Реконструкция повысительной насосной станции ПНС-2 в Чите

Реконструкция повысительной насосной станции ПНС-2 в Чите

Опубликовано в номере:
PDF версия
Повысительная насосная станция — важнейший объект системы централизованного теплоснабжения города Читы. Станция обеспечивает подачу теплоносителя в жилые дома и крупные социальные объекты, расположенные на территории большого района. Для устойчивого обеспечения зданий теплоносителем необходимо поддерживать стабильное давление в магистральных трубопроводах вне зависимости от разбора воды. Чем больше потребителей подключено к магистрали, тем сложнее становится задача регулирования, которая не может быть решена без применения автоматики.

Необходимость реконструкции ПНС-2 была вызвана неконтролируемыми суточными колебаниями гидравлического режима тепловых сетей (возникшими из-за роста числа потребителей с автоматизированными индивидуальными тепловыми узлами), подключением сетей районных котельных к сетям ТГК-14, а также переходом на энергосберегающие технологии. При проведении реконструкции на станции было установлено современное оборудование отечественного производства, увеличена мощность насосных агрегатов, разработана и внедрена система автоматики.

Реализация системы позволила обеспечить стабильный гидравлический режим работы тепловых сетей города, сократить затраты на электроэнергию и создать условия для надежного функционирования оборудования ПНС.

 

Система автоматики ПНС-2

Система автоматизации ПНС-2, предназначенная для оперативного реагирования на любые технологические изменения (в том числе на режимы работы насосных агрегатов, состояние и положение запорно-регулирующей арматуры), состоит из трех шкафов управления, рабочего места оператора и удаленного компьютера диспетчера. Для автоматизации было использовано оборудование ОВЕН: программируемый контроллер ПЛК110, модули аналогового ввода МВ110, модули дискретного ввода/вывода МУ110 и МК110, сенсорная панель оператора СП307, блоки питания БП15, автоматический преобразователь интерфейсов АС3-М (RS-232/RS-485). В качестве первичных преобразователей применены датчики избыточного давления, датчики температуры и ультразвуковые расходомеры.

Система позволяет управлять следующими исполнительными устройствами:

  • частотными регуляторами сетевых насосов (6 кВ) — 4 шт.;
  • электроприводами регулирующих клапанов — 2 шт.;
  • насосами системы охлаждения подшипников — 4 шт.;
  • электроприводами запорной арматуры — 20 шт.

Все алгоритмы автоматического управления выполняются контроллером ПЛК110. Чтобы повысить отказоустойчивость автоматики и минимизировать время обновления данных (датчиков, состояний и режимов работы преобразователей частоты и т. п.), а также чтобы увеличить скорость выполнения команд исполнительными механизмами, периферийные приборы разделены на четыре группы и подключены по разным интерфейсам к тому же контроллеру.

По первому интерфейсу RS-485 опрашиваются модули аналогового ввода МВ110, к которым подключены опорные и дополнительные датчики давления, а также датчики температуры подшипников электродвигателей и насосов (рис. 1).

Функциональная схема системы автоматизации ПНС-2

Рис. 1. Функциональная схема системы автоматизации ПНС-2

По второму интерфейсу RS-485 идет опрос модулей дискретного ввода/вывода (МВ110, МК110, МУ110), посредством которых контролируется состояние клапанов, запорной арматуры насосных агрегатов, коллекторов и прочего вспомогательного оборудования, а также производится управление ими.

По интерфейсу RS-232 (через преобразователь АС3-М) подключены частотные преобразователи. Локальное управление осуществляется с помощью панели оператора СП307, подключенной через интерфейс RS-232 DEBUG. Интерфейс Ethernet связывает контроллер с верхним уровнем системы автоматического управления — АРМ оператора и удаленным ПК диспетчера. Для увеличения точности регулирования и надежности в опорных точках установлено по три датчика давления. За измеренное значение принимается среднее арифметическое, которое вычисляется по показаниям трех датчиков. Допустимое отклонение от среднего значения настраивается при эксплуатации. При различающихся показаниях генерируется аварийное сообщение. Система позволяет оперативно реагировать и отрабатывать все изменения параметров в автоматическом режиме.

 

Алгоритм регулирования

Магистраль теплоснабжения состоит из двух трубопроводов — подающего и обратного. Система управления насосной станцией поддерживает устойчивый режим работы сети с постоянным давлением теплоносителя при разных значениях разбора. Давление контролирует ПЛК110 с двумя регуляторами давления: один управляет частотой вращения сетевых насосов и поддерживает давление в подающем трубопроводе магистрали, а второй регулирует положение штока клапанов, устанавливая давление в обратном трубопроводе. Сетевые насосы мощностью 200 и 315 кВт имеют разную производительность, для выравнивания гидравлических характеристик давление после каждого насоса регулируется с поправкой на потери в местных сопротивлениях ПНС.

Помимо основного функционала, система поддерживает уровень воды в баках градирни. Вода предназначается для охлаждения подшипников. При достижении нижнего уровня в напорном баке по показаниям кондуктометрических датчиков запускаются насос для перекачки и охлаждающий вентилятор.

 

Диспетчеризация станции

На станции внедрена автоматизированная система управления технологическим процессом на платформе ИнСАТ MasterSCADA. В первую очередь она предназначена для реализации человеко-машинного интерфейса, но вместе с тем выполняет функции диспетчеризации, а именно:

  • контроль параметров теплоносителя и состояния оборудования ПНС;
  • управление системой как в штатном режиме, так и в нештатных и аварийных ситуациях (окно управления сетевым насосом с ПЧ показано на рис. 2);
  • визуализацию гидравлической схемы ПНС;
  • отображение состояния и положения запорно-регулирующей арматуры, режимов работы насосных агрегатов, параметров теплоносителя в разных точках контроля и т. п.;
  • архивирование выбранных параметров с возможностью просмотра архивов в виде графиков или таблиц;
  • архивирование нештатных и аварийных событий, а также действий оператора для установления причин и анализа возникновения внештатных ситуаций;
  • разграничение прав доступа для исключения несанкционированного входа в систему для изменения параметров ПНС;
  • формирование отчетов о работе ПНС за смену или любой произвольный период времени.
    Окно управления сетевым насосом

    Рис. 2. Окно управления сетевым насосом

Система диспетчеризации может быть развернута на объекте или на удаленном рабочем месте. Система позволяет оптимизировать численность дежурного персонала ПНС: например, один дежурный оператор в состоянии контролировать несколько распределенных объектов. Все программное обеспечение АСУ ПНС (алгоритмы контроллера ПЛК110, графический интерфейс панели СП307, проект диспетчеризации в SCADA-системе) разрабатывалось читинской компанией «Монтаж автоматики».

 

Результат автоматизации

После реконструкции повысительной станции суммарная мощность установленных насосных агрегатов превысила 1 МВт. Показателем эффективности новой системы стал не только достигнутый экономический эффект, но и стабильный режим работы отопления десятков зданий, подключенных к магистрали. Теперь колебания давления в коллекторах трубопроводов ПНС в автоматическом режиме составляют не более 0,07 кгс/см2. Надежная работа оборудования повысительной насосной станции с постоянным контролем параметров теплоносителя снижает потери электроэнергии, уменьшает эксплуатационные затраты на ремонт оборудования и оптимизирует технологические процессы.

Система автоматики обеспечивает экономию значительной части тепловой энергии, затрачиваемой на отопление и подогрев ГВС. Реконструкция ПНС-2 выполнена с учетом перспективного развития жилищного фонда и увеличения тепловой нагрузки — в районе ведется активное жилищное строительство, и все новые дома подключаются к централизованному теплоснабжению.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *