испытаний.

Приложение Б

ПОЯСНЯЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ К РАЗДЕЛУ 2 НАСТОЯЩИХ МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ

В состав оборудования для автоматизации ВПУ входит запорная и регулирующая электроприводная арматура в антикоррозионном исполнении D _y 10 ÷ 400 мм с блоками управления (исполнительными автоматами), блоками коммутационными и шкафами управления. При использовании исполнительных автоматов с дискретным интерфейсом в состав комплекта оборудования включается переносной пульт управления, индикации и настройки электроприводов.

Э тот комплект оборудования отличается повышенной надежностью, большим сроком службы (до 15 лет без замены смазки в электромеханизмах), малыми габаритными размерами, упрощающими компоновочные решения на действующих установках, малым энергопотреблением, не требует дополнительных устройств для управления электроприводами от ПТК АСУ ТП.

В каждый шкаф управления устанавливаются до 7 модулей М-10, т.е. до 70 шт. исполнительных автоматов, выключатели автоматические (автоматы защиты) на каждый электропривод, источник вторичного питания ИВЭП с выходным напряжением 220 В переменного тока и 24 В постоянного тока (рисунок Б.3 данного приложения).

Источник