Energetyka - Sterowanie kotłami pyłowymi OP140

Energetyka - Sterowanie kotłami pyłowymi OP140

Począwszy od 1999 roku firma ASKOM uczestniczy w modernizacjach kotłów pyłowych związanych z wymianą palników w celu obniżenia emisji tlenków azotu, z jednoczesnym gruntownym unowocześnianiem automatyki. W roku 2004 ASKOM dostarczył system automatyki modernizowanego kotła OP140 w Zakładach International Paper w Kwidzyniu. Zakresem projektu objęta została automatyka kotła, napędy przykotłowe oraz układ blokad i zabezpieczeń wraz z systemem bezprzerwowego zasilania. Oznaczało to włączenie do projektu 41 napędów regulacyjnych oraz 73 napędy przykotłowe , z czego 29 zasilanych z rozdzielni 0,7 kV. System objął sterowaniem łącznie ponad 1.600 wejść –wyjść.

Funkcje systemu sterowania
Celem projektowanego systemu sterowania kotłem była stabilizacja procesu spalania, konieczna dla osiągnięcia zamierzonego poziomu emisji Nox, przy jednoczesnym spełnieniu wymagań dotyczących dynamiki produkcji pary.
Cel został osiągnięty poprzez wdrożenie wyrafinowanych struktur układów regulacji i algorytmów sterowania, w tym układu regulacji ilości powietrza do kotła. Zadowalającą szybkość odpowiedzi na zmienne w czasie zapo¬trzebowanie papierni na parę uzyskano rozdzie¬lając zmiany obciążenia na poszczególne kotły przez sterownik nad¬rzędny, pełniący zarazem funkcje serwera danych emisji. Warstwa procesowa obejmuje 2 sterowniki SIMATIC S7-400 i jeden S7-300, komunikujące się ze sobą magistralą Profibus. Główny sterownik kotła wyposażony został w łącza do sterowników: elektrofiltra, instalacji odpopielania, strzepywaczy sadzy i układu monitoringu spalin. Tym samym operator kotła uzyskał pełny dostęp do wszystkich systemów zarządzania kotłem i jego instalacjami z jednego miejsca – stacji komputerowej.

Układ blokad i zabezpieczeń (BMS)
Zgodnie z regulacjami korporacyjnymi zawartymi w tzw. Orange Book układ blokad
i zabezpieczeń oraz układ zarządzania instalacją rozpałkową kotła (BMS) został wykonany
na wydzielonym sterowniku z własnym panelem operatorskim. Podczas projektowania szczególny nacisk położony został na diagnostykę i aportowanie zdarzeń. Programowa reali¬zacja algorytmów rozpalania, wentylacji i wyłączania kotła z ruchu pozwoliła wyeliminować wszelkie „niezidentyfikowane” przyczyny odstawień. Infor¬macja o „pierwszej przy¬czynie” oraz logiczna ścieżka prowadząca do zatrzymania urządzeń wyświetlana jest na panelu operatorskim, a także odnotowywana w dzienniku zdarzeń. Wprowadzenie do sterownika rozdzielni 0,7 kV uproszczonego modelu ciepl¬nego napędów o ciężkim rozr¬uchu (wentylatory, młyny) podniosło bezpieczeństwo eksploatacji silników bez kosztownej rozbudowy pól rozdzielni.

Zarządzanie kotłem
Kompleksowe podejście do zakresu automatyzacji umo¬żliwiło całkowitą likwidację tradycyjnego pulpitu oraz tablicy synoptycznej. Zgodnie ze standardami obowiązującymi w Zakładach, wizualizacja obiektu została wykonana w oparciu o oprogramowanie iFIX firmy Intellution. Na nowym stanowisku pracy operator ma do dyspozycji 3 stacje komputerowe identycznie oprogramowane w zakresie interfejsu użytkownika. Obok podniesienia dyspozycyjności systemu (wyłączenie z ruchu jednej stacji nie wpływa na sterowalność obiektu) taki układ podnosi wygodę obsługi w stanach awaryjnych, gdy dla ustabilizowania pracy kotła potrzebna jest współpraca dwóch opera¬torów, a także przy rozpalaniu i wygaszaniu kotła. Obok spełniania typo¬wych funkcji wizualizacji i sterowania system kom¬puterowy z zadanym harmonogramem generu¬je raporty w formacie MS Excel, które składowane są w katalogu udos¬tępnionym w sieci zakładowej. Pliki rapor¬tów mogą być przeglą¬dane i drukowane przez odpowiednie służby. Stacje przekazują także informacje do zakładowego serwera iHistorian, tworzącego wielomiesięczne archiwa danych.