Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Honeywell Proprietary
1Document control number
Надежность. Безопасность. Эффективность.
Конференция Honeywell 22-24 сентября 2015
Reliability. Security.Efficiency.
Андрей Киреев, ЗАО «А-ИНТЕГРА», г. МоскваМодернизация систем управления паровыми турбинами с применением контроллеров С300Т
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
2Document control number
Информация о компании
• Компания ЗАО «А-ИНТЕГРА» была основана в 2007 году• Основная сфера деятельности – автоматизация и защита динамического оборудования (компрессора, турбины, насосы, вентиляторы и т.д.)
• Основные направления деятельности:– модернизация систем автоматического регулирования турбин (САР) – разработка и внедрение систем антипомпажного регулирования и защиты компрессоров
– оснащение оборудования системами вибромониторинга и вибродиагностики
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
3Document control number
Цели
• Ознакомиться с существующими системами управления паровыми турбинами
• Выяснить недостатки старых систем• Определить методы модернизации• Ознакомиться с контроллером С300Т и элементами Turbine
Control• Рассмотреть различные варианты модернизации приводной части паровых турбин
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
4Document control number
Гидромеханические системы управления• Устаревшие системы управления паровыми турбинами применяются для управления на установках по производству:– аммиака,– этилена,– метанола,– и других производствах.
• Основы гидромеханического управления были разработаны и внедрены в конце 19 века.Данные принципы управления до сих пор применяются в устаревших системах управления паровыми турбинами.
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
5Document control number
Гидромеханические системы системы
• Принцип управления в гидромеханических системах основан на балансе сил, например вращающихся лепестков в говернере, усилия на штоке парового клапана и регулирующей пружины.
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
6Document control number
Электрогидравлические преобразователи
PGPL EG-3P TM-25
• На смену гидромеханическим системам приходят электрогидравлические системы.
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
7Document control number
Электрогидравлический актуатор ТМ-25
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
8Document control number
Система управления турбины JT-103
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
9Document control number
Недостатки старых систем управления
• Высокая зависимость от качества масла и наличия примесей в нем. Загрязнение регулирующего масла приводит:– к залипанию золотников,– к засорению капилляров и форсунок, – к коррозии внутренних элементов регулятора.
• Система содержит большое количество механических и гидравлических элементов, требующих периодического обслуживании и сложной настройки.
• Износ механических элементов преобразователей отрицательно сказывается на качестве регулирования.
• Полное отсутствие возможности/сложность интеграции в существующие системы АСУТП.
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
10Document control number
Модернизации системы управления турбиной
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
11Document control number
Установка датчиков скорости
• Типы датчиков скорости, подключаемые к модулю регулировки скорости SPM:– Магнитные пассивные датчики,
– Датчики на эффекте Холла,– Токовихревые датчики.
• Обычно, на турбину устанавливается 3 датчика скорости.
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
12Document control number
Система автоматического регулирования
• Система автоматического регулирования турбин была реализована компанией Honeywell в системе Experion R400 в 2010 г.
• Основные компонент системы:– Контроллер С300T 20 мс– Модуль защиты от сверхскорости - SPM
– Модуль управления серво клапаном - SVPM
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
13Document control number
Контроллер С300Т
• Используется стандартный резервированный контроллер C300 с прошивкой 20 мс
• Поддерживает только модули серии С• Работает в резервируемой конфигурации
• Один контроллер поддерживает до 8 модулей SPM и SVPM
• Время выполнения СM конфигурируется от 20 до 800 мс
• IOLink для подключения модулей SPM и SVPM всегда конфигурируется как Priority
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
14Document control number
Speed Protection Module - SPM
• Резервированный модуль SPM содержит и поддерживает следующие типы входов/выходов:– 4 входа для подключения пассивных или активных датчиков скорости
– 8 аналоговых входов– 1 аналоговый выход– 8 дискретных входов– 4 дискретных выхода – Блок голосования
• Обеспечивает высокоскоростную обработку сигналов:– 2.5 мс для канала скорости– 10 мс для аналогового входа
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
15Document control number
Speed Protection Module - SPM• Модуль SPM предназначен для регулирования скорости вращения и защиты турбины от сверхскорости и выполняет следующие функции:– Получение и обработка сигналов от максимум
4 датчиков скорости (пассивные или активные)– Вычисление скорости вращения турбины– Обработку алгоритмов голосования 2 из 3 для скорости вращения и ускорения турбины
– Формирование сигналов защиты от сверхскорости в систему ПАЗ на остановку турбины
– Обработки входных аналоговых и дискретных сигналов для использования в алгоритмах управления и формирования выходных сигналов на исполнительное устройство
– Формирования сигналов о реверсном вращении турбины, при использовании активных датчиков скорости
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
16Document control number
Servo Valve Positioner Module - SVPM
• Резервированный модуль SVPM содержит и поддерживает следующие типы входов/выходов:– 2 аналоговых входа для подключения датчиков положения клапана LVDT/RVDT
– 2 дискретных блокировочных входа– 2 аналоговых выхода:
• однополярных (0 ÷ 50 mA или 0 ÷ 300 mA)• или биполярных (от ±10 mA до ±320 mA)
– 2 встроенных PID регулятора для позиционирования клапана
• Обеспечивает высокоскоростную (2.5 мс) обработку аналоговых сигналов от датчиков положения и выполнение встроенных PID блоков
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
17Document control number
Servo Valve Positioner Module - SVPM• Модуль SVPM предназначен для позиционирования серво клапана и выполняет следующее функции:– Получение и обработка сигналов положения клапана от датчиков обратной связи LVDT/RVDT
– Выполнение встроенного PID регулятора на основе вычисленного положения клапана (PV) и внешнего задания на открытие клапана (внешнее SP)
– Формирования управляющего выходного одно или биполярного токового сигнала на катушки серво клапана
– Перевод клапана в безопасное состояние по сигналам дискретного входа
– Модуляции выходного сигнала для исключения залипания
– Калибровка серво клапана
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
18Document control number
Модернизация приводной части
• Основные способы модернизации приводной части паровых турбин и используемые типы приводов:– Непосредственное управление паровым клапаном
• Электрогидравлический привод• Пневматический привод• Электромеханический привод
– Управление пилотным золотником основного гидропривода• Любой из вышеуказанных приводов
– Управление основным гидроприводом, путем регулирования давления питающего масла
• Регулирующие клапаны, электрогидравлические клапаны
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
19Document control number
Электрогидравлические привода• Непосредственное управление паровым клапаном
• Питается от существующей системы управляющего масла
• Фильтрация масла - 40 мкм• Напряжение питание 24 VDC• Ток потребления до 1 А, 3 А мах 3 с• Управляющий сигнал 4 ÷ 20 mA• Датчик положения 4 ÷ 20 mA• Темпер. окр. среды от -20 до +80 ˚С• Взрывозащита II 2G Eex de IIB T4• Точность позиционирования ±0,15%• Время закрытия ≤ 1 с• Возможность резервирования
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
20Document control number
Установка и подключение ЭГП
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
21Document control number
Принцип работы ЭГП компании VOITH• w – управляющий сигнал (4-20 мА)
• x – положение клапана (4-20 мА)
• P – питающее масло• T – сброс масла• KPU, KPD – настройки регулятора
• Fmag - магнит. Сила• Ff – сила пружины• S – перемещение штока
• Х0, X1 – настройка хода
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
22Document control number
ЭГП компании WOODWARD
VariStroke - I VariStroke - II
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
23Document control number
Различные способы крепления ЭГП
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
24Document control number
Пневматический привод• Непосредственное управление паровым клапаном
• Подключение – воздух КИП • Управляющий сигнал 4 ÷ 20 mA• Датчик положения 4 ÷ 20 mA• Температура окружающей среды:
– пневмоцилиндра -20 до +150 ˚С– датчик положения -40 до +80 ˚С
• Взрывозащита II 2G Eex ia IIC T4• Точность позиционирования ±0,3%• Быстродействие 40 ÷ 80 мм/c• Возможность ручного управления
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
25Document control number
Шкафы управления пневмоприводом
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
26Document control number
Схема пневмошкафа
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
27Document control number
Варианты установки пневмоприводов
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
28Document control number
Варианты установки пневмоприводов
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
29Document control number
Решение от производителей турбин
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
30Document control number
Электромеханический привод Exlar• Непосредственное управление паровым клапаном
• Управляющий сигнал 4 ÷ 20 mA• Датчик положения 4 ÷ 20 mA• Темпер. окр. среды -50 до +65 ˚С рекомендуемая не более +45 ˚С
• Взрывозащита II 2G Eex nA IIC T4• Степень защиты IP65• Точность позиционирования 0,025%• Быстродействие 200 ÷ 800 мм/c• Возможность ручного управления и резервирования
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
31Document control number
Шкафы управления Exlar• Питание от UPS 380 VAC/540 VDC• Ток потребления до 50 А• Темпер. окр. среды -0 до +60 ˚С• Взрывозащита, если необходима
II 2G Eex p IIC T4 или II 2G Eex d IIC T4
• Максимальное расстояние до привода - не более 100 метров
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
32Document control number
Ролико-винтовая передача
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
33Document control number
Варианты установки• До 9 вариантов монтажа приводов• Доступен ручной дублер, стопоры и возвратные пружины
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
34Document control number
Преимущества модернизации
• Полная интеграция системы автоматического регулирования паровыми турбинами в систему РСУ компании Honeywell
• Улучшение качества регулирования, повышение безопасности, эффективности и надежности системы
• Автоматизация процессов пуска и остановки турбины• Значительное сокращение гидравлических и механических элементов в системе управления
• Сокращение общего времени необходимого на обслуживание, ремонт и наладку оборудования
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
35Document control number
Вопросы?
Honeywell Proprietary
Honeywell.com
36Document control number
Благодарю за внимание