4.3. Программа максимум. «Рост эксплуатационной готовности». Предварительный этап – улучшение качества инструментального воздуха. Внедрение программы повышения метрологической надежности для критических контуров регулирования. Поэтапная модернизация регулирующих сопряженных контуров с целью увеличения метрологической надежности. Замена пневматических и электропневматических позиционеров и установка цифровых позиционеров с возможностью самодиагностики. Полномасштабное использование программы FIELD CARE. Переход от ремонта по состоянию на ремонт по диагностике. Получение максимального эффекта при включении в проекты модернизаций и инвестпроекты. Перерасчет и замена клапанов других производителей на клапаны НЕЛЕС. Формирование обменного фонда и консигнационного склада. Аудит клапанов, унификация и стандартизация клапанов. Переход к дистанционной диагностике. Общее повышение эксплуатационной готовности. Внедрение сервисных программ, снижение незапланированных остановов, рост межремонтных сроков, отслеживание трендов производства, технологии и улучшение использования активов. Рамочные договора на сервисное обслуживание. Фиксирование цен на работы, предсказуемость финансовых показателей ремонтов.

4.4. Программа «цифровое предприятие». Производится на базе 3-го этапа. Интеллектуализация клапанного хозяйства. Внедрение и использование беспроводной связи. Повышение надежности и гарантий. Внедрение модульного принципа восстановления и модернизации клапанов, приводов и позиционеров. Внешнее аутсорсинговое сервисное обслуживание клапанов.

Не все контуры одинаковы. Это является важным для понимания существенности замены одних клапанов на более совершенные. Критическими контурами регулирования назовем контуры, где соотношение параметров на входе к параметрам на выходе превышает критическое значение. Небольшая погрешность регулирования на входе приводит к недопустимому превышению допусков по параметру на выходе. Рассмотрим основные контуры регулирования на ТЭС.

Целью работы ТЭС является отпуск теплового агента в виде пара или горячей воды с определенными параметрами расхода, температуры, а также обеспечение тепловодяного баланса. Дополнительными требованиями являются: само качество воды, степень ее жесткости и насыщенность неконденсирующимися газами.

В работе ТЭС возникает множество возмущающих воздействий, от изменения погодных условий при работе на обогрев, до особенностей изменения работы теплопотребляющих агрегатов. Основными показателями, характеризующими технологический режим ТЭС, являются температура Т, напор Н и расход Q теплового агента. Основным оборудованием с точки зрения регулирования являются:

– Котлы, иногда их может быть несколько, работающих параллельно.

– Сетевые насосы, обеспечивающие циркуляцию теплового агента.

– Рециркуляционные насосы в линии рециркуляции воды от выхода с котлов на их вход.

– Регулирующий клапан линии перепуска, подающий воду с выхода сетевых насосов непосредственно в напорный трубопровод с предварительным смешиванием с горячей водой после котлов.

– Регулирующий клапан линии рециркуляции.

– Насос подпитки в линии подпитки, обеспечивающий стабильное давление в обратном трубопроводе путем восполнения потерь теплового агента за счет подачи деаэрированной воды.

– Дополнительными контурами являются контуры химводоочистки и водоподготовки, деаэрирования, подачи реагентов, удаления стоков, золоудаления, мазута и др.

Основных задач регулирования – две. Это регулирование выходных параметров пара и воды для потребителей и регулирование собственного тепловодяного баланса ТЭС. Для решения первой задачи регулируются выходные параметры – Т_вых, Н_вых, Q_вых, в обратном трубопроводе Т_обр, Н_обр, Q_обр. Для решения второй задачи регулирования и обеспечения тепловодяного баланса регулируют следующие параметры:

Q_к – расход воды через включенные котлы, что обеспечивает допустимый диапазон расходов через них.

Т_вх – температуру воды на входе в котлы с целью предотвращения образования конденсата на наружных поверхностях водяных труб внутри топок, так как конденсат является агрессивным.

Н_обр – давление воды в обратном трубопроводе.

Структура контура регулирования может зависеть как от структуры самого объекта, так и от требований, предъявляемых к быстродействию в переходных режимах и точности в статических режимах.

В тоже время технологическую схему ТЭС можно представить в виде взаимосвязанных локальных контуров регулирования, где объект регулирования представляется апериодическим звеном со значительной нелинейностью и большими постоянными времени. Выделим основные контуры регулирования ТЭС:

1. Контур регулирования температуры в напорном трубопроводе ТЭС

Включает в себя котел, коэффициент передачи которого по нагреву и постоянным времени является переменными величинами, поскольку при разном числе параллельно работающих котлов температура в общем выходном коллекторе котлов Т_к изменяется непропорционально управляющему воздействию. Например, при одном котле ПТВМ 50 включение одной горелки увеличивает Т_к примерно на 4^оС с общим времени регулирования 4-5 мин, а при двух котлах – на значительно меньшее значение за счет большего суммарного расхода воды в общем коллекторе.

Результирующая температура воды в сети Т_с зависит от долевых значений расходов воды после котла Т_к и обратной воды Т_обр. Дополнительно учитывается функция смешения потоков воды, определяющая изменение температуры на разнице температур в обратном трубопроводе. В общем случае, она должна отражать также колебательность в упругой среде. Для датчика температуры главным фактором служит его собственная постоянная времени Т_дат, составляющая до 10 сек.

Нагрузка ТЭС от теплопотребляющих агрегатов может быть описана передаточной функцией охлаждения теплового агента. Она также не линейна, если за возмущающее воздействие принять изменение температуры в теплопотребляющем агрегате и расход теплового агента, зависящий как от Т_нагр и расхода. Постоянную времени охлаждения Т_охл можно ориентировочно принимать 10-40 мин, но в каждом конкретном случае она зависит от протяженности и конфигурации теплопотребления и расхода теплового агента.

2. Контур регулирования напора на выходе с ТЭС

Контур регулирования напора Н_вых можно представить в виде двух апериодических звеньев – сетевого насоса и гидравлических сопротивлений котлов и параллельной им линии перепуска. Обе передаточные функции будут нелинейны. Функции содержат квадратичную зависимость напора от частоты вращения. Постоянная времени Т определяется технологическими требованиями из условия плавного регулирования, ее значение составляет до 5 сек. Функция гидросопротивления нелинейна вследствие изменяющегося сопротивления в зависимости от угла открытия клапана линии перепуска. Динамические процессы узла смешения характеризуются очень малыми постоянными времени сжатия жидкой среды и по сравнению с другими показателями регулирования при синтезе регуляторов ими можно пренебречь, т.е. считать функцию пропорциональной.

3. Контур регулирования давления в обратном трубопроводе

Контур предназначен для восполнения утечек теплового агента (подпитки сети). Его передаточная функция по управляющему воздействию нелинейна по той же причине, что и для сетевого насоса – вследствие квадратичной взаимозависимости напора и частоты вращения электропривода. Коэффициент передачи К_обр также зависит от температуры, влияющей на давление в замкнутом трубопроводе с постоянным объемом воды. Возмущающим воздействием на Н_обр является также давление в напорном трубопроводе Н. В стационарном режиме внешние возмущающие воздействия приводят к медленным процессам изменения давления, длительность которых измеряется минутами.