Назначение
Системы измерительно-управляющие в составе стационарных энергетических газотурбинных установок типа LMS100 PB Филиала «Джубгинская ТЭС» ОАО «Интер РАО -Электрогенерация» (далее - систем) предназначены для измерения и регистрации параметров энергосиловых установок Джубгинской ТЭС (давления, разности давлений, температуры газа, масла и технологического воздуха, уровня масла и воды, состава газа и его влажности, расхода вспомогательных сред, скорости вращения валов агрегатов, электрических параметров генератора), сбора и обработки цифровых данных, реализации алгоритмов управления, выполнения функций предупредительной и аварийной сигнализации по уставкам, заданным как программным путем, так и с использованием реле предельных значений, а также передачи данных как в пределах контролируемого объекта, так и в систему более высокого уровня.
Описание
Системы служат для измерения параметров и формирования сигналов управления газовой турбиной, состоящей из совокупности компрессоров и турбин, приводящих генератор мощностью 100 МВт. Принцип действия систем основан на измерении и обработке информации, поступающей с первичных измерительных преобразователей о контролируемых параметрах, обеспечивающих безопасную работу газотурбинных установок, включая параметры воздушной среды, природного газа, воды, масла в компрессорах и турбинах, состояния конструктивных элементов, объединенных в отдельные подсистемы:
- гидравлического запуска турбины;
- вентиляции и подготовки воздуха для горения;
- промежуточного охладителя;
- синтетического масла генератора и турбины;
- газового топлива;
- гидравлической системы турбины;
- минерального смазочного масла;
- гидроочистки турбины;
- промежуточного охладителя насосного блока;
- иных вспомогательных подсистем.
Системы выполнены трехуровневыми и включают в себя измерительные каналы (ИК) температуры, давления и разности давлений, расхода, уровня, состава и влажности поступающего природного газа, скорости вращения турбин и генератора.
В состав нижнего уровня систем входят первичные измерительные преобразователи (датчики), преобразующие текущие значения параметров технологического процесса в унифицированные электрические сигналы силы постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА (при их расположении во взрывоопасной среде - соответствующего исполнения).
На среднем уровне систем измерительная информация о физических параметрах по каналам связи в аналоговом или дискретном виде поступает на входы измерительновычислительных и управляющих комплексов MARK VIe (GE Energy, США, госреестр №37805-08) с резервированными каналами.
На верхнем уровне систем вся информация, полученная от программируемых логических контроллеров, по каналам связи (Modbus RTU) передается на станцию сбора данных и на автоматизированное рабочее место оператора.
Системы выполняют следующие основные функции:
- измерение и отображение на АРМ оператора значений технологических параметров;
- протоколирование и архивирование данных;
- автоматический контроль состояния технологического процесса с предупредительной сигнализацией при выходе технологических параметров за установленные границы;
- предупредительную и аварийную сигнализацию по уставкам, заданным программным путем;
- программно-логическое управление исполнительными устройствами объекта;
- регулирование технологических процессов объекта;
- технологические защиты и блокировки;
- вывод на индикацию автоматизированного рабочего места (АРМ) текущих значений параметров принятых по цифровым интерфейсам (Modbus RTU).
ИУС LMS100 PB обменивается информацией с системами
- пожаротушения и обнаружения загазованности Det-Tronics;
- автоматического регулятора напряжения генератора GE EX2100;
- встроенной защиты генератора Beckwith IGPS;
- защиты, управления и контроля двигателями MCC GE Fanuc;
- комплексами измерительно-вычислительные для мониторинга работающих механизмов BN-3500 «Bentley Nevada Inc.» (госреестр № 51765-12).
В алгоритмах функционирования и получения измерительной информации в системах используется резервирование на уровне модулей блоков комплекса MARK VIe и датчиков.
Программное обеспечение
(ПО) систем состоит из программного обеспечения датчиков, комплексов MARK VIe - ПО Toolbox ST, содержащее библиотеку функциональных блоков и программные средства для конфигурирования, диагностики и записи данных, и ПО верхнего уровня.
Идентификационные данные метрологически значимого ПО приведены в таблице 1
Таблица 1 Идентификационные данные метрологически значимого ПО
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии | Цифровой идентификатор ПО | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Toolbox ST | ПО контроллеров MarkVI | ЕС не ниже 1.0.6 РС не ниже 4.7.2 | Номер версии | Не используется |
| HMI PE (GE Fanuc Automation) | graphics display system | 6.1 SP6 | Номер версии | Не используется |
Все метрологически значимые вычисления выполняются ПО датчиков (при его наличии) и комплексов, метрологические характеристики которых нормированы с учетом влияния на них встроенного ПО.
Доступ к программному обеспечению комплексов осуществляется с АРМ оператора, доступ к которому защищен как административными мерами (установка в отдельном помещении), так и многоуровневой защитой по паролю.
ПО верхнего уровня - CIMPLICITY - служит для отображения и архивирования полученной информации от контроллеров, а также перевода единиц физических величин в систему СИ.
Программные средства верхнего уровня содержат:
• серверную часть (шлюзы) для сбора и передачи информации контроллеров;
• архивную станцию для накопления и долговременного хранения различных видов информации;
• клиентскую часть, устанавливаемую на АРМ, обеспечивающую визуализацию параметров.
Для защиты накопленной и текущей информации, конфигурационных параметров ИК от несанкционированного доступа в системах предусмотрен многоступенчатый физический контроль доступа (запираемые шкафы, доступ к которым требует авторизации) и программный контроль доступа (шифрование данных и доступ по паролю с регистрацией успеха и отказа в доступе); уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «С» в соответствии с МИ 3286-2010. По завершении настройки ПО на объекте создается конфигурация, соответствующая данному объекту, идентичность которой контролируется периодической проверкой контрольной суммы.
Технические характеристики
Основные метрологические характеристики измерительных каналов систем приведены в таблице 2.
Рабочие условия применения компонентов систем
- для первичных измерительных преобразователей условия применения определяются проектной и технической документацией на преобразователи;
- для комплексов:
температура окружающего воздуха: от 0 до 60 °С;
(нормальная температура (23 ± 5) °С);
относительная влажность от 5 до 95 % без конденсации влаги;
питание 125+19-25 В постоянного тока;
120±12 В или 240+24-40 В переменного тока;
- для АРМ оператора
температура окружающего воздуха: от + 10 до +35 °С;
относительная влажность от 30 до 80 % при +25 °С;
атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа;
+22
- питание от сети переменного тока напряжением (220 33) В частотой (50/60±3) Гц.
Таблица 2. Основные метрологические характеристики измерительных каналов систем
| Основные характеристики ИК | Основные характеристики компонентов ИК систем |
| Наименование ИК | Диапазоны измерений | Пределы допускаемой основной/ в раб. усл. погрешности ИК | Тип первичного измерительного преобразователя, пределы допускаемой основной/ в раб. усл. погрешности | Модуль комплекса MARK VIe | Пределы допускаемой погрешности ВИК (в раб. условиях) |
| ИК давления ( абсолютного, избыточного ) | от 0 до 138 кПа от 0 до 480 кПа от 0 до 448 кПа от 0 до 4826 кПа от 0 до 1380 кПа от 0 до 241 кПа от 0 до 248,2 кПа от 0 до 2758 кПа от 0 до 27580 кПа от 0 до 4137 кПа от 0 до 2068 кПа от 0 до 1380 кПа от 0 до 15 кПа от минус 103 до плюс 1034 кПа от минус 103 до плюс 5516 кПа от минус -25 до плюс 113 кПа | ±0,25 % /±0,45% диапазона измерений | Преобразователи давления измерительные 3051TG4, 3051TG3, 3051TA1 (Госреестр № 14061-10) ±0,15 % / ±0,35% диапазона измерений | модуль аналогового ввода PAIC с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА | ±0,1 % |
| ИК разности давлений | от минус 6,2 до 0 кПа от 0 до 6,2 кПа от минус 6,2 до плюс 6,2 кПа от 0 до 24,9 кПа от минус 200 до плюс 200 кПа от минус -199 до плюс 199 кПа от минус 25 до плюс 25 кПа | ±0,25 % /±0,35% диапазона измерений | Преобразователи давления измерительные 3051S (Госреестр №24116-08) ±0,15 % / ±0,25% диапазона измерений | ±0,1 % диапазона измерений |
Продолжение таблицы 2
| Основные характеристики ИК | Основные характеристики компонентов ИК ИС |
| Наименование ИК | Диапазоны измерений | Пределы допускаемой основной/ в раб. усл. погрешности ИК (с Р=0,95) | Тип первичного измерительного преобразователя, пределы допускаемой основной/ в раб. усл. погрешности | Модуль комплекса MARK VIe | Пределы допускаемой погрешности ВИК (в раб. условиях) |
| ИК абсолютного давления | от 0 до 1034 кПа от 0 до 2758 кПа от 0 до 2825 кПа от 0 до 2480 кПа | ±0,25% / ±0,6% диапазона измерений | Преобразователи давления измерительные ptX мод.600 (651) (Гос-реестр №40255-08) ±0,15 % / ±0, 5% диапазона измерений | модуль аналогового ввода PAIC с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА | ±0,1 % диапазона измерений |
| ИК температуры | от минус 40 до плюс 80 °С | от ±1,4 до ±1,5 °С | с термопреобразователем сопротивления M50TF1412 ±(0,3+ 0,005|t|) оС | модуль PRTD ввода сигналов термопреобразователей сопротивления | ±1,1 ОС |
| ИК температуры | от минус 44,4 до плюс 93,3 °С от минус 40 до плюс 249 °С от минус 44,4 до плюс 249 °С от минус 44,4 до плюс 315,5 °С от минус 62,4 до плюс 249 °С | от ±1,4 до ±1,6 °С от ±1,4 до ±2,8 °С от ±1,4 до ±2,8 °С от ±1,4 до ±3,1 °С от ±1,5 до ±2,8 °С | термопреобразователь сопротивления Рt 100 мод.078 (Госреестр № 22255-01) ±(0,3+ 0,005|t|) оС |
| ИК уровня | от 0,1 до 5 м | ±10 / ±15,0 мм | уровнемер 3301HA (Госреестр №25547-12 ) ±5,0 / ±10,0 мм | модуль аналогового ввода PAIC с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА | ±5,0 мм |
Продолжение таблицы 2
| Основные характеристики ИК | Основные характеристики компонентов ИК ИС |
| Наименование ИК | Диапазоны измерений | Пределы допускаемой основной/ в раб. усл. погрешности ИК (с Р=0,95) | Тип первичного измерительного преобразователя, пределы допускаемой основной/ в раб. усл. погрешности | Модуль комплекса MARK VIe | Пределы допускаемой погрешности ВИК (в раб. условиях) |
| ИК расхода воды | от 0,1 до 11,4 м3/ч | ±0,5 % измеренного значения | расходомер FT-16 фирмы Flow Technology ±0,5 % измер. зн. | Модуль РСАА | ±0,05 % измеренного значения |
| ИК расхода воды | от 0 до 570 м3/ч | ±1,0 %Х +0,1% D/ ±1,4 % X +0,1% D | Расходомер 3051 SFC (Госреестр №50699-12) ±1,0%X / ±1,4 %X (X -измеренное значение) | модуль аналогового ввода PAIC | ±0,1 % D (D -диапазон измерений) |
| ИК частоты вращения турбин и ротора генератора | от 10 до 5000 об/мин от 10 до 6000 об/мин от 10 до 11500 об/мин | ±0,05% измеренного значения | С магнитными датчиками XN25, XN44, XNSD | модули защиты турбин PPRO, PTUR | ±0,05% измеренного значения |
| Содержание углеводородов топливного газа | Объемная доля Y, % кислорода от 0,003 до 2, азота от 0,05 до 20 углеводородов от 0,001 до 20 | ±(0,04 Y+0,0034) ±(0,024 Y+0,02) ±(0,05 Y+0,021) | Хроматограф газовый промышленный Analyzer мод.770 (Госреестр № 31188-06) ±(0,04 Y+0,0014) ±0,024 Y ±(0,05 Y+0,0011) | модуль аналогового ввода PAIC с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА | ±0,1 % диапазона измерений |
| Канал измерения относительной влажности топливного газа | 0-90% 90-100 % | ±1% /±2 % ±2%/± 3 % | измеритель влажности и температуры НМТ360 (Госреестр №52054-12) ±1% /±2 % ±2%/± 3 % | ±0,1 % диапазона измерений |
Окончание таблицы 2
| Основные характеристики ИК | Основные характеристики компонентов ИК ИС |
| Наименование ИК | Диапазоны измерений | Пределы допускаемой основной/ в раб. усл. погрешности ИК (с Р=0,95) | Тип первичного измерительного преобразователя, пределы допускаемой основной/ в раб. усл. погрешности | Модуль комплекса MARK VIe | Пределы допускаемой погрешности ВИК (в раб. условиях) |
| Канал измерения напряжения генератора | 0-300 В | ±0,3% /±0,8% диапазона измерений | преобразователь измерительный линейного напряжения Q468 ±0,2% /±0,7% диапазона измер. | модуль аналогового ввода PAIC | ±0,1 % диапазона измерений |
| Канал измерения частоты генератора | 45-65 Гц | ±0,2% /±0,7% диапазона измерений | преобразователь измерительный частоты переменного тока Q478 ±0,1% /±0,6% диапазона измерений |
| Канал измерения активной мощности генератора | 0-1000 Вт | ±0,3% +0,15% диапазона измерений /±0,4% измеренного значения +0,15% диапазона измерений | преобразователь измерительный активной мощности XL31KSPA7-24-3-12-CVR ±0,2%+ 0,05% диапазона /±0,3% изм. значения + 0,05% диапазона | модуль аналогового ввода PAIC | ±0,1 % диапазона измерений |
Окончание таблицы 2
| Основные характеристики ИК | Основные характеристики компонентов ИК ИС |
| Наименование ИК | Диапазоны измерений | Пределы допускаемой основной/ в раб. усл. погрешности ИК (с Р=0,95) | Тип первичного измерительного преобразователя, пределы допускаемой основной/ в раб. усл. погрешности | Модуль комплекса MARK VIe | Пределы допускаемой погрешности ВИК (в раб. условиях) |
| Канал контроля переменного тока, напряжения, частоты и мощности генератора | Ток 0,01-5 А Напряжение линейное 10-690 В Частота 45-55 Гц Активная мощность Реактивная мощность (cos9<0,9) Полная мощность Коэффициент мощности (от -1 до -0,5 и от0,5 до 1) Ток нейтрали | ±0,2 % /±0,3 % ±0,2 % /±0,3 % ±0,02 % ±0,2 % / ±0,4 % ±0,3 % ±0,2 % %/ ±0,4 % ±0,2 % / ±0,4 % ±0,5 %/±0,6 % измер. знач. | прибор для измерений показателей качества и учета электрической энергии RPM074 (PM172/175 без дисплея, госреестр №34868-07) с многооконным дисплеем RDM 312 | комплекс MARK VIe | - |
| Каналы вывода аналоговых сигналов управления | 4-20 мА (диапазон выходного сигнала) | ±0,5% диапазона выходного сигнала | | модуль аналогового вывода PAOC | ±0,5 % диапазона выходного сигнала |
Примечания к таблице 2
1 ВИК - вторичная (электрическая) часть ИК систем.
2 При нормировании погрешности компонента в рабочих условиях применения данные погрешности датчика и ИК приведены для рабочих условий.
3 Допускается применение первичных измерительных преобразователей аналогичных типов, прошедших испытания в целях утверждения типа с аналогичными или лучшими техническими и метрологическими характеристиками.
4 Погрешности ИК напряжения и мощности приведены без учета погрешностей измерительных трансформаторов.
5 Рабочие условия применения первичных измерительных преобразователей приведены для температурного диапазона 0-45 °С.
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульные листы руководства по эксплуатации.
Комплектность
В комплект поставки входят:
- системы измерительно-управляющие в составе стационарной энергетической газотурбинной установки типа LMS100 PB, № IMS-2012-LS006 и
№ IMS-2012-LS007 в соответствии с проектом 2 шт.
- техническая и эксплуатационная документация на системы 2 комплекта
- программное обеспечение 2 комплекта
- методика поверки 1 экз
Поверка
осуществляется по документу МП 55935-13 «Системы измерительно-управляющие в составе стационарных энергетических газотурбинных установок типа LMS100 PB Филиала «Джубгинская ТЭС» ОАО «Интер РАО - Электрогенерация». Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» в августе 2013 г.
Поверка первичных измерительных преобразователей - по нормативно-технической документации на них.
Перечень основного оборудования для поверки
- -калибратор многофункциональный MC-2R; диапазон воспроизведения и измерения силы постоянного тока от 0 до 20 мА с погрешностью ±(0,02 %1изм. + 2 мкА); воспроизведение сигналов термопреобразователей сопротивления с погрешностью ±0,3 °С;
- калибраторы температуры сухоблочные CTD модели CTD 9300-165 в диапазоне температур от минус 30 до плюс 165 °С и CTD 9300-650 в диапазоне температур от плюс 40 до плюс 650 °С с погрешностью установки температуры от 0,02 до 05 К;
- калибратор переменного тока Ресурс-К2М со следующими метрологическими характеристиками: - воспроизведение напряжения в диапазоне от 2,2 до 330 В (фазн.) и силы переменного тока в диапазоне 0,005-7,5 А частотой основного сигнала от 42,5 до 69 Гцс пределами основной относительной погрешности,% ±(0,03+0,01-(|Хн/Х-1|));
- частотомер электронно-счетный GFC-8010H с погрешностью измерения частоты 10-7 измеренного значения.
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в документе 20362-OMM-SPD015 «Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию системы LMS100 PB» Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002 Системы информационно-измерительные. Метрологическое
обеспечение. Общие положения.
Рекомендации к применению
- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
