Высокая надежность ПТК, его широкие функциональные возможности позволили как существенно увеличить объем функций автоматического управления (пошаговые программы, сложные регуляторы), так и улучшить реализацию и упростить контроль за работой и обслуживание традиционных задач: защиты, блокировки (далее называемые неотключаемыми для отличия от широко используемых в проекте отключаемых блокировок), простейшие регуляторы. Укрупненная алгоритмическая структура управления энергоблоком, охватывающая основные логические программы и узлы автоматического регулирования, представлена на рис. 3.
Рис. 3.
Защиты.
Все защиты реализованы на базе дублированных функциональных модулей; для защит, требующих повышенного быстродействия, цифровая передача информации дублируется проводными соединениями. Везде, где это необходимо, предусмотрена автоматизация ввода-вывода защит и сигнализация их состояния. Вместо физических накладок предусмотрены виртуальные. Ввод-вывод виртуальных накладок, представление детальной информации о работе защит и их состоянии реализуется через специальные видеограммы, оснащенные отдельным паролем. Предусмотрены также видеограммы контроля действия защит, сгруппированные по функциональному принципу.
Автоматическое регулирование.
Основной базой для обеспечения принципиально нового уровня автоматизации столь сложного объекта, как энергоблок с пылеугольным прямоточным котлом, оснащенным пылесистемой прямого вдувания, явилось обеспечение всережимной работы всего комплекса автоматических регуляторов блока (более 150). Было внедрено большое число новых, ранее неэксплуатировавшихся регуляторов, многие из которых являются практически основными для поддержания стабильного режима работы блока. Часть ранее внедренных регуляторов была существенно усовершенствована как в части улучшения качества регулирования, так и с позиции расширения режимов эксплуатации.
Принципиально важным явилось внедрение нового комплекса регуляторов процесса горения и нагрузки котла:
подачи угля и первичного воздуха в мельницу и схемы “переворота” при исчерпании диапазона подачи воздуха;
суммарного топлива на полутопку с использованием сигнала по его калорийности и “переворотом” на расход питательной воды при исчерпании диапазона расхода топлива;
температурной коррекции соотношения вода/ топливо;
общего воздуха с коррекцией по содержанию кислорода.
Подробно структурные схемы этих регуляторов и результаты их работы в нормальных и аварийных режимах приведены в [2]. Представленные там графики нормальной эксплуатации энергоблока за сутки, в течение которых происходили и плановое разгружение-нагружение, и отключение пылесистем, и 30%- ное изменение калорийности топлива, показывают, что при всех этих возмущениях клапаны впрысков оставались в диапазоне 40 - 60%, а отклонения О2 не превышали ± 0,8%, что является достаточно хорошим показателем для пылеугольных котлов. Также вполне удовлетворительным оставалось качество регулирования основных параметров котла в представленных в статье режимах аварийной разгрузки энергоблока при отключениях дымососа и ПТН.
Основными решениями по автоматизации пусковых режимов в части автоматического регулирования явились:
устройства программного изменения (программаторы) температур первичного и вторичного пара;
регулятор и надстроенный над ним программатор разворота турбины и дальнейший алгоритм управления ее клапанами в процессе пуска;
программаторы нагружения и разгружения пыле- систем (используемые, конечно, и в основном режиме);
ввод “развязки” между регуляторами питания и давления среды перед встроенной задвижкой;
регулятор сброса среды из растопочного сепаратора;
автоматическая смена функций между регуляторами уровней в конденсаторе и деаэраторе;
программаторы расходов питательной воды при прокачке котла.
Достигнутые результаты получены за счет использования таких методов обеспечения качественной работы сложных многосвязных регуляторов во всем диапазоне режимов, как:
реализация различных методов развязки между взаимосвязными контурами регулирования;
структурные перестроения, включая “переворот”;
автоматическая смена функций; использование ПИД-закона регулирования; применение расчетных показателей, например, энтальпии пара;
непрерывная и дискретная автоподстройка параметров настройки.
Логическое управление.
Реализованы все блокировки, предусмотренные в теплотехнической части проекта, а также в полном объеме - управление схемой собственных нужд 6 и 0,4 кВ с блокировками, автоматическим включением резерва и управление системой возбуждения генератора.
Наряду с традиционными неотключаемыми блокировками и АВР в АСУ ТП энергоблока реализовано большое число, так называемых, отключаемых блокировок - логических алгоритмов (часто достаточно сложных), оснащенных виртуальными ключами ввода-вывода, что позволяет значительно упростить наладочные работы и режимы эксплуатации. В число отключаемых блокировок по котлу входят логические программы: открытия встроенных задвижек и дроссельных клапанов подачи пара из растопочного узла в пароперегреватель, управления узлом растопочного сепаратора, управления задвижками и клапанами в линиях впрысков и байпасов. В части турбины это, в первую очередь, программы управления работой регуляторов уровней, в частности, управления упомянутой ранее сменой функций между регуляторами уровней в конденсаторе и деаэраторе. Особую роль среди отключаемых блокировок сыграл уже упомянутый автомат аварийной разгрузки блока, обеспечивающий снижение его нагрузки при отключениях основных механизмов: дутьевого вентилятора, дымососа, ПТН.
Основное значение в автоматизации дискретных операций на блоке и тем самым достижении современного уровня автоматизации пуско-остановочных режимов имело широкое внедрение ранее не используемых на ГРЭС пошаговых программ. Как видно из рис. 3, пошаговое логическое управление (ШП - шаговая программа) используется на разных уровнях иерархической структуры. На основе шаговой логики реализованы и программы пуска-останова отдельных механизмов: тягодутьевых машин, цирк-насосов, НПЭ; более сложные программы пуска-останова пылесистемы, вентиляции топки, открытия ГПЗ, и наконец, управление такими сложными процессами, как прокачка котла, заполнение конденсатно-питательного тракта, набор вакуума, пуск-останов ПВД и ПНД. Особое место в ряду пошаговых программ занимает программа пуска турбины, обеспечивающая автоматизацию пуска практически из любого теплового состояния, что достигается широко разветвленной логической структурой, учитывающей разнообразие возможных режимов.
Внедрение предусмотренных проектом (пунктир на рис. 3) пошаговых программ верхних уровней: подготовки котла и турбоустановки к пуску и координирующей программы пуска блока, пока не осуществлено, частично, из-за отсутствия настоятельной необходимости в их использовании. Применение шаговой логики для управления столь важным оборудованием нижнего уровня, как мазутная горелка, проектом не предполагалась из-за необходимости использования при ее розжиге, в основном, ручных операций.
