Организация контроля и управления объектами автоматизации
Контроль параметров технологического процесса и оборудования объектов АСУ Э обеспечивается автоматическим опросом первичных датчиков, обработкой полученной информации и отображением всей полученной информации в удобном для восприятия оператором виде на экране дисплея персональных компьютеров АРМ сменного инженера-электрика (основного и резервного) и АРМ-ов оперативного персонала службы ЭВС КС. Кроме того, система обеспечивает автоматическое ведение архива по основным технологическим параметрам и создание отчетных форм документов с возможностью их распечатки по запросу оператора (диспетчера).
Управление технологическими объектами и вспомогательным оборудованием АСУ Э в штатном режиме осуществляется по двухуровневой схеме:
- на уровне ПТК объектов - в автоматическом режиме путем реализации заданных алгоритмов оперативного управления и аварийных защит;
- на уровне ПКУ КЦ - путем подачи команд управления оператором с терминала ПЭВМ АРМ сменного инженера-электрика (основного и резервного) или АРМов оперативного персонала службы ЭВС КС, согласно выделенным полномочиям.
В нештатных ситуациях предусмотрено ручное управление технологического объекта управления с местных пультов шкафов управления локальных САУ.
Решения по комплексу технических средств АСУ Э КС
АСУ Э построена на базе программно-технических средств разработки и поставки ООО внедренческая фирма «ЭЛНА» и является проектно-компонуемым изделием. Состав и количество функциональных устройств изделия определяется заказом в соответствии с конфигурацией конкретного КЦ (КС) и представляет собой совокупность шкафов управления (ШУ) подсистем объектов АСУ Э (нижний уровень управления), и программно технические средства пультов контроля и управления (ПКУ) КЦ (верхний уровень управления), объединенных локальной информационно-управляющей сетью.
|
|
|
В технические средства АСУ Э КС входят:
- технические средства диспетчерского пункта (ПКУ КЦ1,2);
- технические средства САУ локальных объектов (шкафы управления, станции
локальные технологические);
- средства системной интеграции;
- технические средства электропитания системы.
Технические средства диспетчерского пункта КС
Комплекс технических средств ПКУ КЦ (верхнего уровня) имеет в своем составе:
- АРМ инженера электрика (КЦ);
- АРМ АСКУ ЭР (КЦ 1);
- Серверная консоль с серверами АСУ Э и системой спутниковой навигации (КЦ 1),
- шкаф АИИС АСКУЭ;
- Сетевой шкаф КЦ;
- АРМ инженера ТВС (служба ЭВС);
- АРМ инженера - релейщика;
Серверы и рабочие станции, используемые в системах, унифицированы для указанных уровней (типы процессоров, шин, внешних устройств и т.п.) с целью удобства их сопровождения. Унификация осуществляется по функциональному признаку (сервера АСУ Э- основной и резервный, сервер базы данных (архива), АРМ сменного инженера-электрика(основной и резервный), АРМ оперативного состава службы ЭВС и пр.).
|
|
|
Рабочие станции (АРМ) и серверы представляют собой IBM-совместимые ПЭВМ на базе Intel в промышленном исполнении с дисплеями.
АРМы укомплектованы удобной клавиатурой с поддержкой русского языка и безопасным плоскопанельным монитором достаточного размера для размещения нужного количества окон.
Для получения твердых копий документов (оперативных журналов, таблиц, графиков и пр.) в состав оборудования ДП КС включены сетевые принтеры.
Серверы и сетевые средства системной интеграции размещаются в шкафах (серверном и сетевом - соответственно) в помещениях аппаратных зданий ДПУ КЦ 1,2.
Технические средства локальных объектов подсистем АСУ Э
Средствами автоматизации нижнего уровня АСУ Э являются ПТК локальных объектов, представляющие собой приборные стойки (шкафы).
Технические средства локальных объектов АСУ Э представляют собой шкафы управления, содержащие один или два контроллера ЭЛПК, разработки ООО внедренческая фирма «ЭЛНА», построенных по единым конструктивно-компоновочным принципам, с унифицированными модулями УСО, буферными узлами и источниками электропитания, что облегчает проектную компоновку каждой конкретной САУ и ее последующую модернизацию.
|
|
|
Шкафы управления представляют собой законченные изделия с выполненным внутренним монтажом, готовыми для подключения внешних кабелей.
АСУ ТП АВ газа
Аппарат воздушного охлаждения газа (далее АВО) обеспечивает охлаждение газа на выходе компрессоров до необходимых по технологии температур.
Центральный контроллер в шкафу управления производит сбор данных с датчиков температуры t1-t16, сопоставляет с режимами работы двигателей, с их параметрами (частота, остаточный ресурс, запрет управления) выбирает оптимальный с точки зрения энергоэффективности режим работы. Управляющие воздействия поступают на ЧРП для формирования управляющего воздействия на электродвигатель, а также на экран АРМ оператора для контроля за тех.процессом. Все процессы, происходящие в САУ, как и данные, собираемые системой о режимах и параметрах работы АВО, заносятся в архив на сервере САУ АВО.
|
|
|
Рисунок–3.1
Опционально предусмотрена система диагностики двигателей по электрическим параметрам, которая позволяет методами неразрушающего контроля производить оценку технического состояния оборудования (см.диагностика). Функции управления и регулирования:
- включение/отключение вентиляторов по команде диспетчера;
- автоматическое регулирование температуры газа на выходе АВО;
- поддержание заданной температуры на выходе АВО;
- измерение и отображение общей температуры газа на выходе АВО газа;
- измерение и отображение температуры газа на выходе каждой из 16 секций АВО газа;
- измерение температуры окружающего воздуха;
- программный, последовательный плавный запуск группы электродвигателей при одновременном включении их в работу.
Информационные функции:
- сбор и обработка аналоговых технологических параметров;
- сбор и обработка дискретных параметров, характеризующих состояние и положение исполнительных механизмов;
- обмен информацией с АРМ диспетчера по цифровому каналу связи;
- обмен информацией по интерфейсу RS-485 с интеллектуальным оборудованием ШУ (ЧРП, выключатели).
- представление на экране АРМ оператора мнемосхем АВО с указанием измеряемых параметров в местах контроля и положений исполнительных механизмов;
- создание и хранение в энергонезависимой памяти электронного «журнала событий» по отказам и времени работы каждого электродвигателя.
Вспомогательные функции:
- учет наработки оборудования;
- обеспечение равномерной выработки ресурса всеми электродвигателями путем включения вентиляторов согласно запрограммированному циклу «ресурсосбережения», а также по расписанию, заданному технологическим регламентом.
- диагностика состояния технических средств управления, в том числе исправности измерительных и исполнительных каналов;
- проверка достоверности информационных сигналов.
Система построена таким образом, что отключение вышестоящих уровней не влияет на работу локального уровня САУ. Отключение локального контроллера, в свою очередь, не влечет за собой остановку АВО – вентиляторы продолжают работу в предшествующих отключению режимах.
Изобретение относится к созданию газоперекачивающих станций с газотурбинными двигателями для эксплуатации преимущественно в сложных климатических условиях. Техническим результатом изобретения является компактность газоперекачивающей станции с наличием комфортных, безопасных условий труда для обслуживающего персонала при монтаже, текущем обслуживании, ремонте и модернизации газоперекачивающего оборудования, не ухудшающих экологию окружающей среды, а также снижение материалоемкости, сроков монтажа и модернизации, снижение эксплуатационных затрат. Газоперекачивающая станция расположена в одном здании, содержит систему воздухозаборную с воздухоочистительным устройством, воздуховодом и шумоглушителем, площадками обслуживания и лестницами, камерой всасывания; газовыхлопной тракт с запорным устройством, шумоглушителем и утилизатором тепла, газотурбинный двигатель с шумоглушащим контейнером, системой маслообеспечения, блоком маслоохладителя, блоком фильтров топливного и пускового газа, блоком пожаротушения и блоком вентиляции; центробежный компрессор с системой маслообеспечения и маслоохладителем; блок противопожарной системы, блок автоматического управления технологическими процессами, размещена в здании таким образом, что к входу газотурбинного двигателя пристыкована воздухозаборная система с камерой всасывания, воздуховодом с шумоглушителем, расположенными в здании, и воздухоочистительным устройством с площадками обслуживания и лестницами, установленным над крышей здания; к выходу газотурбинного двигателя, соединенному с центробежным компрессором, также вертикально пристыкован газовыхлопной тракт переменного сечения с переходником, запорным устройством, утилизатором тепла, расположенными в здании, и выхлопной трубой, расположенной над крышей здания; непосредственно к шумоглушащему контейнеру двигателя пристыкована камера всасывания с возможностью вкатки и выкатки через нее двигателя. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к созданию газоперекачивающих станций с газотурбинными двигателями для эксплуатации преимущественно в сложных климатических условиях.
Известны газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным приводным двигателем авиационного типа или судового типа, размещенные в контейнерах, объединенных в блоки полной заводской готовности. Из таких блоков комплектуют компрессорные станции, на газопроводах, состыковывая контейнеры в необходимой последовательности.
Например, газоперекачивающий агрегат с газотурбинным приводным двигателем авиационного типа НК-36СТ, который представляет собой блочно-контейнерную установку, предназначенную для линейной компрессорной станции и обеспечивающую транспорт природного газа по магистральным газопроводам. (Информация сектора РНТИ ОАО "НПО им. М.В. Фрунзе", "Газоперекачивающие агрегаты, компрессорные станции и установки для газовой и нефтяной промышленности" РВА "Компьютерный Системы", 1999, Украина, с.13).
Наиболее близким по технической сущности является газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16Л/76-1,44, который тоже представляет собой блочно-контейнерную многоярусную установку, предназначенный для линейной компрессорной станции, и обеспечивает транспорт природного газа по магистральным газопроводам. Газоперекачивающий агрегат с авиационным приводом АЛ-31СТ, содержащий устройство воздухоочистительное, первую ступень шумоглушителя всаса, вторую ступень шумоглушителя всаса, блок маслоохладителей, блок систем обеспечения, блок автоматики, блок вентиляции, турбо блок, горизонтальный газоход, камеру утилизатора, газо отвод, шумоглушитель выхлопа, переходник, трубу выхлопную. (Газотурбинные технологии, июль-август 2001 г., с. 14-16).
Основным монтажным блоком-модулем агрегата является турбо блок, на фундаментной раме которого размещаются газотурбинный двигатель и двухступенчатый компрессор природного газа.
На крыше турбо блока размещается блок вентиляции, обеспечивающий поддержание требуемых рабочих температур и избыточного давления в отсеке двигателя. В турбоблоке размещается также оборудование ряда систем привода, необходимое для его нормального функционирования: трубопроводы подвода топливного и пускового газа, кабели, топливная и регулирующая аппаратура, датчики системы пожаротушения, улитка выхлопная, маслобак и агрегаты маслосистемы центробежного компрессора, другое оборудование.
Укрытие оснащено грузоподъемными устройствами, герметической перегородкой между двигателем и компрессором, а также системой обогрева отсеков при пониженных температурах воздуха окружающей среды.
К турбоблоку пристыкованы унифицированные модули вспомогательного оборудования, модули вспомогательного оборудования привода и центробежного компрессора, также имеющие блочно-контейнерную компоновку.
Характерной особенностью компоновочной схемы турбоблока и агрегата в целом является система выхлопа с отдельно расположенной выхлопной шахтой, имеющая в своем составе газоотвод, шумоглушители, переходник и выхлопную трубу. Выхлопная шахта через камеру утилизатора и газоотвод, являющаяся опорной конструкцией выхлопной шахты, соединяется газоходами с выхлопной улиткой турбоблока. За счет горизонтального газохода выхлопная шахта с трубой отнесены на значительное расстояние от воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата. Выхлопной тракт таких установок имеет удлиненную горизонтальную часть, увеличивающую сопротивление выхлопа. Экологическая обстановка окружающей среды нарушается звуками работающей компрессорной станции за счет недостаточного шумопоглощения контейнерами. Увеличивается материалоемкость и занимаемая площадь.
Такие агрегаты в условиях крайнего севера очень сложно обслуживать, так как при низких температурах и неблагоприятных погодных условиях необходимо обслуживать каждый блок в отдельности. Даже при размещении таких блоков в общем здании для монтажа или демонтажа газотурбинного двигателя необходимо отстыковать турбоблок от всех остальных систем привода, разобрать трубопроводы подвода топливного и пускового газа, кабели, топливную и регулирующую аппаратуру, демонтировать шумоглушащий контейнер и газотурбинный двигатель с помощью грузоподъемного оборудования и переместить их на свободную площадку внутри здания.
Задачей предлагаемого технического решения является создание компактной газоперекачивающей станции с наличием комфортных и безопасных условий труда для обслуживающего персонала при монтаже, текущем обслуживании, ремонте и модернизации газоперекачивающего оборудования, не ухудшающих экологию окружающей среды, а также снижение материалоемкости, сроков модернизации и монтажа, снижение эксплуатационных затрат.
Поставленная задача решается за счет того, что газоперекачивающая станция, расположенная в одном здании, содержащая систему воздухозаборную с воздухоочистительным устройством, воздуховодом и шумоглушителем, площадками обслуживания и лестницами, камерой всасывания; газовыхлопной тракт с запорным устройством, утилизатором тепла и выхлопной трубой; газотурбинный двигатель с шумоглушащим контейнером, системой маслообеспечения и маслоохладителем; центробежный компрессор с системой маслообеспечения и маслоохладителем; блоки вентиляции, фильтров топливного и пускового газа противопожарной системы и автоматического управления технологическими процессами размещена в здании таким образом, что со стороны входа газотурбинного двигателя установлена направленная вертикально вверх воздухозаборная система с камерой всасывания, воздуховодом с шумоглушителем, расположенными в здании, и воздухоочистительным устройством с площадками обслуживания и лестницами, установленным над крышей здания; к выходу газотурбинного двигателя, соединенного с центробежным компрессором, вертикально пристыкован газовыхлопной тракт переменного сечения с переходником, запорным устройством и утилизатором тепла, расположенными в здании, выхлопной трубой, расположенной над крышей здания; непосредственно к шумоглушащему контейнеру двигателя пристыкована камера всасывания, обеспечивающая возможность закатки и выкатки через нее газотурбинного двигателя. Для этого стена камеры всасывания, противолежащая входу газотурбинного двигателя, снабжена воротами, сечение которых больше сечения двигателя. Системы маслообеспечения с маслоохладителями размещены в здании, каждая в непосредственной близости к обслуживаемым ими газотурбинному двигателю и центробежному компрессору.
Вертикальное расположение газовыхлопного тракта и воздухозаборной системы, пристыковка их непосредственно к шумоглушащему контейнеру газотурбинного двигателя без горизонтальных элементов и выведение их через крышу позволяет разместить оборудование станции в здании, гораздо компактнее, на меньших площадях, с меньшей материалоемкостью по сравнению с прототипом, при той же мощности агрегата.
Установка со стороны входа газотурбинного двигателя направленной вертикально вверх воздухозаборной системы позволяет сократить длину тракта и использовать камеру всасывания, снабженную дверями, для закатки и выкатки двигателя весом 8... 10 тонн или при реконструкции существующих станций без изменения размеров здания разместить более мощный газоперекачивающий агрегат на тех же площадях, тем самым повысить его эффективность. Сокращается технологический цикл и, соответственно, затраты и время на смену двигателя.
Закатка и выкатка газотурбинного двигателя в горизонтальном направлении через камеру всасывания освобождает пространство над двигателем от грузоподъемного оборудования (необходимость в нем отпадает), что и позволяет расположить вертикально элементы воздухозаборной системы и газовыхлопного тракта, вывести их через крышу, при этом элементы газовыхлопного тракта могут быть выполнены переменного сечения. То есть позволяет в пространстве между двигателем и крышей здания увеличить сечение переходника, запорного устройства и утилизатора тепла, тем самым уменьшив их высоту. Основные, тяжелые и массивные элементы выхлопа опускаются под крышу. Центр тяжести всей конструкции опускается ниже к фундаменту. Отпадает необходимость в горизонтальном газоходе, сокращается длина выхлопного тракта до утилизатора, уменьшается сопротивления выхлопа и занимаемая площадь.
За счет того что наиболее тяжелые элементы тракта опущены ближе к фундаментам внутрь здания, возросла устойчивость и появилась возможность размещения над крышей более высокой выхлопной трубы, и, несмотря на то, что в данной компоновке выхлоп расположен недалеко от воздухозаборной системы всасывания, исключается забор выхлопных газов на вход в двигатель.
За счет более высокого выхлопа уменьшается концентрация и влияние вредных выбросов на окружающую среду.
Размещение утилизатора тепла и запорного устройства внутри здания на более низкой высоте облегчает их обслуживание, а также повышает эффективность утилизатора за счет уменьшения теплопотерь.
Опоры и несущие конструкции размещены внутри здания на более низкой высоте и имеют меньшую металлоемкость.
Внеблоковое размещение систем маслообеспечения и маслоохлаждения внутри здания в непосредственной близости к обслуживаемым ими газотурбинному двигателю и центробежному компрессору сокращает длину коммуникаций маслопроводов, обеспечивает более удобный обзор и доступ к системам.
Совокупность известных признаков нова и позволяет создать такую компоновку здания и оборудования газоперекачиваюшей станции, которая обеспечит комфортные, безопасные условия труда для обслуживающего персонала при монтаже, текущем обслуживании, ремонте оборудования и модернизации. Это также позволяет снизить материалоемкость здания и оборудования, сроки монтажа и модернизации, снизить эксплуатационные затраты и улучшить экологию окружающей среды.
На фиг.1 и 2 изображены газоперекачивающая станция и взаиморасположение блоков и систем газоперекачивающего агрегата, где 1 - система воздухозаборная, 2 - система подогрева циклового воздуха, 3 - площадки обслуживания и лестницы, 4 - шумоглушитель всасывания, 5 - блок маслоохладителя двигателя, 6 - блок пожаротушения, 7 - камера всасывания, 8 - двигатель, 9 - шумоглушащий контейнер, 10 - переходник, 11 - запорное устройство, 12 - диффузор, 13 - утилизатор тепла, 14 - конфузор, 15 - труба выхлопная, 16 - погодный колпак, 17 - центробежный компрессор, 18 - система маслообеспечения компрессора, 19 - маслоохладитель компрессора, 20 - блок вентиляции контейнера двигателя, 21 - блок фильтров топливного и пускового газа, 22 - система маслообеспечения двигателя, 23 - блок автоматического управления технологическими процессами, 24 - кран-балка, 25 - здание, 26 - ворота воздухозаборной камеры.
В центре здания 25 расположен газотурбинный двигатель 8 в шумоглушащем контейнере 9. Со стороны входа газотурбинного двигателя 8 пристыкована направленная вертикально вверх проходящая через крышу воздухозаборная система с воздуховодом 1, камерой всасывания 7, расположенными в здании 25, и воздухоочистительным устройством с шумоглушителем 4, с площадками обслуживания и лестницами 3, установленными над крышей здания. К выходу газотурбинного двигателя 8, соединенного с центробежным компрессором 17, также вертикально пристыкован газовыхлопной тракт переменного сечения с переходником 10, запорным устройством 11, утилизатором тепла 13, расположенными в здании 25, и выхлопной трубой 15 с погодным колпаком 16, расположенными над крышей здания 25. Непосредственно к шумоглушащему контейнеру 9 двигателя 8 пристыкована камера всасывания 7 с возможностью закатки и выкатки через нее двигателя. Стена камеры всасывания 7, противолежащая входу газотурбинного двигателя 8, снабжена воротами 26, сечение которых больше сечения двигателя 8. Безблоковые системы маслообеспечения 18, маслоохладитель 19 размещены в здании, в непосредственной близости к центробежному компрессору. Точно так же, как и системы газотурбинного двигателя (на чертежах не показаны).
СПИСОК СОКРОЩЕННЫХ СЛОВ
| АСУ Э | Автоматизированная система управления энергоснабжение |
| АСУ Э КС | Автоматизированная система управления энергоснабжением компрессорной станции |
| САУ В | Система контроля и управления объектами водоснабжение |
| АСУ ЭС | Автоматизированная система управления электроснабжением |
| АСКУЭ | Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии |
| АСКУ ЭР | Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов |
| АВО | Аппарат воздушного охлаждение |
| КОС | Канализационно-очистными сооружения |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Техническим результатом изобретения является компактность газоперекачивающей станции с наличием комфортных, безопасных условий труда для обслуживающего персонала при монтаже, текущем обслуживании, ремонте и модернизации газоперекачивающего оборудования, не ухудшающих экологию окружающей среды, а также снижение материалоемкости, сроков монтажа и модернизации, снижение эксплуатационных затрат.
Газоперекачивающая станция расположена в одном здании, содержит систему воздухозаборную с воздухоочистительным устройством, воздуховодом и шумоглушителем, площадками обслуживания и лестницами, камерой всасывания; газовыхлопной тракт с запорным устройством, шумоглушителем и утилизатором тепла, газотурбинный двигатель с шумоглушащим контейнером, системой маслообеспечения, блоком маслоохладителя, блоком фильтров топливного и пускового газа, блоком пожаротушения и блоком вентиляции; центробежный компрессор с системой маслообеспечения и маслоохладителем; блок противопожарной системы, блок автоматического управления технологическими процессами, размещена в здании таким образом, что к входу газотурбинного двигателя пристыкована воздухозаборная система с камерой всасывания, воздуховодом с шумоглушителем, расположенными в здании, и воздухоочистительным устройством с площадками обслуживания и лестницами, установленным над крышей здания; к выходу газотурбинного двигателя, соединенному с центробежным компрессором, также вертикально пристыкован газовыхлопной тракт переменного сечения с переходником, запорным устройством, утилизатором тепла, расположенными в здании, и выхлопной трубой, расположенной над крышей здания; непосредственно к шумоглушащему контейнеру двигателя пристыкована камера всасывания с возможностью вкатки и выкатки через нее двигателя.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ходанова Т.В. Повышение экологической безопасности газоперекачивающих компрессорных станций , 1997.-37с.
2. Морозов Б.И., Станкевич Л.А. Компрессорные станции газоперекачивающие агрегаты., 1986.
3. Зарицкий С.П. Инструкция по определению эффективности работы и технического состояния газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов. М.: ВНИИГаз, 1981. - 66 с.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 364; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!