reliability. security. efficiency. · 1 document control number Надежность....

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.com


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.com


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.com


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.com


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.com


Электрогидравлические преобразователи

PGPL EG-3P TM-25

• На смену гидромеханическим системам приходят электрогидравлические системы.


Honeywell.com


Электрогидравлический актуатор ТМ-25


Honeywell.com


Система управления турбины JT-103


Honeywell.com


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.com


Модернизации системы управления турбиной


Honeywell.com


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.com


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.com


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.com


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.com


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.com


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.com


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.com


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.com


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.com


Установка и подключение ЭГП


Honeywell.com


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.com


ЭГП компании WOODWARD

VariStroke - I VariStroke - II


Honeywell.com


Различные способы крепления ЭГП


Honeywell.com


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.com


Шкафы управления пневмоприводом


Honeywell.com


Схема пневмошкафа


Honeywell.com


Варианты установки пневмоприводов


Honeywell.com


Решение от производителей турбин


Honeywell.com


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.com


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.com


Ролико-винтовая передача


Honeywell.com


Варианты установки• До 9 вариантов монтажа приводов• Доступен ручной дублер, стопоры и возвратные пружины


Honeywell.com


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.com


Вопросы?


Honeywell.com


Благодарю за внимание

reliability. security. efficiency. · 1 document control number Надежность....

Documents