燃气透平电厂控制系统需应对恶劣气候环境的挑战
俄罗斯经济增长所依赖的天然气和石油都产自西伯利亚。需求量的不断增长推动能源的深度开发,更多的油井和气田将被开采,由此也带来了资源的合理利用及环境的保护问题。其中,一个比较突出的问题就是石油天然气的合理利用。过去,不能利用的天然气就简单将其点燃,不仅浪费了能源,还给环境造成了污染。然而现在,石油天然气电厂通过燃气透平能够将其转换成电能和热能。
应对苛刻的气候环境
石油天然气电厂借鉴了喷气飞机涡轮发动机的设计原理,将其应用于发电机组的设计中。由于这些先进的技术要应用于恶劣的气候环境下,所以必须要设计一套合适的自动控制和管理系统。
电厂的燃气透平由Energotechpromavtomatika工程公司(位于乌克兰的Zaporozhye市)制造。控制系统的基本设备是由贝加莱公司提供的控制器、工控机和APROL过控控制系统。
贝加莱公司提供丰富的I/O模块,以及带有众多并行接口并十分可靠的CPU系列产品。这些产品具有较高的绝缘等级(防爆,防静电)和优异的性价比。贝加莱全集成的解决方案优化了控制室的配置,降低了标记模块输入输出时所带来的潜在错误,只要任何一处发生变化,立即会在项目的各层次反应出来。这样,既能节省更多的时间投入到其他更重要的任务中,而且也避免了控制系统开发阶段中出现的差错,提高了项目开发的质量,并增强了客户的竞争力。
另一个有利且具有决定性的因素是集成一体的自动化编程调试工具Automation Studio。它允许用户使用各种IEC标准语言或者ANSI C编写多任务控制程序,并支持统一字符编码、多层视图、分布式网络以及现场总线和串口通信,而这一切都无需用户再支付额外的许可费用。
控制系统的特点
系统的拓扑结构采用星型结构,在操作层使用高速以太网,而在低层采用CAN总线,RS422及RS485进行通信。对于不同的控制对象,所有的控制器都具有智能,并且能独立执行各自的任务,这就使得控制对象在交换信息时拥有故障保护功能。如果与高层通讯中断,那么这些对象就会根据控制器指派的算法进行操作,而这些算法是根据相应的安全措施进行设计的,这样一来就不需要让设备急停。这种结构能够使其中一个单元在其他单元出现故障时仍能正常运行。
贝加莱公司的控制器在控制燃气透平,锅炉和其他设备时有以下特点:
n 随着精度的增加可以进行动态调节
n 在启动燃气透平时加强了可靠性。
n 详尽的诊断及错误分析-并行“孤岛模式”的操作。由于操作人员的快速干涉,使机器的正常运行时间有了明显提高。
n 运用贝加莱PCC以及APROL(DCS)技术,能够灵巧实现在线修改和扩展功能。
n 诸如性能指标、燃料消、电能及热能产值这些技术或经济指标,系统能够连续自动计算。执行效率的实时评估使得主原料的品质能够得到及时调整,从而保证了系统性能。
n 用户能够随时干预,独立调节各项参数。
n 通过增加安全功能及减少外部设备,使维护方式变得更简便,维护周期变得更长。
n 附加的操作、服务及维护信息(例如功能图块、图片,图表很容易被理解)使用户能够在“指导模式”下对整个技术环境有一个总览,这样就能在紧急情况下明显减少决断次数。
Energotechpromavtomatika的系统已在许多燃气电厂中得到广泛应用。这其中,有的电厂
位于寒冷的极地(最低温度达零下50℃),还有的电厂则分布于炎热的哈萨克斯坦南部(最高气温达40℃)。