МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОТЛОАГРЕГАТА ТГМ-84Б

MODERNIZATION OF THE CONTROL SYSTEM OF THE TGM-84B BOILER UNIT

Adilya F. Akhmadeeva

master's student, Department of Process Automation and Control, Kazan National Research Technological University

Russia, Republic of Tatarstan, Kazan

Roman R. Galyamov

Senior Lecturer of the Department of Process Automation and Control, Kazan National Research Technological University

Russia, Republic of Tatarstan, Kazan

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается автоматизация тепломеханических решений и техническое перевооружение котлоагрегата ТГМ-84Б. Под модернизацией котлоагрегата ТГМ-84Б будет подразумеваться замена оборудования КПП и средств температурного контроля. Главной задачей автоматизации является создание объекта высокой эксплуатационной надежности, ремонтопригодности и безопасности эксплуатации. Технологические решения должны обеспечивать повышение надежности работы поверхностей нагрева.

ABSTRACT

The article discusses the automation of thermal mechanical solutions and technical re-equipment of the TGM-84B boiler unit. The modernization of the TGM-84B boiler unit will mean the replacement of the checkpoint equipment and temperature control equipment. The main task of automation is to create an object of high operational reliability, maintainability and operational safety. Technological solutions should ensure an increase in the reliability of the heating surfaces.

Ключевые слова: автоматизация, модернизация, котлоагрегат, горение топлива, ТГМ-84Б, водяной пар, природный газ, мазут.

Keywords: automation, modernization, boiler unit, fuel combustion, TGM-84B, water vapor, natural gas, fuel oil.

Барабанный котлоагрегат типа ТГМ-84Б с естественной циркуляцией предназначен для получения пара высокого давления при сжигании мазута, природного и топливного газа [1].

Объектом проектирования являются конвективный пароперегреватель (КПП) вместе с опорно-подвесной системой с опорно-подвесной системой КПП (ОПС КПП) котлоагрегата ТГМ-84Б (производства «Таганрогский котельный завод»).

Основными параметрами котла являются паропроизводительность (420 т/час), рабочее давление пара в барабане, температура перегретого пара, температура питательной воды [2].

Целью проектирования является техническое перевооружение котлоагрегата ТГМ-84Б. Под техническим перевооружением будет пониматься комплекс мер по улучшению технико-экономических показателей работы котельных на основании внедрения автоматизации производства, модернизации и замены физически и морально устаревших элементов котлоагрегата. Так же необходимо предусмотреть расширение существующего ПТК для вывода показаний КИП в существующей АРМ котлоагрегата.

Основными оборудованиями, подлежащие замене в рамках данной работы, являются непосредственно оборудование КПП и средства температурного контроля.

В целях модернизации устаревшего оборудования КПП осуществляется замена паросборных камер, деталей КПП, пакетов змеевиков, пароохладителей, коллекторов КПП входные и выходные, дробезащиты и др.

Для наибольшей наглядности в данной статье представлена разработанная мной автоматизированная система управления. На первом рисунке представлена функциональная схема автоматизации КПП котлоагрегата ТГМ-84Б.

Рисунок 1. Функциональная схема автоматизации КПП котлоагрегата ТГМ-84Б

Основным элементом существующей системы контроля и управления оборудованием котлоагрегата является существующий программно-технический комплекс (ПТК) на базе оборудования фирмы «Siemens». Для вывода температурного режима работы КПП в существующий АРМ котлоагрегата выполняется расширение комплекса технических средств автоматизации (КТС СА) путём установки дополнительных модулей ввода/вывода фирмы «Siemens». Например, модуль ввода аналоговых сигналов, 8 каналов (TC) SIMATIC S7-300, SM 331 – для ввода сигналов с градуировкой ТХА с датчиков температуры, а модуль ввода аналоговых сигналов, 8 каналов (4-20мА) SIMATIC S7-300, SM 331 – для ввода сигналов 4-20мА с датчиков давления.

После проведения дооснащения КТС СА котлоагрегата иерархическая структура системы так же будет представлена тремя уровнями. Нижний уровень представляет собой совокупность датчиков и исполнительных механизмов, на среднем уровне происходит непосредственное управление (сбор, первичная обработки входных сигналов, регулирование и т.д.), верхний уровень подразумевает уже диспетчерское (дистанционное) управление технологическим процессом.

Визуализация технологических процессов осуществляется с помощью существующей операторской станции.

Подключение информационно-измерительной системы существующей ПТК реализовано через шкаф расширения. Шкаф реализован на основе станции распределенного ввода-вывода SIMATIC ET 200M фирмы «Siemens». SIMATIC ET 200M – это модульная станция ввода-вывода для шкафа управления с высокой плотностью каналов SIMATIC S7-300 [3].

При автоматизации КПП котлоагрегата ТГМ-84Б нужно контролировать, регулировать и обеспечивать безопасное введение процесса на всех этапах его жизни. Поэтому нужно правильно определить параметры и места точек отбора импульсов в технологическом процессе автоматизации КПП котлоагрегата ТГМ-84Б. В данном случае важными технологическими параметрами являются  давление свежего пара на выходе КПП, температура металла змеевиков КПП, температура пара КПП.

В рамках выполняемой работы устанавливаются датчики температуры для контроля температурного режима КПП, предусмотрены кроссовые шкафы, устанавливаемые по месту на площадках обслуживания вблизи КПП. Датчики подключаются к модулям ввода вывода шкафа расширения.

Для контроля температурного режима КПП введены следующие датчики и приборы: преобразователь давления, манометр, термопара. Следует иметь в виду, что питание датчиков выполняется из ПТК.

Преобразователь давления измерительный используется для ввода аналоговых сигналов 4-20 мА по давлению свежего пара на выходе КПП. По таким характеристикам как диапазон измерения средства измерения, предел допускаемой погрешности средства измерения была выбрана модель 7MF4033 – преобразователь давления измерительный SITRANS P DS III для избыточного давления.

Показывающий манометр избыточного давления МП4-У используется для измерения давления свежего пара на выходе КПП.

Бескорпусный термопреобразователь термопарный ТХА-К.301 используется для контроля температуры металла змеевиков КПП, а термопреобразователь термопарный ТХАв – для измерения температуры пара КПП.

В заключении стоит отметить, что автоматизация котельных агрегатов является одним из основных направлений повышения эффективности и безаварийности их функционирования [4].

Список литературы:

1. Султанов М.М., Терентьев Г.Ф., Благочиннов А.В., Константинов А.А. Пуск и останов основного и вспомогательного оборудования на ТЭЦ с поперечными связями: учебно-методическое пособие. Волжский: Филиал МЭИ, 2013, - 53 с.
2. Котлоагрегат ТГМ-84 [Электронный ресурс] // Студопедия URL: https://studopedia.ru/8_161871_kotloagregat-tgm-.html (дата обращения: 07.06.2022).
3. SIMATIC ET 200M [Электронный ресурс] // Siemens URL: https://new.siemens.com/ru/ru/produkty/avtomatizacia/sistemy-avtomatizacii/promyshlennye-sistemy-simatic/sistemy-vvoda-vyvoda/simatic-et-200m.html (дата обращения: 05.06.2022).
4. Дуньшин Д.Н., Феоктистов А.А. Повышение эффективности функционирования систем автоматического регулирования, контроля, технологической защиты и сигнализации котлоагрегатов // Новые технологии. - 2010. - №12. - С. 40-43.