1. Prefacio
Este artículo presenta en detalle el esquema del sistema de control de HVAC de la unidad supercrítica de 2x600 MW en la planta de energía Tianji de la base de energía a carbón de Huainan en la provincia de Anhui. También revela la aplicación del PLC UniMAT en el sistema de control y brinda una solución con un mayor rendimiento en términos de costos para la industria.
2. Descripción general del sistema
El sistema de esta planta de energía incluye principalmente el sistema central de agua fría del área principal del taller, el sistema de calentamiento de agua caliente de la estación de calefacción central en el área de la fábrica, el sistema de ventilación y aire acondicionado de la sala de turbinas de vapor, el sistema de ventilación y aire acondicionado del edificio de control central, el sistema de ventilación y aire acondicionado del edificio de eliminación de polvo y control de precipitación electrostática. Cada sistema incluye las funciones de monitoreo, programación y procesamiento de datos. Todo el sistema está configurado en modo manual y automático (cambio entre el panel de control local y la pantalla LCD de la estación de monitoreo centralizada).
3. Requisitos del sistema
El sistema de ventilación y aire acondicionado del edificio de control central y el sistema central de agua fría del área principal del taller; el sistema de ventilación y aire acondicionado de la sala de turbinas de vapor; el sistema de calentamiento de agua caliente de la estación de calefacción central en el área de la fábrica; el sistema de ventilación y aire acondicionado del edificio de control de eliminación de polvo y precipitación electrostática son monitoreados por un PLC independiente para garantizar la seguridad de la operación y el mantenimiento.
Las funciones del sistema de control incluyen:
La monitorización centralizada de todos los puntos de monitorización del sistema también se puede monitorizar localmente.
Todos los parámetros controlados se pueden configurar en la estación de control central y en los controladores locales.
Con la función de control manual, el sistema se puede controlar por separado durante la puesta en servicio, el mantenimiento y la operación.
Tiene funciones de configuración y programación, y dispone de contraseña.
Muestra los parámetros de cada punto de monitoreo, el estado de cada equipo y componente operativo, los gráficos dinámicos de cada sistema y diversos datos históricos.
Tiene las siguientes funciones de alarma de sonido y luz:
Falla del equipo de operación
El límite de los puntos de monitoreo
Después de que el equipo falle, se puede reiniciar manualmente desde el panel de control. Cuando el sistema esté funcionando normalmente, se pondrá en funcionamiento automáticamente.
Almacena la siguiente información histórica y la muestra e imprime. El sistema tiene la función de protección contra fallas de energía y la fuente de alimentación de reserva debe cumplir con el requisito de suministro de energía continuo durante 72 horas.
Horas de funcionamiento acumuladas de equipos en funcionamiento (como enfriadores, bombas, torres de enfriamiento y ventiladores)
El momento y el lugar de la falla del equipo
Registro del estado de funcionamiento dentro de las 10 horas anteriores a la falla del equipo
El tiempo y la ubicación de enclavamiento de equipos y componentes, como por ejemplo enclavamiento con sistema de detección de incendios, etc.
Vinculación con sistema automático de alarma contra incendios
Cuando el host del sistema falla, los subsistemas deben poder trabajar independientemente y todos los datos, informaciones y programas no desaparecerán.
4. Configuración del sistema y realización de funciones.
Según los requisitos de control del sistema, el sistema se divide en sistema de ventilación y aire acondicionado de edificios de control centralizado, sistema de ventilación y aire acondicionado de sala de turbinas, sistema de ventilación y aire acondicionado de edificios con control de precipitación electrostática y eliminación de polvo, sistema de calefacción de agua caliente de la estación de calefacción central del distrito de la planta, un total de cuatro sistemas PLC independientes, cada sistema utiliza una CPU Siemens (SIEMENS) de la serie PLC-300 + 100 millones. El módulo de E/S y los accesorios de dimensión están compuestos por un módulo de bastidor extendido UN365. El software de interfaz de usuario WinCC y la unidad de control industrial se utilizan para construir la estación de monitoreo de operaciones del sistema. Como se muestra en la imagen
1) Sistema de agua de refrigeración centralizado en el área principal del taller.
El sistema central de agua fría en el área principal del taller consta de enfriadores refrigerados por aire y bombas de circulación de agua fría. El sistema funciona en verano. El sistema es el siguiente: enfriadores refrigerados por aire, enfriadores de presión constante expandida, bombas de circulación de agua fría, válvulas de conmutación eléctricas en la entrada de los enfriadores, desincrustante electrónico del sistema de agua fría y refrigeración. Válvula de derivación diferencial de presión de agua de reserva.
Control de enclavamiento y PID: el enfriador de agua enfriado por aire y la bomba de circulación de agua refrigerada tienen control de enlace de arranque y parada, control de grupo en línea del enfriador de agua enfriado por aire, sistema de agua helada y control de derivación de diferencia de presión, para el bucle de control PID, la válvula de derivación de diferencia de presión de la tubería principal de suministro y retorno de agua del sistema de agua helada establece el sistema de control de acuerdo con la tubería principal de suministro y retorno de agua. La presión ajusta automáticamente el flujo de suministro de agua en el sistema real. Durante el funcionamiento y apagado del sistema, la presión del sistema debe mantenerse en un rango establecido por el suministro de agua en expansión y el dispositivo de fijación de presión (completado por el sistema de control equipado con el suministro de agua en expansión y el dispositivo de fijación de presión). El suministro de agua en expansión y el dispositivo de fijación de presión tendrán una interfaz de señal de red con el sistema de control automático y enviarán las señales de presión y falla al sistema de control automático. Espere.
El sistema de monitoreo automático sólo monitorea la temperatura del agua de suministro/retorno del sistema, y tiene las siguientes funciones: cuando la temperatura del agua de suministro del sistema es inferior a 5 grados C (ajustable manualmente dentro del rango de 0-10 grados C), el sistema de monitoreo debe dar una alarma; cuando la temperatura del agua de retorno del sistema es superior a 14 grados C (dentro del rango de 0-20 grados C). Cuando se puede ajustar manualmente, el sistema de monitoreo debe dar una alarma; cuando la bomba de agua está desconectada, la bomba de circulación de agua refrigerada debe estar equipada con un interruptor de flujo de agua o un dispositivo de protección de interruptor diferencial de presión de agua. Cuando la bomba está en un estado de flujo bajo o baja caída de presión, el interruptor de flujo de agua o el interruptor diferencial de agua deben informarse de inmediato a la policía.
2) Sistema de calentamiento de agua caliente para la estación de calefacción central en el área de la fábrica.
El sistema de calentamiento de agua caliente de la estación de calefacción central incluye intercambiadores de calor y bombas de circulación de agua caliente.
El sistema funciona en invierno, específicamente de la siguiente manera: Unidad de expansión de presión constante, funcionamiento de la bomba de circulación de agua, válvula de control eléctrica importada del intercambiador de calor, funcionamiento del instrumento de descalcificación electrónico del sistema de calefacción, válvula de derivación de diferencial de presión del sistema en espera.
El arranque del sistema es manual, es decir, el operador inicia el programa de forma manual. La secuencia de arranque debe ser la siguiente: arranque de la bomba de circulación de agua correspondiente, instrumento electrónico de descalcificación, arranque retardado de la válvula de control de entrada de vapor al intercambiador de calor correspondiente.
El procedimiento de apagado del sistema es manual, es decir, lo inicia el operador manualmente. El orden de apagado es opuesto al de encendido.
El sistema debe configurarse para que se inicie automáticamente según la temperatura exterior. Cuando la temperatura exterior sea inferior a 5 grados C (el valor de configuración debe ser ajustable: 0 ~ 15 grados C), el sistema se iniciará automáticamente.
La bomba de circulación de agua caliente se interconecta con la válvula de vapor que se encuentra frente al intercambiador de calor de vapor y agua, y la válvula de vapor se abre después de que se pone en marcha la bomba de circulación de agua caliente. Por el contrario, la bomba de circulación de agua caliente cierra la válvula de vapor antes de apagarse para garantizar que la temperatura del vapor no sea demasiado alta, a fin de proteger el serpentín del intercambiador de calor de vapor y agua.
Control de temperatura, protección y alarma del suministro y retorno de agua del sistema: la temperatura del suministro de agua caliente de calefacción del sistema es de 95 °C y la temperatura del agua de retorno es de 70 °C. El sistema de control automático monitorea la temperatura del agua de suministro/retorno del sistema y controla la válvula reguladora de vapor ubicada frente al intercambiador de calor comparando el punto de medición de la temperatura del agua de suministro con el punto de ajuste (95 °C). Al mismo tiempo, se configuran las funciones de protección y alarma necesarias para la temperatura del suministro de agua y la temperatura del agua de retorno.
El sistema de monitoreo debe emitir una alarma cuando la temperatura del suministro de agua del sistema sea superior a 100 °C (ajustable manualmente en el rango de 70 a 110 °C), y cuando la temperatura del remanso del sistema sea inferior a 55 °C (ajustable manualmente en el rango de 30 a 70 °C), el sistema de monitoreo debe emitir una alarma.
En este proyecto, se instala una válvula de derivación diferencial de presión en la tubería principal de suministro y retorno de agua del sistema de agua de calefacción. El sistema de control ajusta automáticamente el caudal de suministro de agua en el sistema actual según la presión en la tubería principal de suministro y retorno de agua. Este es el circuito de regulación PID.
Durante el funcionamiento y apagado del sistema, la presión del sistema se mantendrá dentro de un rango establecido mediante el suministro de agua en expansión y el dispositivo de fijación de presión proporcionados por el demandante (completado por el sistema de control equipado con el suministro de agua en expansión y el dispositivo de fijación de presión). El suministro de agua en expansión y el dispositivo de fijación de presión deben estar equipados con una interfaz de señal de red con el sistema de control automático, y la presión del sistema se enviará al sistema de control automático. Señal de falla, etc.
Alarma de interrupción de la bomba de agua: La bomba de circulación de agua caliente de este sistema debe estar equipada con un dispositivo de protección de interruptor de flujo de agua o interruptor de diferencial de presión de agua. Cuando la bomba se encuentra en estado de bajo flujo o baja diferencia de presión, el interruptor de flujo de agua o el interruptor de diferencial de presión de agua deben activar la alarma a tiempo.
3) Sistema de ventilación y aire acondicionado en la sala de control de la unidad del edificio de control centralizado.
El sistema de ventilación y aire acondicionado de la sala de control de la unidad del edificio de control central incluirá una sala de equipos HVAC de piso 20,20 m, una sala de control centralizada de piso 13,70 m, una sala de turnos, una sala SIS, una sala de ingenieros, etc.
Control de conmutación de unidades: las dos unidades de tratamiento de aire del sistema de aire acondicionado están reservadas entre sí y la conmutación de funcionamiento de la unidad de tratamiento de aire es manual/automática según el número de horas de funcionamiento de la unidad. Las horas de funcionamiento alcanzan el valor predeterminado de 720 horas (las horas de funcionamiento deben ajustarse manualmente entre 0 y 1000 horas).
El arranque del sistema es manual, es decir, el operador inicia el programa manualmente. La secuencia de arranque debe ser la siguiente: apertura del deflector de conmutación eléctrica y del nuevo deflector de regulación de escape en la entrada y salida de la unidad de tratamiento de aire de funcionamiento correspondiente, puesta en marcha del soplador y del soplador de retorno de la unidad correspondiente después de un retraso de 120 segundos (el tiempo de retraso se puede ajustar manualmente en el rango de 0 a 240 segundos).
El procedimiento de apagado del sistema es manual, el cual es iniciado manualmente por el operador. La secuencia de apagado debe ser la siguiente: detener el funcionamiento del ventilador de retorno y del soplador en la unidad de tratamiento de aire correspondiente, demorar 120 segundos (el tiempo de demora se puede ajustar manualmente en el rango de 0-240 segundos), cerrar el deflector de conmutación eléctrica y el nuevo deflector de escape en la entrada y salida de la unidad de tratamiento de aire.
El sistema se divide en tres condiciones de funcionamiento, a saber, condiciones de funcionamiento de verano, condiciones de funcionamiento de invierno y condiciones de ventilación de temporada de transición. En diversas condiciones de funcionamiento, el estado del equipo y los componentes del sistema es el siguiente:
Condiciones de funcionamiento de verano: el ventilador de suministro de aire y el ventilador de retorno en la unidad de tratamiento de aire se ponen en funcionamiento, el deflector de conmutación de suministro y retorno de aire, el deflector de regulación de escape nuevo abierto, el deflector de escape, el deflector de aire fresco están en la apertura mínima; la salida de la bobina de calentamiento de la válvula eléctrica de dos vías cerrada, la salida de la bobina de enfriamiento de la válvula eléctrica de dos vías, el humidificador en espera El estado de la máquina, su funcionamiento se ajustará de acuerdo con la temperatura interior y la humedad relativa, la temperatura interior y la humedad a la sala de control central como punto de referencia.
Condiciones de funcionamiento de la temporada de transición: la unidad de manejo de aire en el ventilador y el ventilador de retorno entran en funcionamiento, el deflector de conmutación de alimentación y retorno está abierto, el deflector de escape, el deflector de regulación de escape nuevo, el deflector de aire fresco, el humidificador (incluida la bomba de humidificación y la válvula solenoide) en estado de espera, su funcionamiento se ajustará de acuerdo con la temperatura interior y la humedad relativa; Sin embargo, la válvula eléctrica de dos vías en la salida de la tubería del serpentín de agua caliente está cerrada.
Condiciones de funcionamiento en invierno: el ventilador de suministro de aire y el ventilador de retorno en la unidad de tratamiento de aire se ponen en funcionamiento, el deflector de conmutación de suministro de aire y retorno, el deflector de regulación de escape nuevo abierto, el deflector de escape, el deflector de aire fresco están en la apertura mínima; la salida de la bobina de enfriamiento de la válvula eléctrica de dos vías cerrada, la salida de la bobina de calentamiento de la válvula eléctrica de dos vías, el humidificador en espera El estado de la máquina, su funcionamiento se ajustará de acuerdo con la temperatura interior y la humedad relativa, la temperatura interior y la humedad a la sala de control central como punto de referencia.
Cambio de condiciones de funcionamiento
Hay dos formas de cambiar el modo de funcionamiento del sistema, es decir, conmutación manual y conmutación automática.
Al cambiar manualmente, el operador encenderá manualmente el panel de control.
Al cambiar automáticamente, el sistema de control cambiará de acuerdo con los requisitos de varias condiciones de funcionamiento. El cambio automático se basará en el tiempo continuo acumulado (en este momento, el valor establecido debe ser ajustable en el rango de 0 a 48 horas) de la señal de medición de temperatura exterior y el valor establecido (condiciones de funcionamiento de subverano, condiciones de funcionamiento de temporada de transición y condiciones de funcionamiento de temporada de transición en condiciones de funcionamiento de invierno dos, el valor establecido debe ser ajustable en el rango de 0 a 30 grados C) Se determina la condición de funcionamiento del sistema.
Control de temperatura y humedad del sistema y del interior: El control de temperatura y humedad del sistema se basará en la temperatura y humedad de la sala de control central como punto de referencia para controlar la temperatura interior y su valor de ajuste de precisión se refiere a la tabla de parámetros de diseño interior. El valor de ajuste de temperatura se puede ajustar manualmente en el rango de 10 °C a 35 °C y la precisión se puede ajustar manualmente en el rango de 0,1 °C a 5 °C. La temperatura y humedad de la sala de control central se detectan mediante dos puntos, y las otras salas se detectan mediante un punto en cada sala para mostrar la temperatura y humedad de la sala.
Alarma de límite alto y bajo de temperatura y humedad interior en la sala de control central: la temperatura límite alta es de 28 grados C, la temperatura límite baja es de 18 grados C, la humedad relativa límite alta es del 70%, la humedad relativa límite baja es del 30%; ajustable manualmente, precisión en el rango de 0,1 grados C a 5 grados C ajustable manualmente.
Control de temperatura interior: de acuerdo con el valor de detección del sensor de temperatura interior (conjunto a) y la comparación del valor de ajuste de la temperatura interior, para ajustar la apertura de la válvula reguladora eléctrica de dos vías, de modo que la temperatura interior se mantenga dentro de un rango determinado.
Control de protección de enclavamiento con sistema de control de incendios
Cuando el sistema de control de incendios envía una señal de incendio (cualquier habitación dentro del alcance del sistema de ventilación y aire acondicionado) al panel de control del sistema, el sistema de control detendrá el funcionamiento del sistema y enviará una señal de retroalimentación al centro de control de incendios.
7) Edificio de control de desempolvado y precipitador electrostático n.° 1, horno de distribución de precipitador electrostático de 380 V, sistema de ventilación de enfriamiento de la sala
Procedimiento de inicio y apagado del sistema
La secuencia de arranque del sistema es manual. La secuencia de arranque es la siguiente: abrir el deflector de conmutación eléctrica en la entrada y salida de la unidad de tratamiento de aire en funcionamiento correspondiente, encender el soplador de la unidad correspondiente después de un retraso de 120 segundos (el tiempo de retraso se puede ajustar manualmente en el rango de 0-240 segundos); el procedimiento de apagado del sistema es manual y el orden de apagado es: detener el aire correspondiente. Después de un retraso de 120 segundos (el tiempo de retraso se puede ajustar manualmente en el rango de 0-240 segundos), el deflector de conmutación eléctrica y el deflector de aire fresco en la entrada y salida de la unidad de tratamiento de aire se cierran.
Este sistema de ventilación de enfriamiento se divide en funcionamiento en verano y temporada de transición.
El equipo y los componentes del sistema son los siguientes: el ventilador de la unidad de tratamiento de aire se pone en funcionamiento en verano; los deflectores de suministro y retorno de aire se abren y los deflectores de aire fresco se ubican en la abertura mínima; la válvula eléctrica de dos vías en la salida del serpentín de enfriamiento entra en estado de espera y su funcionamiento se ajustará de acuerdo con la temperatura interior y la humedad relativa del aire de retorno. El sistema relevante: el sistema de agua fría está en funcionamiento y el ventilador de extracción está fuera de funcionamiento.
Los equipos y componentes del sistema son los siguientes: se pone en funcionamiento el soplador en la unidad de tratamiento de aire; se abre el deflector de suministro de aire, se cierra el deflector de retorno y se abre al máximo el deflector de aire fresco; se cierra la válvula reguladora eléctrica de dos vías en la salida del serpentín de enfriamiento; y se hace funcionar el ventilador de escape.
Control de temperatura interior: En este sistema, el valor de ajuste de la temperatura interior y su precisión del equipo de distribución ESP de 380 V de la caldera n.º 1 es: 30 C 2 C en verano y temporada alta; no se controla en invierno. El valor de ajuste de la temperatura se puede ajustar manualmente en el rango de 10 C a 40 C, y la precisión se puede ajustar manualmente en el rango de 0,1 C a 5 C. El control de la temperatura debe basarse en el sensor de temperatura interior detectado por el valor real de la temperatura interior y la comparación del valor establecido, controlar la apertura de la válvula de control bidireccional eléctrica del tubo de salida del serpentín de enfriamiento de la unidad de tratamiento de aire, de modo que la temperatura del aire se mantenga dentro de un cierto rango.
Alarma de temperatura interior de la sala de distribución: la temperatura límite alta es 35 grados C.
Protección de bajo caudal y alarma del soplador en la unidad de tratamiento de aire: El soplador en la unidad de tratamiento de aire de este sistema debe estar equipado con un dispositivo de protección de interruptor de caudal de aire o interruptor de presión diferencial. Cuando el soplador o el ventilador de retorno se encuentran en estado de bajo caudal o baja diferencia de presión, el interruptor de caudal de aire o el interruptor de diferencia de presión deben activar la alarma a tiempo.
Protección de diferencial de presión y alarma del filtro de aire en la unidad de tratamiento de aire: Se debe instalar un dispositivo de protección del interruptor de diferencial de presión para el filtro de aire primario en la unidad de tratamiento de aire de este sistema. Cuando el filtro de aire es más grande que el punto de ajuste de presión diferencial, el interruptor de diferencial debe emitir una alarma a tiempo.
Control de protección de enclavamiento con sistema de control de incendios: Cuando el sistema de control de incendios envía una señal de incendio (cualquier habitación dentro del alcance del sistema de ventilación y aire acondicionado) al panel de control del sistema, el sistema de control detendrá el funcionamiento del sistema y enviará una señal de retroalimentación al centro de control de incendios.
8) Edificio de control de desempolvado y precipitador electrostático n.° 2, horno de distribución de precipitador electrostático de 380 V, sistema de ventilación de enfriamiento de la sala
Con el sistema de refrigeración y ventilación de la sala de equipos de distribución ESP de 380 V de la caldera N.° 1 en el mismo edificio de eliminación de cenizas y control ESP, el número KKS correspondiente se cambió de 70SAU20 a 70SAU30 y de 70QKU10 a 70QKU20.
9) Sistema de aire acondicionado en sala de control y gabinete principal de eliminación de cenizas.
El sistema de aire acondicionado de la sala de control y del gabinete principal de eliminación de cenizas incluye una unidad de manejo de aire y un ventilador.
A. La secuencia de arranque del sistema es manual. La secuencia de arranque es: abrir el deflector de conmutación eléctrica en la entrada y salida de la unidad de tratamiento de aire correspondiente, y poner en marcha el soplador de la unidad correspondiente después del retraso de 120 segundos (el tiempo de retraso se puede ajustar manualmente en el rango de 0-240 segundos). B. El procedimiento de apagado del sistema es manual, y el orden de apagado es el siguiente: detener el funcionamiento del soplador en la unidad de tratamiento de aire correspondiente, retraso de 120 segundos (el tiempo de retraso se puede ajustar manualmente en el rango de 0-240 segundos), cerrar el deflector de conmutación eléctrica y el deflector de aire fresco en la entrada y salida de la unidad de tratamiento de aire.
El sistema de aire acondicionado funciona en verano e invierno. Verano: el ventilador de suministro de aire en la unidad de tratamiento de aire se pone en funcionamiento; aire fresco, aire de suministro, deflector de aire de retorno abierto; válvula eléctrica de dos vías de salida de la bobina de calentamiento cerrada, válvula eléctrica de dos vías de salida de la bobina de enfriamiento en estado de espera, su funcionamiento se ajustará de acuerdo con la temperatura interior y la humedad relativa del aire de retorno; sistema relacionado - sistema de agua refrigerada El sistema entra en funcionamiento. Invierno: el ventilador de suministro de aire en la unidad de tratamiento de aire se pone en funcionamiento; aire fresco, aire de suministro, deflector de aire de retorno abierto; válvula eléctrica de dos vías de salida de la bobina de enfriamiento cerrada, válvula eléctrica de dos vías de salida de la bobina de calentamiento en estado de espera, su funcionamiento se ajustará de acuerdo con la temperatura interior y la humedad relativa del aire de retorno; sistema relacionado - sistema de agua refrigerada El sistema está en funcionamiento.
El sistema de control de temperatura y humedad se basará en la temperatura promedio de cada habitación como punto de referencia para controlar la temperatura interior del sistema y sus valores de ajuste de precisión son: el verano se puede configurar a 26 [C] [2] C; el invierno se puede configurar a 18 [C] [2] C. El valor de ajuste de temperatura se puede ajustar manualmente en el rango de 0 C a 40 C, y la precisión se puede ajustar manualmente en el rango de 0,1 C a 5 C. Detección de temperatura interior: cada habitación tiene 1 punto.
El control de temperatura debe basarse en el valor real de la temperatura interior detectada por el sensor de temperatura interior y la comparación del valor establecido, controlar la apertura de la válvula de control eléctrico de dos vías del tubo de salida de la bobina de enfriamiento/bobina de calentamiento de la unidad de tratamiento de aire, de modo que la temperatura del aire de suministro se mantenga dentro de un cierto rango.
Protección de bajo caudal y alarma del soplador en la unidad de tratamiento de aire: El soplador en la unidad de tratamiento de aire de este sistema debe estar equipado con un dispositivo de protección de interruptor de caudal de aire o interruptor de presión diferencial. Soplador de aire
