Внедрена автоматизированная система управления котельной Валуйского филиала ЗАО «ПРИОСКОЛЬЕ» (Белгородская область, г. Валуйки) с паровым котлом Е-12-1,4Р, работающим на пометно-подстилочной массе.
Предприятием ООО «Трайт» (г. Чебоксары) в 2018 году была спректирована и внедрена система атоматизированного управления котельной Валуйского филиала ЗАО «ПРИОСКОЛЬЕ» (Белгородская область, г. Валуйки) с паровым котлом Е-12-1,4Р, работающим на пометно-подстилочной массе, побочным продуктом птицеводства. АСУТП реализована на базе российских программно-аппратных средств – программируемого контроллера КР-500 и SCADA TRACE MODE 6.10 (АдАстра, Москва).
Компания «Приосколье» – лидер отечественного рынка мяса птицы, крупнейший поставщик качественного и экологически чистого мяса птицы на российский рынок, заслуживший доверие потребителей и делового сообщества. Компания «Приосколье» располагает самыми современными технологиями, использует только высококачественные ингредиенты. На предприятии реализуется ряд инвестиционных проектов, направленных на расширение и модернизацию производства, диверсификацию продовольственного бизнеса.
Одним из направлений модернизации является реконструкция систем пароснабжения производств предприятия, в том числе строительство новых производственных котельных с паровыми котлами Е-12-1,4Р, работающими на пометно-подстилочной массе.
Учитывая положительный опыт работ ООО «Трайт» в 2016 году при внедрении системы автоматизации аналогичного оборудования производственной котельной ЗАО «Приосколье» ст. Холки, ООО «Трайт» (г. Чебоксары) было вновь выбрано в качестве разработчика и исполнителя проекта, поставщика оборудования. Предприятие ООО "Трайт" в соответствии с контрактом и техническим заданием разработало рабочую документацию проекта автоматизации котельной с паровым котлом, включая вспомогательное общекотельное оборудование, рукавные фильтры и две канализационно-насосные станции КНС. Осуществило разработку, изготовление и поставку шкафов управления, силового оборудования и оборудования КИПиА, произвело монтаж поставленного оборудования, провело пусконаладочные работы. Использование современных технических решений при проектировании системы, а также применение надежной контроллерной техники и оборудования позволило получить программно-технический комплекс, отвечающий всем требованиям заказчика.
Паровой котел Е-12-1,4Р – это стационарный, однобарабанный котел с естественной циркуляцией, предназначенный для выработки 12 тонн насыщенного пара в час с избыточным давлением 1,4 МПа.
Основным топливом является пометно-подстилочная масса (ППМ) – смесь куриного помета с рубленой соломой. Для сжигания ППМ котел оборудован топочным устройством, центральным элементом которого является наклонно-переталкивающая решетка (НПР) рамной конструкции. Подача ППМ на НПР из промежуточного расходного бункера осуществляется скреперным питателем с гидравлическим приводом. Количество подаваемого на решетку топлива регулируется посредством изменения скорости хода скреперов питателя. Наполнение расходного бункера должно обеспечивать определенный запас топлива для равномерной подачи питателем, бесперебойной работы котлоагрегата и производится системой ленточных транспортеров со склада, оснащенного стокерными механизмами «живого» дна с гидроприводами. Подача воздуха в топку для оптимизации процесса горения осуществляется по многоярусной схеме: непосредственно под решетку (первичный воздух) и через сопла вторичного, третичного и дополнительного острого дутья. Подача воздуха в топку и отвод продуктов сгорания осуществляется тягодутьевыми машинами по схеме с уравновешенной тягой. Для управления дымососом и вентиляторами используются частотные преобразователи. Для обеспечения эффективной работы котел оснащен паровыми радиальными и выдвижными обдувочными аппаратами, позволяющими осуществлять очистку поверхностей нагрева от золовых отложений без останова котла. Котел оснащен системой золоудаления, которая помимо рукавных фильтров включает в себя скреперы с пневмоприводами для удаления золы и шлака из топки, транспортеры удаления золы из бункера конвективной шахты котла, дробилку и систему пневмотранспорта. Тракт питательной воды котла оснащен двумя насосами (основной и резервный), управляемыми частотными преобразователями.
Управление котлом осуществляется автоматизированной системой управления (АСУТП), которая обеспечивает:
- автоматизированный пуск котла из различных тепловых состояний с участием оперативного персонала;
- автоматическое регулирование параметров, а именно давления воды перед узлом питания, тепловой производительности по давлению пара в барабане котла, уровня воды в барабане, расхода котловой воды на линии непрерывной продувки, разрежения в топке, температуры первичного воздуха после воздухоподогревателя, подачи первичного воздуха в топку, давления вторичного воздуха после воздухоподогревателя;
- защиту оборудования при отклонениях от штатных режимов работы и в аварийных ситуациях;
- останов котла или отдельных групп оборудования по команде оператора или автоматически действием защит.
Управление котлом в автоматизированном режиме заключается в выполнении технологических операций в последовательности, определяемой технологическим алгоритмом с учетом теплотехнического состояния котла.
Нижний уровень автоматизированной системы реализован с использованием шкафов управления котлом ШУ-Е-12, вспомогательным оборудованием ШУ-ВО и управления рукавным фильтром ШУ-РФ производства ООО "Трайт" на базе промышленного резервированного контроллера КР-500. А так же силовых шкафов ШС-ВРУ, ШС-НКУ-Е, ШС-НКУ-ВО, ШС-Д, ШС-ВВ, ШС-ИВ производства ООО "Трайт", имеющих в своем составе частотные преобразователи Delta CP2000 различных мощностей от 0.75 до 55 кВт, коммутационное и защитное оборудование фирмы Schneider Electric. Шкафы управления располагаются в помещении операторной.
На передних дверях шкафов управления ШУ-Е-12, ШУ-ВО и ШУ-РФ установлены панели оператора Delta DOP-110WS, позволяющие выполнять оперативное управление оборудованием котельной. На экране панели отображаются текущие значения технологических параметров, состояния запорной и регулирующей арматуры, стокеров и скреперов с пневмо- и гидроприводами, электродвигателей вентиляторов и дымососов, исполнительных механизмов, транспортеров и прочих узлов и агрегатов. Сенсорный экран панели позволяет выполнять запуск в работу или останов технологического оборудования, либо отдельных функциональных групп оборудования, в соответствии с заданными алгоритмами, осуществлять управление регуляторами в автоматическом и дистанционном режимах, производить проверку технологических защит. В панели реализована индикация световой аварийной и предупредительной сигнализации.
Помимо оперативного управления в панели реализована функция настройки автоматизированной системы. После ввода пароля доступа инженеру-наладчику становятся доступны функции опробования исполнительных механизмов и электроприводов, настройки диапазонов измерения аналоговых датчиков, корректировки режимной карты, изменения параметров настройки алгоритмов управления системы, уставок срабатывания технологических защит.
Для сбора информации о состоянии оборудования и параметров технологического процесса в системе автоматизированного управления используются датчики и устройства различных производителей. Измерение уровня топлива производится посредством ротационных датчиков для сыпучих сред INNOLevel. Движение транспортеров и шнеков, а также положение скреперов и стокеров контролируется бесконтактными индуктивными датчиками FOTEK и радарными датчиками движения РДД-03А. Измерение расхода питательной воды, пара и непрерывной продувки осуществляется посредством вихревых преобразователей расхода ТИРЭС. Для измерения технологических параметров котла используются термопары и термосопротивления, преобразователи давления и разрежения фирмы ОВЕН. Используемое оборудование по своим техническим характеристикам полностью соответствует техническому заданию и обеспечивает оптимальную и бесперебойную работу котлоагрегата.
Основным рабочим местом оператора является персональный компьютер с установленной на нем современной и надежной SCADA-системой TRACE MODE 6.10. Для реализации проекта была выбрана профессиональная версия исполнительного модуля ДокМРВ+ на 1023 канала и 3 шаблона документов. Обмен данными с резервированными контроллерами осуществляется по сети Ethernet посредством встроенного в Trace Mode бесплатного драйвера обмена с оборудованием серии КР-500. Автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора позволяет осуществлять диалог оператора с системой автоматизированного управления, производить оперативное управление и контролировать работу всех элементов котлоагрегата, регистрировать и архивировать параметры технологического процесса и действия операторов, формировать отчетные документы как в электронной, так и в бумажной форме.
Информация о технологическом процессе представлена оператору котельной в виде нескольких мнемосхем. На основной мнемосхеме размещена общая схема парового котла. На ней изображены все основные узлы котлоагрегата и общекотельного оборудования, участвующего в технологическом процессе, отражены все основные параметры, необходимые оперативному персоналу для контроля работы всей системы. При помощи органов управления на мнемосхеме оперативный персонал имеет возможность воздействовать на технологические процессы топливоподачи, горения, парогенерации, золоудаления и паровой обдувки поверхностей котла.
Каждый из функциональных узлов котлоагрегата выделен в отдельную мнемосхему. На мнемосхемах подробно отображена структура подсистемы, выведены на экран значения всех её технологических параметров, состояния исполнительных механизмов и электроприводов.
Историю действий оперативного персонала, значения технологических параметров за любой промежуток времени можно изучить и проанализировать при помощи сохраненных в архив данных как в виде графиков, так и в табличном виде.
Результаты проведенных работ показывают, что система автоматизированного управления котельной в полном объеме выполняет поставленные в ТЗ задачи, реализована на высоком техническом уровне, построена на современном, надежном и удобном в эксплуатации оборудовании. Автоматизированная котельная с момента ввода в эксплуатации в непрерывном режиме обеспечивает производственные площадки предприятия необходимым количеством теплоносителя (пара) с требуемыми характеристиками. Работы специалистами ООО "Трайт" проведены качественно, в заявленные сроки, на высоком профессиональном уровне.