燃氣透平電廠控制系統需應對惡劣氣候環境的挑戰
俄羅斯經濟增長所依賴的天然氣和石油都產自西伯利亞。需求量的不斷增長推動能源的深度開發,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,還給環境造成了污染。然而現在,石油天然氣電廠通過燃氣透平能夠將其轉換成電能和熱能。

應對苛刻的氣候環境
石油天然氣電廠借鑒了噴氣飛機渦輪發動機的設計原理,將其應用于發電機組的設計中。由于這些先進的技術要應用于惡劣的氣候環境下,所以必須要設計一套合適的自動控制和管理系統。
電廠的燃氣透平由Energotechpromavtomatika工程公司(位于烏克蘭的Zaporozhye市)制造。控制系統的基本設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。
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系列產品。這些產品具有較高的絕緣等級(防爆,防靜電)和優異的性價比。貝加萊全集成的解決方案優化了控制室的配置,降低了標記模塊輸入輸出時所帶來的潛在錯誤,只要任何一處發生變化,立即會在項目的各層次反應出來。這樣,既能節省更多的時間投入到其他更重要的任務中,而且也避免了控制系統開發階段中出現的差錯,提高了項目開發的質量,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編寫多任務控制程序,并支持統一字符編碼、多層視圖、分布式網絡以及現場總線和串口通信,而這一切都無需用戶再支付額外的許可費用。
控制系統的特點
系統的拓撲結構采用星型結構,在操作層使用高速以太網,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,并且能獨立執行各自的任務,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控制器指派的算法進行操作,而這些算法是根據相應的安全措施進行設計的,這樣一來就不需要讓設備急停。這種結構能夠使其中一個單元在其他單元出現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,鍋爐和其他設備時有以下特點:
n 隨著精度的增加可以進行動態調節
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,能夠靈巧實現在線修改和擴展功能。
n 諸如性能指標、燃料消、電能及熱能產值這些技術或經濟指標,系統能夠連續自動計算。執行效率的實時評估使得主原料的品質能夠得到及時調整,從而保證了系統性能。
n 用戶能夠隨時干預,獨立調節各項參數。
n 通過增加安全功能及減少外部設備,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”下對整個技術環境有一個總覽,這樣就能在緊急情況下明顯減少決斷次數。
Energotechpromavtomatika的系統已在許多燃氣電廠中得到廣泛應用。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℃)。