Автоматизация процессов и управления

 

Среди более чем сотни объектов энергетики, которые за восемнадцать лет своей деятельности автоматизировало ЗАО «Интеравтоматика», особое место занимает Калининградская ТЭЦ-2.

Она интересна, прежде всего, своим местоположением: Калининградская область – особый регион России, не связанный напрямую сухопутными связями, а следовательно, и электрическими сетями с основной частью страны.

Так исторически сложилось, что в советский период на территории Калининградской области своей энергетики фактически не было. И только после развала Советского Союза остро встал вопрос о создании на этой «островной» территории Российской Федерации собственной генерации. Обусловлено это было не только потребностями региона, но и перспективами импорта электроэнергии в соседние страны, в первую очередь, в Литву, давно планировавшую закрытие Игналинской АЭС, в другие соседние государства.

К сожалению, трудности 1990‑х годов затянули работы по строительству ТЭЦ-2, но в первом десятилетии нынешнего века они активно возобновились. Станция стала строиться эффективно, быстро, и на данный момент является одной из крупнейших новых электростанций в России, полностью основанной на парогазовой технологии выработки электроэнергии. На станции работают два энергоблока ПГУ-450 МВт. Если учесть, что до ввода ТЭЦ-2 общее потребление электроэнергии в Калининградском регионе составляло 380 МВт, становится ясно, что с самого начала станция была ориентирована на выработку электроэнергии больше, чем может потребить сама область. Сейчас, после пуска второго энергоблока, еще более важной стала задача обеспечения качества, надежности и четкого выполнения коммерческого графика регулирования нагрузки, который необходим как для обеспечения жизнедеятельности всей Калининградской области, так и для бесперебойной продажи электроэнергии за рубеж.

С точки зрения автоматизации, разница в пять лет между пусками двух энергоблоков (энергоблок № 1 был пущен в 2005 году, а энергоблок № 2 – в 2010 году) оказалась достаточной для того, чтобы сменилось поколение технических средств АСУТП. АСУТП первой очереди ТЭЦ была реализована на базе программно-технического комплекса Teleperm XP-R, включающего контроллерный уровень ТПТС-51 и уровень человеко-машинного интерфейса ОM 650, использованного ЗАО «Интеравтоматика» в конце 1990‑х – начале 2000‑х годов для автоматизации крупных энергоблоков. Управление вторым энергоблоком и всей второй очередью ТЭЦ было реализовано уже с использованием программно-технического комплекса, так называемого четвертого поколения, SPPA-T3000, который стал широко применяться только начиная с 2006 года. В России первые объекты с АСУТП на базе нового ПТК были пущены в строй в 2007 году, и на сегодняшний день ЗАО «Интеравтоматика» ввело в эксплуатацию с использованием SPPA-T3000 уже два десятка АСУТП крупных энергетических объектов.

Таким образом, применительно к Калининградской ТЭЦ-2 перед ЗАО «Интеравтоматика» стояла достаточно интересная и непростая задача – не только обеспечить качественное управление всем оборудованием ТЭЦ, но и сделать так, чтобы оперативный персонал станции особо не ощущал разницы между двумя типами аппаратуры в части ведения технологического процесса. Поставленная проблема была успешно решена. В настоящее время имеем единую АСУТП всей электростанции, включающую в себя две составляющие. Во-первых, это АСУТП первой очереди ТЭЦ, реализованная на аппаратуре Teleperm XP-R и охватывающая как сам энергоблок № 1 ПГУ-450, так и общестанционные установки, в частности ОРУ 110 кВ, обеспечивающее выдачу электроэнергии на этом напряжении. Во-вторых, это АСУТП второй очереди ТЭЦ, реализованная на базе ПТК SPPA-T3000 и обеспечивающая автоматизацию как энергоблока ПГУ-450 ст. № 2, так и дополнительного общестанционного оборудования, включая ОРУ 330 кВ.

В то же время понятно, что электростанция – это единый организм и нельзя рассматривать эти АСУ как две различные, достаточно автономные системы. В настоящее время достигнута их достаточная близость. В первую очередь это касается операторского интерфейса, который выполнен одинаковым, благодаря чему и операторы энергоблоков, и инженерный персонал, переходя с одного блока на другой, практически не ощущают различия аппаратурной реализации АСУТП. Да, конечно, и видеограммы, и окна управления в чем‑то отличаются друг от друга, но они выполнены похожими, в одном стиле, и практически, как показал опыт внедрения, переход машинистов с одного блока на другой не приводит к каким‑либо затруднениям в их деятельности.

Достигнуто это было еще и за счет того, что в обоих случаях ЗАО «Интеравтоматика» являлось основным разработчиком ПТК АСУТП. Поэтому такие решения, как алгоритмическое обеспечение, технологические решения по операторскому интерфейсу и так далее, были сделаны одними и теми же специалистами. Различия же, имеющиеся между самими техническими средствами, фактически не повлияли на конечный результат: в конце концов, технология блоков одна и та же. А то, что один ПТК более современен, чем другой? Да, в чем‑то управление на втором блоке комфортнее, более удобно и обслуживание АСУТП. Самое главное здесь то, что, так как на энергоблоках достигнут очень высокий уровень автоматизации, при котором практически все операции основного режима и преобладающее большинство операций пуска-останова оборудования производятся автоматически, то алгоритмы управления ими, реализованные на разной технике, одинаковы, блоки работают идентично, динамика их переходных процессов достаточно близка.

Очевидно, что это удачное решение не только для такой электростанции, как Калининградская ТЭЦ-2, но и для многих других объектов России. Многие станции у нас строятся таким образом, что часть энергоблоков на них была введена в строй еще в 70‑80‑е годы, а другая будет вводиться в настоящее время. И в этой ситуации достичь правильной преемственности, постараться реконструировать старые решения так, чтобы они соответствовали уже современным требованиям, в первую очередь по алгоритмам, и есть та задача, которую ставит перед собой ЗАО «Интеравтоматика».

В процессе работы по автоматизации первого блока ТЭЦ специалисты ЗАО «Интеравтоматика» и станции столкнулись с проблемой излишнего количества локальных систем управления, поставляемых в комплекте с технологическим оборудованием. К примеру, комплектно с БРОУ были поставлены локальные системы на аппаратуре фирмы AlenBreadly, что вызывало серьезные неудобства в обслуживании автоматики, выполненной на других технических средствах. Применительно ко второму блоку было решено практически все технологическое оборудование автоматизировать на базе SPPA-T3000. С этой целью комплектно поставляемые локальные системы управления газотурбинной установки, регулирования паровой турбины, пункта подготовки газа были реализованы на SPPA-T3000, а все остальные задачи управления и обработки информации, например автоматизация тех же БРОУ, термоконтроль генератора и т. д., решены в составе базовой АСУТП поставки ЗАО «Интеравтоматика».

Важным достоинством проведенной работы явилось успешное проведение в короткие сроки после пуска энергоблока испытаний на соответствие данного энергоблока требованиям общего первичного регулирования частоты и готовности выполнения требований нормированного первичного и автоматического вторичного регулирования частоты (данный стандарт сейчас находится на утверждении). Подобная задача успешно решается традиционными газомазутными блоками: стандарт для них действует с 2005 года. А с 2011‑го начал функционировать рынок системных услуг. Применительно к парогазовым установкам эта проблема оставалась открытой, так как способ изменения нагрузки ПГУ зависит от возможностей самой газовой турбины и ее систем управления обеспечить требуемые скоростные показатели изменения нагрузки. На Калининградской ТЭЦ-2 совместными усилиями ЗАО «Интеравтоматика» и заказчика, а также поставщика газовой турбины – ОАО «Силовые машины» удалось обеспечить необходимые характеристики, которые полностью соответствуют требованиям принимаемого сейчас нового стандарта СО ЕЭС по нормированному первичному и автоматическому вторичному регулированию частоты в энергосистеме.

Уровень эксплуатации станции — высокий. Это связано еще и с тем, что станция расположена в городе с достаточно высоким уровнем образования, практически все молодые специалисты – это выпускники калининградских вузов, которые, готовят высококвалифицированных специалистов широкого профиля, в том числе и в области автоматизации энергетики. Созданный за короткое время коллектив станции – это команда, с которой приятно работать и совместно с которой можно действительно обеспечить качественную, требуемую на современном уровне выработку электроэнергии. ЗАО «Интеравтоматика» дорожит долгосрочным сотрудничеством с персоналом ТЭЦ, которое было начато при проектировании и строительстве первой очереди и успешно продолжается и сейчас. Фактически совместно с пуском второй очереди была введена в эксплуатацию теплофикационная установка, и в настоящее время станция решает задачи не только по выработке электроэнергии, но и выработке тепловой энергии, обеспечивая теплом большую часть Калининграда.

В 2011 году на ТЭЦ была внедрена аварийная дизель-генераторная электростанция (АДЭС), которая должна с учетом изолированного расположения станции обеспечивать ее быстрый пуск в случае неожиданных остановов. Блочная АСУТП АДЭС также выполнена на ПТК SPPA-T3000, входящем в единый комплекс станции, отвечающий за автоматизацию и двух энергоблоков, и общестанционного оборудования, и аварийной дизельной электростанции.

 

Практическое занятие № 5.

 

Системы и их свойства

 

Цель практического занятия: отработка практических навыков системного исследования и представления объектов, отработка навыков представления объектов в виде системы.

Форма проведения практического занятия: беседа, дискуссия.

 

Содержание практического занятия