Система автоматизированного управления охлаждением турбогенератора ТВВ-160

Описание

В проекте выполнена разработка системы автоматизированного управления охлаждением турбогенератора ТВВ-160 с модернизацией ее оборудования.

Выполнен анализ управления охлаждением турбогенератора ТВВ-160.

Описан технологический процесс охлаждения.

В процессе работы генератора в обмотках возникает значительное количество тепла, которое необходимо эффективно отводить. Для этой цели применяется специальная система охлаждения, которая может осуществляться тремя способами: водяным, масляным и водородным. В случае водяного охлаждения обмоток статора генератора, конденсат подается в элементарные проводники стержней обмотки статора по замкнутому контуру, который включает насос, теплообменник, фильтры, напорный коллектор турбогенератора, обмотку статора, сливной коллектор турбогенератора и бак. Система охлаждения водородом позволяет заполнять генератор водородом, поддерживать номинальное давление и компенсировать его утечки, которые возможны при использовании агрегата. Водород подается в корпус генератора через коллектор, расположенный в верхней части. Он циркулирует под действием вентиляторов, установленных на роторе, и охлаждается встроенным в корпус генератора газоохладителем.

Проведен анализ действующей системы управления.

Рассмотрены средства автоматизации, которые осуществляют управление процессом охлаждения турбогенератора ТВВ-160 до модернизации: термоэлектрические преобразователи ТХА, датчики САПФИР-22, газоанализатор ГАММА-100, автоматический цифровой кондуктометр КАЦ-037, электрический исполнительный механизм МЭО-250, блок питания БИК-1, регистратор РП-160, прибор-регистратор КСМ-2, многоканальный измеритель температуры ИТР-2528, вторичный самопишущий прибор КПУ1-504, магнитный пускатель ПМЕ 212, регулятор Р-27.

Приведен конструкторский раздел.

Описан метод определения контролируемых и сигнализируемых параметров.

Контролируемыми параметрами являются значения, которые управляют технологическим процессом, его запуском и остановкой. Эти показатели включают режимные и выходные параметры, а также входные, которые вызывают возмущение в системе при их изменении. Сбор данных контролируемых параметров осуществляется модулем УСО, который связан с панелью оператора и персональным компьютером через интерфейс. Оператор оценивает протекание технологического процесса и при необходимости вносит корректировки.

Параметры, которые могут вызвать аварию, несчастный случай или серьезное нарушение технологического процесса, являются объектом сигнализации. В данном процессе сигнализация осуществляется с помощью ПЭВМ оператора и обеспечивает выполнение индикации на мониторе и звуковой сигнализации.

Сделан выбор регулируемых параметров и каналов внесения регулирующих воздействий: разряжение в водяном баке с его регулировкой путем изменения вакуума, уровень конденсата в водяном баке - изменением подачи химически обессоленной воды, температура конденсата после теплообменника - изменением количества подачи охлаждающей воды через теплообменник, давление водорода в корпусе генератора - подачей водорода в корпус генератора, перепад давления масло- водород - изменением подачи масла.

Проведен выбор новых средств автоматизации.

Для измерения температуры выбраны термоэлектрические преобразователи ТХА МЕТРАН-201 и ТХА МЕТРАН- 251. Датчики давления серии МЕТРАН-100ДД предназначены для измерения и непрерывного преобразования в унифицированный аналоговый токовый сигнал. Для измерения расхода применяется расходомер МЕТРАН-350-М. Измерение концентрации растворенного кислорода обеспечивается анализатором растворенного кислорода МАРК-404.

Выполнен выбор управляющего контроллера и его комплектующих. Рассмотрены контроллеры Модус 5684, 5620, 5626, 5630, 5635, 5672, графическая панель оператора с сенсорным управлением ОВЕН СП270.

1. Приведено описание работы контуров системы управления.
2. В качестве системы управления выбрана централизованная система АСУ ТП.
3. Выполнено описание промышленных сетей: Ethernet, RS-485 и RS-422, RS-232. Принят RS-232 - интерфейс передачи информации между двумя устройствами на расстоянии до 20 м. Информация передается по проводам с уровнями сигналов.
4. Разработана система автоматического регулирования температуры турбогенератора.
5. В системе водяного охлаждения генератора объектом управления ОУ является статор генератора. На выходе объекта управления необходимо поддерживать постоянную температуру конденсата 75⁰С. Температура регулируется посредством изменения расхода охлаждающего конденсата.
6. Моделирование объекта управления выполнено в среде программы MathCAD.

Сделан расчет автоматического управления. Определены параметры настройки регулятора: коэффициента регулирования 0,128, время интегрирования 1,995.

В ходе расчет регулирующего органа определены значения:

Выбран клапан с линейной пропускной характеристикой РК 201.

          Выполнено технико-экономическое обоснование с определением капитальных затрат в размере 244373,9 руб, экономического эффекта 251354,5 руб, нормативного срока окупаемости 1 год.

          Составлен раздел по безопасности жизнедеятельности.

В работе выполнена модернизация автоматизированной системы управления процессом охлаждения турбогенератора ТВВ-160 путем замены имеющегося оборудования на новые средства автоматизации.