Система автоматического управления собственными нуждами газопоршневого электроагрегата.

1. Наименование Системы

Полное наименование – система автоматического управления собственными нуждами газопоршневого электроагрегата.

Краткое наименование - САУ СН ГПЭА.

 

2. Краткое описание автоматизируемого объекта

Энергоустановка предназначена для работы как автономный источник электрической энергии в качестве основного источника электроснабжения, так и для параллельной работы с электрической сетью или с другими энергоустановками круглосуточно в течение года с числом часов использования установленной мощности не менее 8500 часов.

Газопоршневые электроагрегаты (ГПЭА) поставляются в контейнерах (блочно-модульное исполнение) и в здании, что позволяет наращивать электрические мощности по мере необходимости.

ГПЭА вырабатывают электрическую энергию и оснащаются контурами утилизации тепла, что позволяет получать и тепловую энергию (когенерация). Система утилизации тепла предназначена для передачи тепла потребителям.

Строительство станций планируется  на основе энергоагрегатов различной мощности (0,5 - 2 МВт, так и 2 - 4МВт) для промышленных предприятий, на объекты нефтегазового комплекса, РАО ЕС, для муниципальных образований (на объекты ЖКХ).

 

В состав энергоустановки (контейнера ГПЭА) входят:

 ·  газо-поршневой двигатель;

 ·  система подачи и подготовки газа;

 ·  электронная система зажигания;

 ·  электрогенератор с системами возбуждения, охлаждения, смазки, диагностики;

 ·  система охлаждения двигателя;

 ·  система маслоснабжения;

 ·  система воздухозабора и подготовки воздуха;

 ·  система утилизации тепла отходящих газов и охлаждающей жидкости с необходимыми вспомогательными системами;

 ·  автоматическая система пожарной сигнализации (АСПС);

 ·  оборудование КИПиА;

 ·  система контроля загазованности (СКЗ);

 ·  система освещения (основная, аварийная);

 ·  система отопления модулей ГПА (температура внутри модуля не ниже +15°С);

 ·  низковольтное распределительное устройство (шкаф НКУ);

 ·  комплектное распределительное устройство генераторного напряжения (шкаф КРУ).

 

В комплекте с ГПЭА также поставляются их локальные системы регулирования и автоматического управления:

 ·  система автоматического управления ГПЭА (в частности для двигателей MTU шкаф MMC-4000);

 ·  система автоматического управления собственными нуждами установки (шкаф САУ СН).

 

Специалисты компании «Оптиматик» разработали и смонтировали систему автоматического управления собственных нужд (САУ СН).

 

САУ СН регулирует работу следующих систем газопоршневого агрегата:

 ·   охлаждения двигателя с высокотемпературным и низкотемпературным контуром (насосы контуров, регулирующие клапаны, вентиляторы теплообменника);

 ·   охлаждения двигателя с контуром подогрева воздуха (регулирующий клапан);

 ·   сетевая вода (насос);

 ·   утилизации тепла с контурами сетевой воды и коллектора выходных газов (заслонки котла-утилизатора);

 ·   подачи газа (запорный газовый клапан);

 ·   отопления и вентиляции (приточные и вытяжные заслонки, вытяжные вентиляторы с частотным преобразователем, обогреватели агрегатного и электротехнического отсека);

 ·   обогрева выпусков труб (греющие кабели котла утилизатора и выпусков труб).

 

Информационный объём САУ СН:  аналоговые сигналы – 30, дискретные сигналы – 133, общее число тегов – 1500.

 

3. Объём работ

 ·  Разработка конструкторской документации  на шкаф САУ СН ГПЭА (3 недели)

 ·  Сборка опытного образца шкафа САУ СН ГПЭА. (3 недели с момента поставки оборудования ПЛК).

 ·  Разработка прикладного программного обеспечения ПЛК 110-60 ОВЕН для совместной работы со шкафом управления двигателем и генератором. (1 месяц)

 ·  Разработка прикладного программного обеспечения панели оператора DeltaElectronics с интуитивно-понятным интерфейсом. (3 недели параллельно с разработкой прикладного ПО ПЛК).

 ·  Пусконаладочные работы – заводские испытания (1 месяц).

 

4. Функции, выполняемые Системой

 ·  Работа оборудования собственных нужд производится в автоматическом и ручном режимах.

 ·  Ручное управление исполнительными элементами с панели оператора.

 ·  Согласно заданным режимам работы предусматривается автоматическое регулирование следующих основных параметров:

    ·  температуры воды в системе охлаждения высокотемпературного и низкотемпературного контуров при помощи двух регулирующих клапанов и шести вентиляторов охлаждения теплообменника;

    ·  температуры приточного воздуха в системе подогрева воздуха;

    ·  температуры воздуха в электротехническом и агрегатном отсеках контейнера посредством электрических нагревателей и частоты вращения двигателя одного из двух вытяжных вентиляторов;

    ·  температуры приточного клапана в холодное время года посредством электрическогообогревателя и отбора тепла из системы охлаждения двигателя;

    ·  температуры выпусков труб в холодное время года.

 ·  Противоаварийная защита технологического оборудования.

 ·  Выдача информации о состоянии датчиков и исполнительных элементов на панель оператора и на верхний уровень.

 ·  Просмотр журнала событий и исторических трендов.

 ·  Обмен данными со шкафом управления двигателем и генератором.

 

5. Основные решения

 В основу САУ СН ГПЭА заложены следующие компоненты компании ОВЕН:

 ·  программируемый логический контроллер ПЛК110-60.Р;

 ·  модуль аналогового ввода МВ110-8А;

 ·  модуль аналогового вывода МВ110-8И;

 ·  модуль аналогового вывода МВ110-6У;

 ·  модуль дискретного ввода МВ110-16ДН;

 ·  модуль дискретного вывода МУ110-8Р;

 ·  блок питания БП30Б-Д3-24;

 ·  КИП – термопреобразователи сопротивления ДТС типа ТСМ;

 ·  КИП – преобразователи избыточного давления ОВЕН ПД 100-ДИ.

 

Кроме того используется панель оператора Delta Electronics DOP-B07S415 и модуль скоростного аналогового ввода ICP-CON M-7015.

 Передача информации на панель оператора осуществляется по интерфейсу RS-232 по протоколу ModbusRTU.

 Система осуществляет взаимодействие со шкафом управления двигателя и генератора по интерфейсу RS-485, по протоколу ModbusRTU.

 Передача информации на верхний уровень производится по Ethernet (ModbusTCP).

 

6. Результаты внедрения

 В январе 2012г. шесть ГПЭА на базе двигателей MTU прошли заводские испытания в Рыбинске (Ярославская область) и отправлены на о. Сахалин (месторождение Катангли).

 Запуск станции на основе 6 ГПЭА планируется в 2013 году.

 Основное назначение электрической станции общей мощностью 12МВт на базе шести синхронных генераторов - производство электрической и тепловой энергии.

 Единичная мощность ГПЭА MTU20V400L62

 Электро                                     1 945 кВт.

 Тепло                                        2 236 кВт.

 

На ЭС в качестве топлива используется природный газ. Электроэнергия производится газопоршневыми электроагрегатами.

Данные от системы собственных нужд каждого ГПЭА передаются в общую систему диспетчеризации станции по средством Ethernet (ModbusTCP).