Модернизация газоповысительной станции №2,3
АСУТП ГПС-2, ГПС-3 АО «Арселор Миттал Темиртау»
Газоповысительная станции (ГПС) предназначены для снабжения смешанным газом (доменный + коксовый) прокатные цеха комбината.
Смешанный газ на выходе из станции должен соответствовать заданным параметрам по давлению и соотношению (калорийности).
Для выполнения этой задачи станция оборудована газовыми нагнетателями типа 1050-12-1 и
электрифицированными исполнительными механизмами для регулирующих дросселей, установленных на газопроводах (доменного и кокосового газа),
а так же и на байпасе.
Рисунок 1
Необходимость модернизации систем управления и контроля была продиктовано тем, что действующее на тот момент оборудование физически и морально устарело.
Системы управления и контроля не в полной мере соответствовали нормам ЧС «Требования промышленной безопасности в газовом хозяйстве предприятий черной
металлургии». Большинство операций по управлению механизмами выполнялось в ручном режиме, системы управления, индикации и сигнализации не
соответствовали современным требованиям эргономики. Значительная доля человеческого фактора в управлении снижала и качество отпускаемого газа, и
надежность работы станции.
Рисунок 2
Системы управления газовыми нагнетателями и общестанционными механизмами построены с
использованием микропроцессорных устройств на базе программируемых контроллеров S7-300 фирмы Siemens.
Для повышения надежности осуществляется автоматический переводом управления на резервный контроллер в случае отказа или сбоя в работе основного комплекта.
Рисунок 3
Визуализация выполнена на двух независимых идентичных SCADA системах (с программным обеспечением WinCC).
Система позволяет оператору на своем рабочем месте (АРМ) получить необходимую и достоверную информацию о работе нагнетателей и станции в целом,
в том числе и по загазованности на отдельных участках станции, а также по температуре окружающего воздуха.
Имеется световая и звуковая сигнализация, предупреждающая обслуживающий персонал о выходе параметров за установленные пределы и о
аварийных ситуациях. Отдельно работает световая и звуковая сигнализация по превышению ПДК газа.
Рисунок 4
Рабочие параметры станции предоставляются оператору в цифровом виде и на графиках.
Со своего рабочего места оператор может менять уставки регулируемых параметров и одновременно отслеживать их выполнение,
переключать режимы управления (автоматический – ручной). В ручном режиме оператор управляет исполнительными механизмами через
SCADA систему или кнопками на шкафах автоматизации.
Рисунок 5
Работу станции можно просмотреть (проконтролировать) за любой промежуток времени, используя данные архива.
Информация предоставляется в виде графиков и таблиц сообщений на экране мониторов, также эту информацию можно распечатать на принтере.
Через SCADA систему, возможно менять параметры настройки регуляторов и отслеживать их работу на временных графиках.
Доступ к этой операции возможен только через специальный пароль доступа.
Каждый газовый нагнетатель имеет систему управления, которая обеспечивает:
- автоматическое включение и отключение двигателя;
- управление клапанами по заданной программе пуска и останова;
- световую и звуковую предпусковую сигнализацию в помещении оператора и непосредственно у нагнетателя.
Система контролирует:
- температуру подшипников,
- температуру и давление масла в системе смазки,
- температуру, давление и расход воды,
- температуру и давление воздуха,
- вибрацию нагнетателя,
- параметры газа на всасе и нагнетании (температура и давление).
Система блокировок не позволяет производить включение нагнетателей при несоблюдении требуемых условий и отключает нагнетатель
при ситуациях могущих привести к аварии.
Нагнетатели отключаются и по сигналу из общей системы управления при аварийных ситуациях в целом по станции или на газопроводах.
Рисунок 6
Общестанционная система управления обеспечивает:
- сбор и обработку параметров работы станции;
- автоматическое регулирование давления во входном и выходном коллекторе;
- поддержание соотношения расходов доменного и коксового газа в соответствии с заданной калорийностью.
Для осуществления автоматического регулирования разработаны специальные программы, обеспечивающие требуемый алгоритм управления дросселями и
расчета требуемых расходов газа в зависимости от калорийности.
Рисунок 7
Для повышения надежности работы станции регулирующие дроссели на входных газопроводах имеют по два
исполнительных механизма (рабочий и резервный), позволяющие в случае необходимости быстро и просто переключатся на работу с одного на другой.
Основные исполнительные механизмы управляются преобразователями частоты (ЧРП), при этом скорость поворота клапана пропорциональна ошибке
регулирования и скорости ее изменения. Ограничение темпа нарастания и спада скорости снижает динамические нагрузки на механическую и
электрическую части привода. Повышается точность и плавность регулирования.
Рисунок 8
Полевое оборудование взрывобезопасного исполнения и снабжено искробезопасными барьерами.
Проект модернизации и монтаж выполнен с учетом обеспечения взрыво и пожаробезопасности, а также требований изложенных в техническом задании.
Проект прошел согласование в органах по ЧС.
Проектные, монтажные работы, изготовление комплектных шкафов управления, разработка программ PLC и SCADA - системы, а
также наладка и ввод в эксплуатацию выполнены фирмой ТОО «РВСА». Опытная и рабочая эксплуатация системы на ГПС №2 и ГПС №3
показали высокую надежность, эффективность и удобство обслуживания. Система получила положительную оценку как у эксплуатационного персонала станций,
так и у технического руководства АО «Арселор Миттал Темиртау».