Установленная электрическая мощность равна 1 172 МВт, из которых около 400 МВт потребляет Автозаводский район по кабельным и воздушным линиям 110 кВ, а остальная мощность передается в энергосистему по ЛЭП 220 кВ. Установленная тепловая мощность составляет 3 993 Гкал/ч. Тепловая мощность обеспечивается отборами турбин (две ПТ60, шесть Т100, две ПТ135 и одна ПТ14 и пиковыми водогрейными котлами (десять ПТВМ100, два ПТВМ180 и два КВГМ18 . На станции работает девять энергетических котлов ТГМ84 и пять котлов ТГМЕ464.

Теплофикационная схема характеризуется следующими показателями: подключенная расчетная нагрузка потребителей тепла на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по отопительному графику 150/70°C составляют 3 200 Гкал/ч; циркуляция сетевой воды достигает 40 000 м3/ч; подпитка теплосети при открытом водоразборе в среднем в сутки равна 3 900 м3/ч при максимальном расходе 6 000 м3/ч.

На производственные нужды ВАЗ отпускается перегретая вода по графику 150/120°C с круглогодичной средней нагрузкой 100 Гкал/ч. Кроме того, ТЭЦ отпускает незначительное количество пара (30–40 т/ч).

На ТЭЦ поступают природный газ, питьевая и добавочная вода, сжатый воздух и кислород, а производятся пар, обессоленная и сетевая вода. Схема внешних материальных потоков всех энергоносителей ТЭЦ ВАЗ показана на Там же приводится перечень поставщиков и потребителей.

Существовавший ранее парк приборов
Когда приступали к разработке современной автоматизированной системы коммерческого учета энергоносителей и тепловой энергии, на ТЭЦ учет проводился по показаниям счетчиков УЗРВ и методом ручного планиметрирования диаграмм самопишущих приборов с внесением вручную попр на отклонения реальных значений температур, давлений и других характеристик теплоносителей от расчетных значений.

Состав приборного парка датчиков расхода включал ультразвуковые расходомеры воды типа УЗРВ (28 шт.), сужающие устройства (12 шт.) с дифманометрами типа Сапфир22МТ и ДМ. В качестве регистраторов использовались приборы типа РП160 (6 шт.), КСД2 (3 шт.) и Диск250 (3 шт.).

Назначение АСКУ
При создании АСКУ ставились следующие основные цели:

создание АСКУ, соответствующей современным требованиям нормативных документов;

минимизация ручного труда при учете тепловой энергии и энергоносителей;

повышение оперативности и достоверности коммерческого учета;

предоставление обслуживающему персоналу и руководству ТЭЦ ВАЗ средствами локальной вычислительной сети (ЛВС) оперативной и учетной информации о параметрах теплоносителей и теплопотребления как по отдельным потребителям (магистралям), так и по ТЭЦ в целом;

архивация исходных данных и результатов учета и принцип. возможность их ретроспективного анализа.

Современные расходомеры, теплосчетчики и счетчики газа
При выборе технических средств для реализации АСКУ тепловой энергии и энергоносителей руководствовались определенными требованиями и принципами:

При проектировании АСКУ ориентировались на ультразвуковые расходомеры, зарекомендовавшие себя 10летним положительным опытом работы. При этом на части трубопроводов, где не бывает реверспотока, сохранялись установленные расходомеры типа УЗРВ. А там, где бывает реверс, решили установить ультразвуковые расходомеры фирмы «Взлет».

Для измерения температуры теплоносителя применялись платиновые термометры сопротивления с подключением по четырехпроводной схеме. Для сетевой воды использовались пары термометров типа КТПТР01.

Для измерения давления было принято решение на всех трубопроводах установить датчики абсолютного давления типа МИДАДА класса точности 0,5.

Для измерения перепада давления на сужающих устройствах используются дифманометры типа МЕТРАН43ФДД класса точности 0,25.

При выборе теплосчетчиков и счетчиков газа рассматривались три конкурентоспособных варианта: СПТ961К + СПГ761, УВП281 и СТД. Выбор пал на СТД по ряду соображений: вопервых, только в описании типа средства измерения СТД в качестве комп. входит расходомер типа УЗРВ, вовторых, в теплоснабжающей организации г. Тольятти (ОАО «Тэвис») имелся положительный опыт эксплуатации нескольких сотен теплосчетчиков типа СТД.

В качестве общестанционного вычислителя был применен вычислитель АСУТ601, поставляемый МНТЦ «БИАТ», Москва.

Принципиальная структурная схема АСКУ
Структурная схема АСКУ ТЭЦ ВАЗ представлена на 3.

Датчики температуры (54 шт.), давления (53 шт.), перепада давления (12 шт.) и расходомеры типа УЗРВМ (2 шт.) подключены к вычислителям ВТД (21 шт.) счетчиков типа СТД., вычислители ВТД по интерфейсу RS485 (15 линий) подключаются к вычислителю АСУТ601.

Расходомеры фирмы «Взлет» (УРСВ020 – 4 шт. и УРСВ010 – 40 шт.) по интерфейсу RS485 подключаются напрямую к вычислителю АСУТ60 Общее число используемых интерфейсных каналов равно 1 При этом на один канал подключено до четырех СТД и до восьми расходомеров.

Вычислитель представляет собой двухмашинный комплекс промышленных ПЭВМ, работающих в режиме горячего резерва. ПЭВМ по одному каналу Ethernet связаны м. собой, а по второму – с сервером учетных данных, включенным в станционную ЛВС.

Рабочие станции ЛВС позволяют читать, контролировать и документировать учетные данные. При этом защищенными данными от несанкционированного доступа являются данные, находящиеся в вычислителе АСУТ60 Там есть принцип. возможность их проверить и получить необходимые документы.

Порядок придания АСКУ юридического статуса коммерческой системы

Придание АСКУ юридического статуса коммерческой системы состоит из совокупности мероприятий, осуществляемых на разных стадиях создания и внедрения системы. Формально должно быть выполнено следующее:

согласование в Госэнергонадзоре рабочего проекта;

оформление акта допуска в эксплуатацию узла учета тепловой энергии на источнике теплоты, который подписывается представителями Госэнергонадзора, источника теплоты и представителем тепловых сетей или потребителем и утверждается руководителем территориального подразделения Госэнергонадзора.

изучим более детально каждый из этих этапов.

Согласование технического задания
До разработки рабочего проекта, естественно, разрабатывается техническое задание. Формально его можно не согласовывать в Госэнергонадзоре. но практика демонстрирует, что это делать целесообразно по нескольким соображениям.

Вопервых, полезным является критический взгляд энергонадзора на полноту исходных данных с точки зрения учета всего многообразия режимов теплоснабжения в разные времена года.

Вовторых, энергонадзор проверяет, соответствуют ли указанные в техническом задании требования к АСКУ требованиям действующих нормативных документов.

Втретьих, учитывая то, что в оформлении акта допуска участвуют тепловые сети или потребитель, обычно энергонадзор требует, чтобы техническое задание было согласовано с тепловыми сетями или с потребителем.

согласование технического задания с Госэнергонадзором облегчает в последующем разработку и согласование рабочего проекта как в техническом плане, так и в вопросах человеческих взаимоотношений трех сторон: источника теплоты, тепловых сетей (потребителя) и Госэнергонадзора.

Относительно технического задания считаем необходимым высказать так же одно замечание. Для таких сложных объектов, как ТЭЦ ВАЗ, техническое задание на АСКУ должно включать отдельно оформленные технические задания на подсистемы, например, сетевая вода, обессоленная вода, горводопроводная вода, природный газ и т. д. Это полезно сделать потому, что по разным подсистемам ТЭЦ приходится согласовывать решения и строить финансовые взаимоотношения с разными организациями, в том числе и с контролирующими органами.

Согласование рабочего проекта
Для согласования рабочего проекта в органах Госэнергонадзора должныбыть выполнены следующие главные требования:

выбранные к применению теплосчетчики должны иметь положительное экспертное заключение Госэнергонадзора;

АСКУ должна создаваться на базе внесенной в Государственный реестр средств измерений измерительновычислительной системы, имеющей положительное экспертное заключение Госэнергонадзора, или в рабочем проекте должно быть указано, что до оформления актов допуска АСКУ конкретного объекта будет индивидуально внесена в Государственный реестр средств измерений и на нее будет получено экспертное заключение в Госэнергонадзоре.

Разработка документа «Методика выполнения измерений»
Рабочий проект должен пройти метрологическую экспертизу в органах Госстандарта. Результатом такой экспертизы является заключение о том, выполняются ли в рабочем проекте требования технического задания к метрологическим характеристикам каждого измерительного канала во всех режимах эксплуатации объекта.

Одной из основных форм проведения метрологической экспертизы рабочего проекта является разработка документа «Методика выполнения измерений» и его аттестация в органах Госстандарта. Методика выполнения измерений функционально распадается на разделы, соответствующие каждой подсистеме, названной в техническом задании и в рабочем проекте.

Разработка документа «Методика поверки»
В рабочем проекте должен быть документ «Методика поверки АСКУ», согласованный с органами Госстандарта. «Методика поверки», также как и «Методика выполнения измерений» должна состоять из разделов, соответствующих каждой подсистеме и на каждую подсистему оформляется самостоятельное свидетельство о поверке Госстандарта. Этот документ оформляется после проведения пусконаладочных работ по подсистеме в целом.

Монтажные работы
Во время проведения монтажных работ ТЭЦ совместно с органами Госстандарта осуществляют отдельные работы в соответствии с документом «Методика поверки». В частности, в актах скрытых работ фиксируются измерения внутренних диаметров измерительных участков трубопроводов, состояние внутренней поверхности трубопровода, длины прямых участков и т. д. Без этих актов невозможно в последующем оформить свидетельство о поверке подсистемы.

Оформление свидетельств о поверке подсистем
После завершения пусконаладочных работ и обкатки подсистемы в реальных условиях эксплуатации на каждую подсистему АСКУ в соответствии с «Методикой поверки» оформляется свидетельство о поверке. При этом проверяется:

Наличие действующего клейма поверителя:

у вычислителя АСУТ601;

у вычислителей ВТД в составе ПКУ;

у всех сужающих устройств и датчиков, входящих в ПКУ;

на схемах прямых участков до и после расходомеров.

Соответствие параметров трубопроводов, сужающих устройств, измеряемой среды и первичных преобразователей данным, введенным в вычислитель ВТД.

Проверка линий связи вычислителя АСУТ601 с ВТД и с УРСВ.

Проверка расчета учетных параметров, относящихся к ПКУ в целом.

Оформление акта допуска в эксплуатацию
Завершающим этапом ввода в эксплуатацию АСКУ в части той или иной подсистемы является оформление акта допуска в эксплуатацию. Применительно к учету тепловой энергии и теплоносителей эта процедура достаточно подробно прописана в «Правилах учета тепловой энергии и теплоносителя». Что же касается других подсистем, то акты можно оформлять подобным же образом, ограничиваясь подписями представителей поставщика и потребителя без участия контролирующих организаций.

Опыт выполнения монтажных, пусконаладочных работ и ввода АСКУ в эксплуатацию
Мы считаем полезным поделиться опытом выполнения монтажных, пусконаладочных работ и ввода в эксплуатацию для того, чтобы другие не совершали те же ошибки, которые сделали мы.

Подготовка измерительных участков и монтаж на них датчиков ультразвуковых расходомеров проводились на ТЭЦ на специальном производственном участке. При этом после завершения монтажа каждый измерительный участок расходомера ставился в вертикальное положение, заполнялся водой и фиксировались настройки при нулевом расходе. К сожалению, эта работа для накладных датчиков оказалась бесполезной, т. к. после установки измерительных участков в трубопровод при неоднократной наладке приходилось датчики устанавливать повторно.

Перед выполнением электромонтажных работ по прокладке кабелей выяснилось, что в рабочем проекте планы кабельных трасс прорисованы принципиально, т. е. показано, какие точки должныбыть соединены. Применительно к АСКУ этого недостаточно и каждая трасса должна быть прорисована на плане с чертежами пересечений со всеми другими кабелями. По этой причине необходимо было доработать рабочий проект.

Как сказано было выше, ТЭЦ для технологических целей поставляет на ВАЗ сетевую горячую воду с температурой в прямом трубопроводе не ниже 140°C, а в обратном трубопроводе около 120°C. В указанных условиях без переналадки накладные ультразвуковые расходомеры работали всего по несколько дней.

Надо отдать должное поставщикам приборов в том, что, увидев эту картину, они за свой счет заменили на двух магистралях накладные датчики врезными и выполнили необходимые монтажные работы. Врезные расходомеры в указанных условиях работают достаточно надежно, но, повидимому, правильнее было установить не однолучевые, а двухлучевые расходомеры, что повысило бы их надежность.

При проектировании АСКУ было принято решение о том, что при измерении расхода воды расходомерами УРСВ010 и УРСВ020 в трубопроводах, где не бывает реверса потока, подключать эти приборы к ВТД по частотному выходному сигналу, а там, где реверс потока возможен, подключать напрямую к ПЭВМ, т. к. ВТД не умеет обрабатывать реверсивные потоки. Несколько месяцев опытной эксплуатации указанных решений показали, что стыковка УРСВ010 и УРСВ020 по частотному каналу с ВТД работает плохо: значения расхода меняются до 10% при устойчивых технологических режимах и при этом на мониторе расходомера показания не меняется. Анализ этого явления с помощью осциллографа подтвердил изменение выходной частоты до 10% даже на стоячей воде.

было принято решение все расходомеры подключить напрямую к ПЭВМ по интерфейсу RS485.

так же один отрицательный опыт касается устойчивости передачи данных от расходомеров по интерфейсу RS48 В документации на расходомеры отсутствуют указания проектировщикам о необходимости в определенных условиях устанавливать у каждого прибора дополнительное оборудование (согласующий блок).

Во время выполнения пусконаладочных работ пришлось корректировать проект, докупать и монтировать указанное оборудование. Это существенно увеличило срок выполнения пусконаладочных работ. При этом устойчивость связи существенно улучшилась.

Следующая трудность, с которой столкнулись при выполнения пусконаладочных работ, связана с недостаточной надежностью работы связи ПЭВМ с вычислителями типа ВТД. Так как в документации фирмы «Динфо» отсутствуют необходимые технические характеристики и алгоритмы цифрового интерфейса RS485 и не у кого было получить консультации по этим вопросам, то связь приходилось отлаживать наугад, работая с вычислителем ВТД как с «черным ящиком». В конечном результате чтение из ВТДданных, участвующих в коммерческом учете, осуществляется с необходимой надежностью. А чтение данных, необходимых для технологического контроля, к сожалению, до сих пор имеет дефект, который заключается в том, что по совершенно непонятным причинам иногда по отдельным параметрам может не быть ответа в течение нескольких минут. После чего доступ восстанавливается.

В пусконаладочных работах по вычислителю АСУТ601 и по АСКУ в целом отметим следующее:

В отношении аппаратуры и программного обеспечения основные трудности заключались в комплексной наладке совместного функционирования 20 ВТД , 40 УРСВ010 и 2 УРСВ020, подключенных к двум промышленным компьютерам (основному и резервному), которые,, связаны с общестанционным сервером учетных данных. Вне условий объекта такой полигон собрать невозможно, тем более смоделировать реальные условия работы линий связи.

Сейчас весь комплекс работает устойчиво, и дальнейшие шаги направлены на повышение реактивности получения ответов на рабочих станциях и на совершенствование прикладного интерфейса.

Вторая трудность внедрения АСКУ относится к проблеме использования получаемых результатов для коммерческих расчетов с поставщиками и потребителями.

В таких подсистемах, как учет горводопроводной воды, кислорода, сжатого воздуха и пара получаемые в АСКУ данные хорошо согласуются с режимами реального потребления.

Основные разногласия возникают по учету тепловой энергии и подпитки в магистралях с открытой схемой теплоснабжения. В основе этих разногласий лежит то, что по существующей технологической схеме невозможно организовать измерение расхода подпитки, поступающей в каждую магистраль, т. к. подпитка коллекторная. Приходится определять расход подпитки как разность расходов в подающем и обратном трубопроводах. А при допустимой относительной погрешности расходомеров в подающем и обратном трубопроводах в 2% расход подпитки за небольшие промежутки времени (час, сутки) определяется с большой погрешностью. За месяц эта погрешность существенно уменьшается. Повидимому, на ближайшие годы никакого «приборного» решения этой задачи не будет, и необходимо узаконить договорные решения о распределении суммарной измеренной подпитки на источнике тепла м. всеми потребителями, в том числе и на нужды самого источника тепла.

Выводы
В завершение статьи сделаем несколько обобщающих замечаний.

Внедрение современных АСКУ существенно повышает оперативность получения результатов учета использованных и отпущенных энергоносителей и энергии за прошедшие сутки и за прошедшую часть месяца.

Используемые в АСКУ датчики технологических параметров (около 150 шт.) имеют двойное назначение: для целей коммерческого учета и для технологического контроля. К обновлению информации на экране монитора для этих двух целей предъявляются существенно разные требования. Если для целей коммерческого учета минимальным контролируемым временным интервалом является час, то для целей технологического контроля, в частности для контроля за давлением, интервал обновления должен составлять несколько секунд. К сожалению, все современные теплосчетчики, в том числе и СТД, не позволяют иметь необходимую оперативность сбора данных. Устанавливать же для этих целей дополнительно специальные контроллеры и тем более ставить дублирующие датчики нецелесообразно. Просто до сих пор приборостроители не учитывали указанную специфику АСКУ на ТЭЦ.

Опыт установки новых измерительных участков для ультразвуковых расходомеров на трубах больших диаметров подтвердил недопустимость врезки датчиков в действующие трубопроводы, т. к. практически во всех трубопроводах на внутренней поверхности наблюдались шероховатости до 15–20 мм высотой.

Накладные датчики ультразвуковых расходомеров работают на сетевых трубопроводах недостаточно надежно и их применение нежелательно.

Протоколы связи теплосчетчиков и счетчиковрасходомеров с ПЭВМ по интерфейсу RS485 не унифицированы. При этом отсутствует унификация не только м. приборами разных фирм, но и м. приборами одной фирмы.

Практика подтверждает, что при коллекторных схемах подачи подпитки не только в закрытых, но и в открытых системах теплоснабжения, нежелательно определять расход подпитки, поступающей в одну магистраль и даже на группу магистралей, по разнице расходов в подающих и обратных трубопроводах, т. к. в этом случае трудно обеспечить необходимую точность измерений. Но, к сожалению, другие узаконенные методы отсутствуют.

Технические характеристики АСКУ ТЭЦ ВАЗ
Состав энергоносителей, поставщиков и потребителей
По подсистемам По магистралям По реверсивным трубопроводам Характеристики ИВС
Датчики Теплосчетчики, счетчики газа Тип: теплосчетчик и счетчик газа СТД.

Количество: 21.

Подключаются к вычислителю АСУТ601.

Вычислитель АСУТ601 Промышленные ПЭВМ: два комплекта в режиме нагруженного (горячего) резервирования.

Количество используемых линий RS485: 15.

Запись информации: на сервер учетных данных.