燃氣透平電廠控制系統(tǒng)需應(yīng)對惡劣氣候環(huán)境的挑戰(zhàn)
俄羅斯經(jīng)濟增長所依賴的天然氣和石油都產(chǎn)自西伯利亞。需求量的不斷增長推動能源的深度開發(fā),更多的油井和氣田將被開采,由此也帶來了資源的合理利用及環(huán)境的保護問題。其中,一個比較突出的問題就是石油天然氣的合理利用。過去,不能利用的天然氣就簡單將其點燃,不僅浪費了能源,還給環(huán)境造成了污染。然而現(xiàn)在,石油天然氣電廠通過燃氣透平能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成電能和熱能。

應(yīng)對苛刻的氣候環(huán)境
石油天然氣電廠借鑒了噴氣飛機渦輪發(fā)動機的設(shè)計原理,將其應(yīng)用于發(fā)電機組的設(shè)計中。由于這些先進的技術(shù)要應(yīng)用于惡劣的氣候環(huán)境下,所以必須要設(shè)計一套合適的自動控制和管理系統(tǒng)。
電廠的燃氣透平由Energotechpromavtomatika工程公司(位于烏克蘭的Zaporozhye市)制造??刂葡到y(tǒng)的基本設(shè)備是由貝加萊公司提供的控制器、工控機和APROL過控控制系統(tǒng)。
貝加萊公司提供豐富的I/O模塊,以及帶有眾多并行接口并十分可靠的CPU系列產(chǎn)品。這些產(chǎn)品具有較高的絕緣等級(防爆,防靜電)和優(yōu)異的性價比。貝加萊全集成的解決方案優(yōu)化了控制室的配置,降低了標記模塊輸入輸出時所帶來的潛在錯誤,只要任何一處發(fā)生變化,立即會在項目的各層次反應(yīng)出來。這樣,既能節(jié)省更多的時間投入到其他更重要的任務(wù)中,而且也避免了控制系統(tǒng)開發(fā)階段中出現(xiàn)的差錯,提高了項目開發(fā)的質(zhì)量,并增強了客戶的競爭力。
另一個有利且具有決定性的因素是集成一體的自動化編程調(diào)試工具Automation Studio。它允許用戶使用各種IEC標準語言或者ANSI C編寫多任務(wù)控制程序,并支持統(tǒng)一字符編碼、多層視圖、分布式網(wǎng)絡(luò)以及現(xiàn)場總線和串口通信,而這一切都無需用戶再支付額外的許可費用。
控制系統(tǒng)的特點
系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)采用星型結(jié)構(gòu),在操作層使用高速以太網(wǎng),而在低層采用CAN總線,RS422及RS485進行通信。對于不同的控制對象,所有的控制器都具有智能,并且能獨立執(zhí)行各自的任務(wù),這就使得控制對象在交換信息時擁有故障保護功能。如果與高層通訊中斷,那么這些對象就會根據(jù)控制器指派的算法進行操作,而這些算法是根據(jù)相應(yīng)的安全措施進行設(shè)計的,這樣一來就不需要讓設(shè)備急停。這種結(jié)構(gòu)能夠使其中一個單元在其他單元出現(xiàn)故障時仍能正常運行。
貝加萊公司的控制器在控制燃氣透平,鍋爐和其他設(shè)備時有以下特點:
n 隨著精度的增加可以進行動態(tài)調(diào)節(jié)
n 在啟動燃氣透平時加強了可靠性。
n 詳盡的診斷及錯誤分析-并行“孤島模式”的操作。由于操作人員的快速干涉,使機器的正常運行時間有了明顯提高。
n 運用貝加萊PCC以及APROL(DCS)技術(shù),能夠靈巧實現(xiàn)在線修改和擴展功能。
n 諸如性能指標、燃料消、電能及熱能產(chǎn)值這些技術(shù)或經(jīng)濟指標,系統(tǒng)能夠連續(xù)自動計算。執(zhí)行效率的實時評估使得主原料的品質(zhì)能夠得到及時調(diào)整,從而保證了系統(tǒng)性能。
n 用戶能夠隨時干預,獨立調(diào)節(jié)各項參數(shù)。
n 通過增加安全功能及減少外部設(shè)備,使維護方式變得更簡便,維護周期變得更長。
n 附加的操作、服務(wù)及維護信息(例如功能圖塊、圖片,圖表很容易被理解)使用戶能夠在“指導模式”下對整個技術(shù)環(huán)境有一個總覽,這樣就能在緊急情況下明顯減少決斷次數(shù)。
Energotechpromavtomatika的系統(tǒng)已在許多燃氣電廠中得到廣泛應(yīng)用。這其中,有的電廠
位于寒冷的極地(最低溫度達零下50℃),還有的電廠則分布于炎熱的哈薩克斯坦南部(最高氣溫達40℃)。