УДК 004.021

Алгоритм технологической защиты оборудования мазутной насосной станции

Краснов Андрей Николаевич – кандидат технических наук, доцент Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Дементьев Александр Сергеевич – магистрант Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Аннотация: В статье рассматривается алгоритм технологической защиты для мазутных электронасосов предназначенных для прокачивания топлива через подогреватели, фильтры тонкой очистки, заполнения трубопроводов мазута котлов для создания циркуляции топлива в режиме горячего резерва при нормальном режиме работы, алгоритм написан на языке функционально-блочных диаграмм интегрированной среды разработки КРУГОЛ, описано формирование входных и выходных переменных, действие защит.

Ключевые слова: мазутное хозяйство, алгоритм, технологические защиты, мазутные электронасосы.

Мазутное хозяйство предназначено для приёма, хранения и подготовки мазута к сжиганию, бесперебойного снабжения подогретым и профильтрованным топочным мазутом в количестве, требуемом нагрузкой ТЭЦ, с необходимым давлением и вязкостью.

Технологические защиты (ТЗ) должны выявлять факт возникновения аварийной ситуации и формировать управляющие воздействия на исполнительные устройства с целью защиты персонала, защиты оборудования и локализации последствий аварии.

Технологические защиты должны иметь аварийную и предупредительную сигнализацию срабатывания. В пределах одного агрегата по глубине воздействия технологические защиты должны разделяться по приоритетам.

В алгоритмах ТЗ должен быть предусмотрен автоматический ввод и вывод защит. Система автоматического ввода и вывода защит обеспечивает возможность нормальной эксплуатации технологического оборудования во всех эксплуатационных режимах, включая пусковые, без вмешательства персонала в работу защит.

Должна быть предусмотрена возможность опробования защит без подачи выходных команд на ИО. Опробование осуществляется со станции оператора в соответствии с инструкцией по эксплуатации ТЗ подачей логических сигналов, имитирующих автоматический ввод соответствующей ТЗ и сигнал датчика защиты. При опробовании защиты на действующем оборудовании, любая другая не опробуемая защита должна выполнять свои функции.

В случае невозможности проверки работы отдельных ТЗ с воздействием на исполнительный механизм, диагностика работы этих защит должна производиться путем перевода "ремонтной накладки" на "сигнал" средствами системного и прикладного программного обеспечения.

Команды защит должны сохраняться до выполнения самой длительной операции, совершаемой по команде этой защиты.

Должна быть предусмотрена регистрация первопричины срабатывания локальных защит и блокировок.

Для исключения человеческого фактора и угрозы останова оборудования, проверка защит на действующем оборудовании должна выполняться по видеокадрам функционально-группового управления. Должны быть предусмотрены видеокадры функционально-группового управления для всех необходимых действий над оборудованием (остановы, пуски, переключения) с отображением текущего состояния оборудования и условий для переходов в последующие состояния.

Необходимо разработать ПО для автоматической проверки ТЗ и Б с определением причин при отрицательных результатах проверки. Опробование ТЗ на работающем оборудовании должна проводится в автоматическом режиме, по команде оперативного персонала без воздействия на ИО. Отчет о проведении проверки каждой ТЗ должен формироваться автоматически после ее проверки и иметь возможность отправить на печать данный отчет.

Технологические защиты и блокировки (ТЗиБ) должны быть включены постоянно, состояния ТЗ и Б должно регистрироваться.

На мазутной насосной станции имеется четыре мазутных электронасоса 1-й и 2-й ступени, предназначенные для прокачивания топлива через подогреватели, фильтры тонкой очистки, заполнения трубопроводов мазута котлов, создания циркуляции топлива в режиме горячего резерва при нормальном режиме работы, в работе находятся два электронасоса и два электронасоса находятся в резерве. В случае возникновения неисправности работающих насосов 1-й ступени и его последующее отключение, включается электронасос 2-й ступени- происходит автоматическое включение резерва (АВР). 

Описание алгоритма аварийного отключения мазутных электронасосов 1-й и 2-й ступени в случае пожара выполненная на языке функционально блочных диаграмм в ИСР Кругол:

Формирование входных дискретных сигналов «МЭН 1 в работе», «МЭН 2 в работе», «МЭН 3 в работе», «МЭН 4 в работе» из входной аналоговой «Давление мазута после МЭН 1,2,3,4», при наличии показания давления выше 0,1, входным дискретным переменным присваивается «1»

Условия включения технологической защиты:

1. Мазутный электронасос в работе
2. Защита введена
3. Срабатывание сигнала «Пожар в МНС»

Также возможно дистанционное отключение мазутных электронасосов, это необходимо в том случае, если формирование входного дискретного сигнала «Пожар в МНС» не происходит по различным причинам, таких как неисправность пожарной сигнализации, датчиков или линий связи. В этом случае возможно выполнение действий защит кнопкой со станции оператора или пульта на щите управления.

Далее по алгоритму происходит отключение автоматическое включение резерва (АВР), присваиванием «1» соответствующих выходных дискретных сигналов. После отключения АВР мазутных электронасосов в входную дискретную переменную записывается «1» и производится действие защит:

1. Отключение мазутного электронасоса №1
2. Отключение мазутного электронасоса №2
3. Отключение мазутного электронасоса №3
4. Отключение мазутного электронасоса №4
5. Закрываются электрифицированные задвижки на всасе мазутных электронасосов;
6. Закрываются электрифицированные задвижки на выходе с мазутных электронасосов;
7. Закрытие обводных электрифицированных задвижек на выходе с мазутных электронасосов;
8. Открытие электрифицированных задвижек рециркуляции;

В случае возникновения пожара в помещении мазутной насосной станции, где установлены мазутные электронасосы, в результате действия защиты производится отключение автоматического включения резерва мазутных электронасосов, для недопущения запуска мазутных электронасосов 2-й ступени, далее отключаются все мазутные электронасосы, прекращается подача мазута на мазутные электронасосы и на подогреватели мазута. Открываются задвижки для рециркуляции мазута между мазутными резервуарами, минуя помещение мазутной насосной станции. Программа защит выполняется в цикле работы контроллера

Фрегмент программы защит мазутной насосной станции, по отключению мазутных электронасосов в случае пожара приведен на рисунке №1.

Рисунок 1. Фрагмент программы защит выполненный в fbd ИСР Кругол.

Список литературы

1. Комиссарчик В.Ф. Автоматическое регулирование технологических процессов: учебное пособие. Тверь 2001. – 247 с.
2. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 3-х т. Т.1. Анализ и статистическая динамика систем автоматического управления / Под ред. Н. Д. Егупова. - М.:МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. 748 с.