l h f Z l b a Z p b y h [ t d l w e d l j h k g Z [ ` g b y ] g j …...W g _ j ] _ l b d Z I j h f u r e _ g g h k l v H [ s k \ _ ^ _ g b y J _ d h f _ g ^ Z p b a Z d Z a q b d

$Page 1: l h f Z l b a Z p b y h [ t d l w e d l j h k g Z [ ` g b y ] g j …...W g _ j ] _ l b d Z I j h f u r e _ g g h k l v H [ s k \ _ ^ _ g b y J _ d h f _ g ^ Z p b a Z d Z a q b d$
Автоматизация объектов электроснабжения, генерирующих мощностей промышленных предприятий

Юрий Алексеев, старший менеджер по работе с ключевыми клиентами

Автоматизации электроснабжения промышленных предприятий

3 © Корпорация Honeywell International, 2015 г. Все права защищены.

Направление автоматизации

электроснабжения — HPS

• Основные рынки

- Энергетика

- Передача и распределение электроэнергии

- Выработка, передача и распределение электроэнергии для

нужд промышленных предприятий

- Инфраструктура и промышленные вертикали

• Текущие предложения

- Интегрированные DCS и ECS/SCADA

- Система автоматизации подстанций (SAS)

- Система дистанционного мониторинга (RMS)

- Система дистанционного управления подстанцией (ROS)

- Система управления электрическими нагрузками

промышленных производственного предприятий (ILMS)

Энергетика Промышленность

Общие сведения

Рекомендации заказчиков

• Система EXPERION SCADA, совместимая с IEC 61850, IEC 101,

IEC 104, DNP, MODBUS, OPC

• Удаленный терминал (RTU), совместимый с IEC 104/101,

IEC 61850, DNP

• Совместимый ПЛК на основе MODBUS

• Интерфейс со сторонним ПО на основе OPC

• Подключение сторонних устройств, таких как защитные РЗА GE,

ABB, SEL, Siemens и AREVA

• Подключение всех типов защитных РЗА, совместимых с

IEC 61850, IEC 103, DNP, SPA, IEC 104

Предлагаемая продукция

УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕДАЧЕЙ

Местная подстанция 400/220 кВ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОДСТАНЦИЙ

УПРАВЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ

СИСТЕМА ILMS

Местная подстанция 400/220/132 кВ

Местная подстанция 33/0,415 кВ

Промышленные энерaгосистемы

400/220/132/33 кВ


Что такое система управления электроснабжением

промышленных предприятий?

Система управления электроснабжением промышленных предприятий

(ILMS) основана на проверенной временем технологии Honeywell

Experion® PKS, которая обеспечивает контроль и управление

энергосистемой любой промышленной установки и имеет следующие

уникальные особенности:

1.Полная интеграция системы управления технологическими процессами и системы

управления электрооборудованием для реализации подхода «одна система — одна

платформа»

2.Расширенные возможности визуализации, анализа и обработки данных за счет

использования ЧМИ Experion: благодаря улучшенной визуализации система превращается в

«умную сеть», помогая заказчикам принимать более эффективные решения для оптимизации

работы системы энергоснабжения

3.Контроллер C300 получает непосредственный доступ к поддерживающим протокол

IEC 61850 интеллектуальным электронным устройствам (ИЭУ) для выполнения операций

управления и блокировки, используемых в последовательностях запуска и останова;

4.Отсутствие потребности в сторонних ПЛК для управления энергоснабжением позволяет

сократить капитальные затраты и затраты на жизненный цикл

5.Поддержка требований второго релиза стандарта IEC 61850 и сертификации KEMA на

уровне ЧМИ


АСКУЭ, счетчики электроэнергии - Эльстер

Метроника

• Завод в Москве – с 1994 года

• Поставщик решений с 1996 года

• Эльстер Метроника разрабатывает и

производит полный комплект

программно-технических средств для

построения систем АИИС КУЭ:‒ Микропроцессорные счётчики электроэнергии

серии АЛЬФА

‒ УСПД серии RTU-325, RTU-327

‒ Шкафы АСКУЭ МС-200

‒ Коммуникационное оборудование для систем

АСКУЭ.

‒ Программное обеспечение верхнего уровня (ИВК)

Альфа ЦЕНТР

‒ Разработка ПО верхнего уровня для АСКУЭ и

умного учёта

• Сертификат менеджмента качества по ISO

9001:2008

http://www.izmerenie.ru/ru/uspd

http://www.izmerenie.ru/ru/hku


Experion PKS для систем электроснабжения

• Отображение данных в реальном времени

• Сбор и управление данными в реальном времени

• Диспетчерское управление

• Аварийные сигналы и событиях: оповещение, отображение,

управление

• Сбор и хранение архивных данных

• Построение графиков на основе данных реального времени и

архивных данных

• Составление отчетности

• Обеспечение безопасности на уровне пользователей

• Поддержка стандартных отраслевых протоколов, включая

Modbus, DNP 3.0, IEC 60870-5-101/104, IEC 61850 (первый и

второй релиз), PRP и HSRP согласно стандарту IEC 62439

• Собственный RTU – RC500

Преимущества

• Автоматическое построение однолинейных графических

схем (SLD) на основе технических данных и описаний

конфигурации подстанций

• Расширенные возможности визуализации, анализа и

обработки данных за счет использования ЧМИ Experion:

энергоснабжения

• Поддержка интеграции 1000 или более устройств по

протоколу IEC 61850 с помощью концентраторов данных и

запатентованной Honeywell технологии DSA


Experion PKS поддержка протокола 61850 на уровне

контроллера DCS

I/O

IED

Redundant Experion

Server

Station

I/O

CDAFTE Network

IED IEDIED

C300

EIM

EIM IEC61850 Network


Experion PKS поддержка протокола 61850 на уровне

контроллера DCS


• Обеспечение стабильной работы сети

энергоснабжения в случае заранее

определенных нарушений

• Автоматический расчет подлежащих

отключению нагрузок в случае заранее

определенных нарушений

• Следует учитывать способность

межсистемной линии компенсировать

недостатки выработки, вызванные

нарушениями в энергосистеме

• Автоматическое отключение

рассчитанных нагрузок в течение

150 мс с момента обнаружения

определенных сигналов

• Удобный пользовательский интерфейс

для создания и редактирования

определений отключения нагрузок

Быстрое динамическое отключение нагрузок


ЛВС

Рабочая станция

Сервер

Производственная ЛВС

ЛВС Ethernet

Задающий

сигнал

Логика

отключения

нагрузки

Обновление

таблицы

отключения

нагрузок

Сообщение GOOSE

RTU A RTU B

Быстрое динамическое отключение нагрузок


Диспетчерска

я

IEC 104

Подстанция–2

RTU/концентратор данных

Рабочая

станция

оператора

IEC 61850

123456789 123456789 123456789 123456789

Протокол

Modbus

Протокол IEC 61850

Счетчики

электроэнергии

Защитные

РЗА/TMU/BCU

Подстанция–1

RTU/концентратор данных

Рабочая

станция

оператора

IEC 61850

123456789 123456789 123456789 123456789

Протокол

Modbus

Протокол IEC 61850

Счетчики


Защитные РЗА

Типичная архитектура системы ECS


Коммутаторы Ethernet

Диспетчерская распределения 220 кВ

(имеющиеся SAS/RTU)

Резервированный

шлюз

Цифровые РЗА 6,6/415 кВ

Распределительные устройства

Вхо

ды

/вы

хо

д

(пр

ов

од

ны

е с

ое

ди

не

ни

я)

ИЗ

МЕ

РЕ

НИ

Я

Расп

ред

ел

ите

ль

ны

й щ

ит 6

,6кВ

Вхо

ды

/вы

хо

ды

(пр

ов

од

ны

е с

ое

ди

не

ни

я)

MF

M н

а M

od

bu

s

Вхо

ды

/вы

хо

ды

(пр

ов

од

ны

е с

ое

ди

не

ни

я)

MF

M н

а M

od

bu

s

По протоколу IEC 61850

Расп

ред

ел

ите

ль

ны

й щ

ит 0

,415

кВ

Расп

ред

ел

ите

ль

ны

й щ

ит 2

20

кВ

Центральная система управления

Архитектура унифицированной системы

управления

Резервированные

серверы ILMS

Цветной лазерный

принтер формата A4

Принтер

Рабочая станция оператораИнженерная

рабочая станция


оператораПринтер

Рабочая станция оператора

EGCPx4

ДА

НН

ЫЕ

ИЗ

МЕ

РЕ

НИ

Й

ДЛ

Я IL

MS

GT 1–4


Масштабируемость Experion PKS — технология DSA

Динамическая

кэш-память

FIC101.PV


кэш-память

FIC101.PV

•Точка устанавливается в системе только один раз

•Операторы, подключенные к любому серверу, видят одну

и ту же информацию

•Информация публикуется в случае изменений и кэшируется

•Бескомпромиссная безопасность

•OPC не используется


кэш-память

Подстанция 2

FIC101.PV

Стандартный канал связи

с контроллером

Виртуальный канал DSA

IEC 61850

Концентратор данных Honeywell

IEC 61850

IEC 61850

Существующая система Experion PKS,

система управления электрооборудованием (ECS)

или распределенная система управления (DCS)

Концентратор данных

Honeywell

IEC 61850

Подстанция 1

Интегрированный концентратор данных


Инженерная

среда и

регистратор

неполадок

Подстанция 400/220 кВ Главная диспетчерская завода

Панель

управления и

РЗА

Шлюз

для PLCC

Резервированный

сервер SCADA LVS

Измерительная

рабочая

станция

Шлюз для

имеющейся DCS


рабочая

станция

Панель

управления и

РЗА ICT

Панель управления

и РЗА шинного

соединителя

Панель


и РЗА

трансформатора STN

Панель

Управления

и РЗА передаточной

шины

Панель

защиты шин

Панель


и РЗА

Панель


и РЗА

разъединителя

Панель


и РЗА ICT

Панель


и РЗА GT

Панель

защиты шин

Типичные панели управления и РЗА 220 кВ Типичные панели управления и РЗА 400 кВ

Лазерный

принтер (А3)

Лазерный

принтер

(А4) Матричный

принтер

Лазерный

принтер

Ethernet-коммутатор Ethernet-коммутатор

Ethernet-коммутатор Ethernet-коммутатор Ethernet-коммутатор Ethernet-коммутатор Ethernet-коммутатор Ethernet-коммутатор Ethernet-коммутатор Ethernet-коммутатор Ethernet-коммутатор Ethernet-коммутаторEthernet-коммутатор

Сеть IEC 61850 Сеть IEC 61850

GPS

GPS


оператораИнженерная

среда и регистратор

неполадок

Сервер терминалов


рабочая

станция

Система автоматизации подстанции 220 кВ


Основная станция оператора /

100 РЗА на один концентратор данных

Черно-белый лазерный

принтер формата A4

СРЕДНЕЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Концентратор данных № 1

Кольцевая сеть с поддержкой протокола IEC 61850

НИЗКОЕ НАПРЯЖЕНИЯ

ЦЕНТРАЛЬНАЯ АППАРАТНАЯ

НОУТБУК

Концентратор данных для автоматизация распределительных

устройств низкого и среднего напряжения

Опыт реализации проектов автоматизации электроснабжения промышленных предприятий


ГАЗПРОМНЕФТЬ – МЛСП «ПРИРАЗЛОМНАЯ»


ЛУКОЙЛ – Узбекистан месторождение «Кандым»


ЛУКОЙЛ – Узбекистан месторождение «Кандым»


• Крупнейший нефтехимическим проект в России с 1991 года. Новый завод мощностью:

‒ 1,5 млн тонн этилена в год ,

‒ 500 тыс. тонн пропилена в год,

‒ 1,5 млн тонн полиэтилена в год ,

‒ 500 тыс. тонн полипропилена в год.

• Honeywell реализует комплексный проект АСДУЭ всего завода

‒ Более 60 000 сигналов.

‒ Протоколы IEC 61850, IEC 61870, OPC, Modbus

СИБУР – АСДУЭ Запсибнефтехим (в процессе

реализации)


Промышленность

НПЗ‒ НПЗ (Вадодара) — 13,7 млн т/год: 8000 входов/выходов, 8 подстанций — ECS на основе IEC 104

‒ НПЗ (Матхура) — 8 млн т/год: 15 000 входов/выходов, 15 подстанций — ECS на основе IEC 104

‒ НПЗ (Халдия) — 7,5 млн т/год: 15 000 входов/выходов, 18 подстанций — ECS на основе

IEC 61850, интерфейс с РЗА на основе IEC 61850, IEC 103

‒ НПЗ (Дигбой) — ECS на основе IEC 104

‒ НПЗ (Парадип) — автоматизация оборудования низкого напряжения на основе IEC 61850,

защитные РЗА GE и ABB

‒ НПЗ Essar — ECS на основе IEC 61850

• Haldia Petrochemical Limited — ECS на основе IEC 61850

• Cairn Energy Ltd — PMS на основе IEC 61850, РЗА IEC 61850

Металлургия• Сталелитейный завод Tata — 10 млн т/год: 80 000 входов/выходов, 35 подстанций —

EMCS на основе IEC 104, IEC 61850

• Сталелитейный завод Essar — 3 млн т/год: 5000 входов/выходов, 4 подстанции —

ECS на основе IEC 61850.

• Сталелитейный завод (Роркла) — 5 млн т/год: 50 000 входов/выходов, 25 подстанций —

ECS на основе IEC 104 и IEC 61850, интерфейс с РЗА на основе IEC 61850, IEC 103

• Сталелитейный завод Vizag — автоматизация оборудования среднего напряжения на основе

IEC 61850

Прочее• Alembic Pharma

• Birla Cellulose

• Italcementi: цементные заводы в Йеррагунтла, Ченнаи и Мартинсберге

• Завод Nokia, Birla Copper, Jindal Saw Ltd, UltraTech Cement


Заказчик

Название

проекта Марка

Модель

РЗА Протокол

Кол-во

РЗА Заказчик

Название

проекта Марка

Модель

РЗА Протокол

Кол-во

РЗА

IOCL

ВадодараECS

Siemens7SJ6005 IEC-103

314

IOCL,

ВадодараECS

Siemens

7SJ6005 IEC-103

220

7RW6000 IEC-103 7RW600 IEC-103

Areva

Micom P122 Modbus 7SJ531 IEC-103

Micom P123 IEC-103 Easun Reyrolle RH03 IEC-103

Micom P922 Modbus

ABB

SPAM 150 SPA

Micom P442 IEC-103 SPAJ 140C SPA

Micom P220 IEC-103 SPAU130C SPA

Micom P127 IEC-103Areva

Micom P127 Modbus

ABB

REF 542 SPA Micom P122 Modbus

SPAJ 140C SPA

Abhijeet

InfraPMS

GE

F650 IEC-61850

250

SPAU130C SPA D60 IEC-61850

L&T P&B Modbus T60 IEC-61850

NDPLGrid

Automation

Easun

Reyrolle

Argus-1 IEC-103

450

B90 IEC-61850

Argus-2 IEC-103

ABB

REM 543 IEC-61850

Argus-8 IEC-103 RET 670 IEC-61850

Duobias IEC-103 RES 615 IEC-61850

ABBREF 541 SPA/IEC-103 SUE 3000 IEC-61850

REF 542 SPA/IEC-103Areva

Micom P632 IEC-61850

GEF650 DNP 3.0 Micom P132 IEC-61850

SR754 DNP 3.0

CAIRN

EnergyPMS

ABB

REF 541 IEC-61850

350

Schneider

Sepam2000 Modbus REF 542+ IEC-61850

Sepam20 Modbus REU 610 IEC-61850

Sepam40 Modbus REM 543 IEC-61850

НПЗ Essar PMS

AlstomP923, P341,

P134, P132,

P241

IEC-61850

1500

REF 543 IEC-61850

ABB IEC-61850 REX 521 IEC-61850

Siemens7SD610 7SS601

7SJ610 7SJ642

7SJ645

IEC-61850 RET 541 IEC-61850

Eberly PQI-D IEC-61850 REG 670 IEC-61850

Honeywell RC500 IEC-61850 Alstom

MICOM C264

MICOM P141

MICOM P642

MICOM P543

MICOM P746

MICOM P143

IEC-61850

Honeywell RC500 IEC-61850

Интеграция оборудования нескольких

производителей


Как работает интегрированная система

управления (ICS)

www

eServer

Обычные пользователи

Отказоустойчивая сеть Ethernet

Беспроводные

устройства

Контроллер DCS

с межсетевым экраном

Digital Video Manager


серверы

FSC Устройства SCADA

(OPC, Modbus,

DH+ и др.)

Ethernet

Рабочие станции

ExperionСреда


приложениями

Средства

дистанционного

выполнения

инженерных операций

Контроллер

DCS для производства Система управления

электрооборудованием


оператора


серверы

RTU Протокол Modbus

Счетчики


Платы ввода —

вывода

Платы ввода —

вывода

Цифровые РЗА

IEC 61850

РАСПРЕДЕЛИ-

ТЕЛЬНЫЙ ЩИТ

ВЫСОКОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Кольцевая сеть с поддержкой

протокола IEC 61850 РАСПРЕДЕЛИ-

ТЕЛЬНЫЙ ЩИТ

СРЕДНЕГО

НАПРЯЖЕНИЯ

DSA

Одно решение, одна платформа — комбинированная система с децентрализованным управлением

Модули

ввода — вывода

Автоматизация генерирующих мощностей промышленных

предприятий


Honeywell в энергетике

• Более 25 лет Honeywell предоставляет широкий спектр решений в области

автоматизации и сервиса для предприятий Энергетической отрасли

‒ Электростанции коммунального назначения

‒ Когенерационные электростанции

‒ Промышленные электростанции

‒ Теплоэлектростанции

‒ Электростанции комбинированного цикла с

интегрированной газификацией (IGCC)

‒ Атомные и гидроэлектростанции

В 27 странах мира на

энергетических предприятиях

установлено более 1500

систем управления

Honeywell.


Experion PKS для электро-теплоэнергетики

Резервированная глобальная

база данных и истории процесса

Сервер ExperionИнтегрированный

диспетчерский контроль

ACE

Регуляторы,

последовательно

логическое и

основанное

на модели объекта

управление

C300/C200 & Profit Loop

Резервированный и/или

удаленный В/В

Управление активами

предприятия

Asset Manager

Систем а сбора и

хранения производственных

данных

PHD

Удаленное управлениеExperion Station

Видео как датчик процесса

Digital Video Manager

Обычный пользователь

Безопасный доступ

только для чтения

Отображение

технологических

процессов Веб-сервер

eServer

Доступ к коммерческим

приложениям

с экрана компьютера

Web Browsers

Интерфейс на основе Web технологий

Операторская станция Experion

Средства повышения

Эффективности работы

оператора ASM

Программные решения для энергосбережения и

оптимизацииAdv Energy Solutions

SentientSystem

Переносная

операторская

станция

Mobile PKS

Беспроводнойдоступ

Advanced Applications Network

Business Network

Автоматизация

ручного ввода

IntelaTrac PKS

Video Ethernet

Расширенные приложения

для планирования управления

ресурсами предприятияWorkcenter

Firewall

Supervisory Control Network

Беспроводные датчики

Противоаварийная

защита SIL 3

Safety Manager

Встроенные средства физической

безопасности Enterprise Building

Integrator

Моделирование

технологических

процессов, операторские

тренажеры

UniSim

Защита капиталовложений

для TPS/TDC

Experion на сети LCN

Process Manager

BasicКонтроллер

Local Control Network

ПЛКMaster Logic

~Котлоагрегат, турбина

Удаленных вспомогательн

ых объекты

PMIO

Chassis I/O В/В

Серии С

C200C300

GPS Master Clock & NTP Сервер

LVS

Интерфейсы для интеграции с

системами 3-их поставщиков


Контроллер C300Т и модули ввода/вывода серии С

для системы регулирования паровой турбины

C300Т

20 мс – исполнение

200 мс – переключение

Пар

Датчик LVDTМагнитный

датчикИзмерение

скорости

Шина IOLink с высокой скоростью сканирования

- Давление

- Температура

- Другие параметры

Зубчатый редукторТурбина

Один контроллер C300Т может управлять

даже самой мощной турбиной с помощью

одного модуля защиты от превышения

скорости и нескольких модулей

управления положением регулирующего

Применение ограниченного количества модулей

ввода/вывода позволяет выдержать ограничения,

налагаемые для обеспечения наименьшего

возможного запаздывания (<60 мс от ЦП до

регулятора расхода пара).

Модуль защиты

от превышения

скорости

Модуль управления

положением

регулирующего

клапана

Другие модули Другие модули


Опыт в электроэнергетике

• Более 30 предприятий в России и странах ближнего зарубежья

эксплуатируют системы управления Honeywell на объектах

тепловой энергетике:

• Промышленные электростанции

Металлургия

Химий

Нефтепереработка

Нефе-химия

• Генерирующие компании


Новые две паровые турбины по 120 МВт для Томь-Усинской ГРЭС

(Томь-Усинск, Кемеровская область)

• Объем Honeywell :

• АСУ ТП Experion PKS

• Для двух 120 МВт

пылеугольных блоков

Крупнейшая электростанция в

западной Сибири


Блок №7 500 МВт Назаровской ГРЭС

(Назарово, Красноярский край)

Крупнейшая электростанция в западной Сибири

• Объем Honeywell:

• АСУ ТП Experion PKS

• Пыле-угольный блок 500 МВт

• Датчики давления/перепада

давления Honeywell


Примеры проектов АСУ ТП

Среднеуральская ГРЭС – вторая очередь

Состав оборудования второй очереди

‒ 2 турбины Т-100/120-130 №7,8;

‒ 3 котла ТГМ-96 № 9, 10, 11

• Поэтапная реализация проекта с 2011 года

‒ Проект на АСУ ТП всей второй очереди (2011-2012 г.

‒ АСУ ТП котла №10 (2011 г.), АСУ ТП турбины №6

(2012 г.)

‒ АСУ ТП турбины №7 (2012)

‒ АСУ ТП котла №9 (2013)

‒ АСУ ТП котла №11 (2014)

Единая система управления/операторная АСУ ТП всей второй очередью


Один из последних реализованных проектов

компьютерного тренажера в электроэнергетике

Новый пылеугольный блок 660 МВт GHECO-One

(Тайланд) со сверхкритическими параметрами пара

АСУ ТП - Honeywell (Experion PKS), GE (Mark VI), Emerson (Ovation)


ТЭС «Инкоо» энергоблок 250 МВт Фортум,Финляндия

OTS and Experion Turbine Control

Один из последних реализованных проектов компьютерного тренажера в электроэнергетике


Передовые решения для энергетики

• Экономическая оптимизация промышленной электростанции

• минимальные производственные издержки и максимальная

прибыль

• Усовершенствованное управление с обратной связью

В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

• Усовершенствованное управление технологическими

процессами

• Решение для оптимизации в реальном времени

• Оптимизация в реальном времени с учетом ограничений для

данной конфигурации ТЭЦ

PPO

ELA-B

MP

C

TLC

ACCACC ACC

PPM

ELA-T


Компоненты AES — основные приложения

Усовершенствованное управление

горением

‒ Функция

Передовой подход к усовершенствованному управлению процессами горения

Точная координация управления соотношением топлива и воздуха

‒ Выгода

Сокращение расхода топливаСтабилизация выбросов в

заданных пределах

Управление главным реглятором

давлением

‒ Функция

Усовершенствованное упреждающее управление

Стабилизация давления пара

‒ Выгода

Гарантия непрерывного поддержания баланса подачи и потребления пара

ACC

MPC

TRGO

ELAЭкономичное распределение нагрузки

• ФункцияПолучает общие требования к

нагрузке в нескольких формах: например электрическая или паровая нагрузка при различных температурах и давлениях

Учитывает различные ограничения для оптимизации

Определяет оптимальный график выработки для удовлетворения требований нагрузки

• ВыгодаЭкономичное распределение

нагрузки

Система целевой оптимизации

• ФункцияМониторинг выработки

электроэнергии и внутреннего потребления в реальном времени

Прогнозирование общей выработки в течение срока действия договора

Оптимизация траектории выработки

• ВыгодаОптимизация выработки

электроэнергии в реальном времени


Усовершенствованный регулятор процесса

горения — ACC

• Цели:

‒ Точное отслеживание выработанного

пара/потребленного топлива согласно

расчетам модуля ELA

Необходим для поддержания

стабильного давления пара

‒ Регулирование подачи воздуха для

горения, чтобы поддерживать

оптимальное соотношение

воздух/топливо согласно расчетам

модуля оптимизации ACC

Соотношение оптимизируется для

достижения максимальной

эффективности сгорания топлива и

недопущения превышения предельно

допустимого уровня выбросов


• Управление давлением — MPC

‒ Управление балансом в коллекторе пара

+ Оценка неизвестных отклонений

• Экономичное распределение нагрузки — ELA

‒ Оптимизация выработки

пара/электроэнергии

Выработка запланированных объемов

электроэнергии с минимальными затратами

Максимальная выработка электроэнергии

Учет ограничений

• Варианты

Выработка заданного количества

технологического пара и электроэнергии с

минимальными затратами

Максимальная выработка электроэнергии

при условии удовлетворения потребности в

технологическом паре

Передовое решение для промышленной энергетики

(AES)

90 100 110 120 130 140 150 160 170 180

20

25

30

35

40

45

50

Общий расход пара

Ра

схо

д п

ар

а

Оптимальное распределение

A

B

C

D

Настройка

ПИД-контуровAES работает с хорошо

настроенными контурами


PPO

ELA-B

MP

CTLC

ACCACC ACC

PPM

ELA-T

AES – Поперечная связь


TOT – Чешская Республика Sinopec, Китай

Применение AES

SASOL, Южная Африка Samsung Fine Chemicals, Корея

Проект : Промышленная электростанция, 16 котлов +

10 паровых турбин

Пакет решений AES: ARC, ACC, ELA-B, ELA-T, MPC

Пуск: 2005 ARC, 2007 APC

Достигнутый результат:

- Максимизация вырабатываемой

электрической мощности

- Уменьшено потепление топлива

- Увеличение устойчивости производства

Проект : ТЭЦ, 3 угольных котла + 2 паровые турбины

Пакет решений AES: : ACC/ ELA–B/ MPC/ TLC / ELA-T

Пуск: 1999 ~ 2004 (Progressive)


- Общая эффективность увеличена 2-3%

- Уменьшение выброса вредных веществ

Проект : Промышленная электростанция, 3 Котла + 3

паровые турбины

Пакет решений : ACC/ ELA–B/ MPC/ ELA-T

Пуск: 2002


- Optimized Load Allocation Benefits

- For Boilers: $900k/ year

- For Turbines: $160k/ year

- CO выбросы и NOx уменьшено на 15%

- КПД котла увеличено 1%

Проект :ТЭЦ Jinshan, 2 Котла ЦKС + 1 Паровая турбина

Пакет решений : ACC/ ATC/ MPC/ ELA-B

Пуск : 2008

Достигнутый результат

- КПД котла увеличено на 1.5%

- Температура пара увеличена на 100C

- Общий КПД увеличен на 1%


Внедрения

• Teplarna Otrokovice (TOT), Чешская Республика‒ ТЭЦ

‒ 3 x 150 т/ч пара, 2 x 25 МВт

‒ ACC, ELA-B, MPC, ELA-T, TLC (2002-2010)

‒ 2-3 % снижение затрат на производство пара

‒ стабилизация значений выбросов парниковых газов в

установленных пределах

‒ возможность предоставления сервиса поддержки частоты

сети


Внедрения

• Sasol, ЮАР‒ промышленная электростанция

‒ 17 x 540 т/ч пара, 10 x 60 МВт

‒ ACC, ELA-B, MPC, ELA-T (2006->)

‒ оптимизированный процесс горения в котлах

‒ скоординированное управление котлами через

коллектор высокого давления

‒ максимизированное производство электроэнергии

‒ Денежная оценка достигнутого эффекта не

разглашается в соответствии с политикой

безопасности SasolГистограмма отношения «воздух/топливо», отражающая

качество процесса горения в котле

До внедрения После внедрения


Внедрения

• Sinopec Shanghai Petrochemical Company,

Джиншан, Китай‒ промышленная электростанция

‒ 2 x 310 т/ч пара, 1 x 100 МВт

‒ ACC, ELA-B, MPC (2005-2008)

‒ оптимизирован процесс горения котла с ЦКС

‒ снижен расход топлива, извести, стабилизирована

температура слоя, увеличена мощность

‒ годовая прибыль - $1 млн.

Комплексная система мониторинга/учета

энергоресурсов.


Необходим контроль множества переменных

• Что необходимо контролировать?

Частые изменения условий эксплуатации

затрудняют поиск оптимальных условий

• Оператор может быть сосредоточен на

вопросах безопасности, производства

и качества

Сложные взаимодействия

• Взаимодействия затрудняют

одновременное соблюдение

нескольких ограничений

Оператор не всегда может выдерживать

ограничения

• Поэтому он занимает консервативную

позицию, что может вести к

дополнительным затратам энергии или

снижению пропускной способности

Эффективная эксплуатация не всегда легко достижима

Плановое

энерго-

потребление

Прогнозируе

мое энерго-


Фактическое

энерго-


Отклонение

Экономическ

ий эффект

[долл. США]

Выбросы

углерода

[тонн CO2]

Целевые показатели для атмосферной колонны

Энергия топлива [млн БТЕ/ч] 217,6 218,3 218,5 0,3 159 3,417

Энергия пара [млн БТЕ/ч] 76,2 76,2 76,2 (0,1) (47,11) (1,003)

Электроэнергия [кВт] 359 359 358,7 (0,3) (3,01) (0,033)

Энергия на охлаждение

[млн БТЕ/ч]62,4 62,8 62,8 0 1,3 0,000

Целевые показатели для оборудования

Мощность насоса

подогревателя [кВт]147,1 146,8 147 0,2 1,92 0,021

Топливо для топки колонны

предварительного испарения

[млн БТЕ/ч]

209,8 210,4 210,7 0,3 167,24 3,594

Нижний пар [млн БТЕ/ч] 44 44,2 44,1 (0,1) (60,47) (1,288)

Мощность колонны [кВт] 94,7 94,6 94,2 (0,4) (4,22) (0,046)

Охлаждение конденсатора

[млн БТЕ/ч]62,4 62,8 62,8 0 1,3 0,000

Мощность насосов PA [кВт] 83,6 83,7 83,7 (0) (0,05) (0,001)

Мощность насосов перекачки

[кВт]33,6 33,9 33,8 (0,1) (0,67) (0,007)

Пар для подогревателя

керосина [млн БТЕ/ч]7,8 7,8 7,8 (0) (8,24) (0,177)

Пар боковых отпарных

секций

[млн БТЕ/ч]

32,2 32 32,1 0 13,36 0,285

Общие энергозатраты [млн

БТЕ/ч]600 050,1 60 228,1 60 266,5 38,5 110,17 2,381

Общая стоимость энергии

[долл. США]208 029,199 208 458,534 208 570,646


Cистема мониторинга/учета энергоресурсов


Какие расчеты нужны?

Расчет фактического энергопотребления на установку/единицу оборудования (KEI), целевое энергопотребление

– Расчет показателей: тонн пара на тонну продукции, ГДж топлива на тонну продукции и МВт электроэнергии на тонну продукции

– Разбивка по основным установкам или единицам оборудования

Расчет целевых показателей эффективности (КПЭ) для ориентира

– Ключевые энергетические показатели (KEI) — это целевые показатели эффективности эксплуатации, которые помогают определить время и место отклонений целевого энергопотребления.

– Примерами KEI могут служить целевые значения для избыточного воздуха, температуры в шахте, орошения, кратности орошения, давления в колонне, отвода газов, коэффициента рециркуляции и т. д.

НПЗ

Установка

переработки

сырой нефти

Установка флюид-

каталитического

крекинга

Установка

риформинга

Подогреватель Печь Колонна

Топливо Пар ЭлектроэнергияКлючевые

энергетические

показатели (KEI)

Температура

на входе в печь

Избыток воздуха в печи

КПД печи

Температура в шахте печи

Температура

на выходе из печи

Низшая теплотворная

способность топлива


47

• Целевое значение

- Должно быть достижимым — для установки в ее текущей конфигурации

- Должно обновляться — в реальном времени, чтобы операторы могли отслеживать изменения

- Должно быть адаптивным — меняться в зависимости от изменений в ежедневной выработке

Изменения пропускной способности

Характеристики или качество сырья

Сорт или качество продукта, конверсия

• Подходы к мониторингу

- Физическая модель (базовые принципы)

- Модели отказов

- Прогнозирование сроков

- Адаптивная фильтрация/пороговая обработка

- Многопараметрический шаблон

- Диагностика и изоляция неисправностей

Целевые показатели энергопотребления


• Мониторинг энергопотребления на уровне установки (пример: атмосферная

колонна)

- Основные потери из-за тепловой интеграции

- Энергетический баланс подсистемы печи

- Мониторинг отгоночного пара

Описание демонстрационного примера —

рабочий процесс приложения


Рабочий процесс мониторинга

1. Обзор потоков энергии —

потери и потребление;

серьезность ошибок

2. Активные неполадки, связанные с

1й экстракцией (один выбранный

актив)

2. Модель симптомов

неполадки, связанная

с 1й экстракцией


Рабочий процесс анализа

1. Выход тепла из

установки с потоком

1й экстракции (QL) был

идентифицирован как

неполадка

2. Анализ (QL) модели

прогнозирования

и фактических данных

3. По результатам анализа

симптомов — HEX E17 —

температура на выходе

конечного охладителя

немного выше,

чем ожидалось


• Интегрированный пакет для контроля и

принятия решений

• Аналитические средства для разработки

целевых моделей энергопотребления

• Удобная визуализация и формирование отчетов

• Универсальная архитектура системы




Благодарим за внимание!

Documents

l h f Z l b a Z p b y h [ t d l w e d l j h k g Z [ ` g b y ] g j …...W g _ j ] _ l b d Z I j h f u r e _ g g h k l v H [ s k \ _ ^ _ g b y J _ d h f _ g ^ Z p b a Z d Z a q b d