Системы измерительно-управляющие в составе газотурбинных генераторных установок LM 2500/6000

Назначение

Системы измерительно-управляющие в составе газотурбинных генераторных установок типа LM 2500/6000 фирмы «GE Packaged Power Inc», США (далее - системы) предназначены для измерений и контроля параметров технологического процесса в реальном масштабе времени (температуры, давления (избыточного и дифференциального) газа, масла и технологического воздуха, скорости воздуха на входе в установку, расхода и уровня масла, скорости вращения валов агрегатов, состава газа, вибрации), обеспечивают управление, контроль, защиту и предусматривают возможность подключения к системам предупредительной и аварийной сигнализации по уставкам, заданным как программным путем, так и с использованием реле предельных значений.

Описание

Принцип действия систем основан на измерении и обработке информации, поступающей с первичных измерительных преобразователей о контролируемых параметрах, обеспечивающих безопасную работу газотурбинных установок LM 2500/6000, состоящих из газовой турбины, генератора, технологических систем подготовки газа и масла для турбины и генератора, подсистем охлаждения технологического воздуха, а также трансформаторов и вспомогательных устройств.

В зависимости от типа газотурбинного генераторного агрегата системы могут изготавливаться в модификациях LM 2500, LM 2500+xx, LM 5000, LM 6000.

Системы представляют собой трехуровневые иерархические измерительно-управляющие системы распределенного типа, состоящие из верхнего, среднего и нижнего уровней (рис. 1) и включают в себя измерительные каналы (ИК):

- температуры;

- давления и разности давлений;

- расхода;

- уровня;

- состава топливного газа и загазованности воздуха;

- вибрации и скорости вращения.

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 и осуществляющие следующие функции:

- автоматизированного и ручного сбора и первичной обработки информации;

- выдачи информации в виде световой и/или звуковой сигнализации при превышении предупредительных и/или аварийных установок;

- формирования и передачи данных на средний уровень систем.

На среднем уровне систем измерительная информация о физических параметрах по каналам связи в аналоговом или дискретном виде поступает на входы программируемых логических контроллеров серии MARK VIe (GE Energy, США), GE Fanuc серий 90-30, 9070 (GE Fanuc Autimation, США), а также на входы автоматических систем:

лист № 2

всего листов 9

- управления газотурбинной установкой “ATLAS PC Control System” (Woodward, GE, США);

- многофункциональной защиты генератора M-3425A (Beckwith);

- регулирования возбуждения генератора и синхронизации;

- пожарной сигнализации Allectec 800 (CEC, США);

- многофункционального измерения электрических параметров.

На верхнем уровне систем вся информация, полученная от программируемых логических контроллеров PLC по каналам связи передается на станцию сбора данных и на автоматизированное рабочее место оператора - вычислительные рабочие станции “Dell Precision 380” с программным пакетом CIMPLICITY HMI (разработчик программного обеспечения - фирма GE Fanuc Automation), выполняющие следующие функции:

- отображения и архивирования результатов измерений;

- выдачу информации в виде световой и/или звуковой сигнализации при превышении предупредительных и/или аварийных установок;

- диагностики состояния оборудования;

- формирования и представления информации в виде отчетных документов различного назначения;

- ведения и управления базами данных;

- защиты информации от несанкционированного доступа;

- синхронизации системного времени.

Принципиальная схема Системы приведена на рис. 1.

Модули ввоза-вывода аналоговых сигналов

Модули ввода-вывода цифровых си г налов

Модули и одяпит: сигналов ст термспреобрахвателен сои роти Еленкя н тер чс злектрн ческнд. преобразователей

Модуль с ер в отправления

Модуль акустического

МС'Щль

монитсринга

Первичные преобразов а тели? сигнализаторы

Комплекснзмфнтетьяо-вьннстнтетщый и управляющий МагкЛЧе

Программное обеспечение

Идентификационные данные по программному обеспечению (ПО) приведены в

таблице 1:

Таблица

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с МИ 3286-2010 - «C».

Первичные датчики и преобразователи, входящие в состав измерительных каналов систем:

ИК состава топливного газа и загазованности воздуха:

- детекторы газа 95-8526 «Det-Tronics», США

- газовые хроматографы 700 «Emerson», США -

Информационный фонд средств измерений № 31188-06

ИК давления и разности давлений:

- преобразователи давления 9907-963 «HONEYWELL», США

- преобразователи давления PTX600 «Druck Inc.», США

- преобразователи давления PA3000 «SCHLUMBERGER», США

- преобразователи давления EJA310 «Yokogawa», Япония -

Информационный фонд средств измерений № 14495-09

- манометры 1377, 1279, 1008 «ASHCROFT», США -

Информационный фонд средств измерений № 19380-00

- преобразователи давления измерительные 3051 «Rosemount Inc.», США -

Информационный фонд средств измерений № 24116-08

- контроллеры разности давлений 1950G «DWYER instrument», США

- датчики разности давлений 4010B «DWYER instrument», США»

- контроллеры давления 132P, 180Р, 122P «ITT Neo-Dyn», Испания

- контроллеры разности давлений DPF266 «PYROPRESS», Великобритания

- датчики разности давлений 160P, 152Р, 132Р «ITT Neo-Dyn», Испания

- датчики разности давлений 1502DG «ORANGE RESEARTH, Inc», США

ИК температуры:

- термометры сопротивления двойные платиновые 305 «Weed instrument», США

- термоэлементы 305 «Weed instrument», США

- платиновые термопреобразователи 78 «Rosemount Inc.», США -

Информационный фонд средств измерений № 22255-01

- извещатели пожарные тепловые MEDC 401 225F «MEDC», Великобритания

- термометры 50-Е160Е180 «ASHCROFT», США -

Информационный фонд средств измерений № 21696-01

- преобразователи температуры 102S «ITT Neo-Dyn», Испания

- преобразователи измерительные 100Т, 132T «ITT Neo-Dyn», Испания

- термометры сопротивления серии S «MINCO», США -

Информационный фонд средств измерений № 35580-07

ИК уровня:

- уровнемеры K9900 «Kenco», США

- преобразователи уровня 3300 «Rosemount Inc.», США -Информационный фонд средств измерений № 25547-06

- уровнемеры 63-RL «Daniel industries Inc.», США

- уровнемеры XT31 «Magnetrol», США

- уровнемеры XT20 «Magnetrol», США

ИК вибрации и скорости вращения:

- датчики вибрации 21000 «Bentley Nevada Со», США

- датчики вибрации 23732 «Bentley Nevada Со», США

- датчики вибрации 4-128 «CEC Vibration Products», США

- датчики скорости 70085-1010 «AI-Tex Instruments», США

- преобразователи виброускорения BN-350900 «Bently Nevada LLC», США -Информационный фонд средств измерений № 41669-09

- комплексы измерительно-вычислительные для   мониторинга работающих

механизмов BN-3500 «Bently Nevada LLC», США -

Информационный фонд средств измерений № 15540-07

ИК расхода:

- расходомеры DY025 «Yokagawa», Япония

- датчики расхода LSP51 «LUBE DEVICES», США

- контроллеры потока FLT93 «FLUID COMPONENTS», США

Технические характеристики

Диапазон измерений температуры топливного газа на входе установки, °С......... от 0до 150

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений температуры топливного газа на входе установки, °С

Диапазон измерений температуры газа в турбине, °С....................................... от 0 до 1000

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений температуры газа в турбине, °С

Диапазон измерений температуры газа на входе компрессора, °С..................... от 0 до 500

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений температуры газа на входе компрессора, °С

Диапазон измерений температуры газа на входе электрогенератора, °С............ от 0 до 500

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений температуры газа на входе электрогенератора, °С

Диапазон измерений температуры газа на выходе электрогенератора, °С........... от 0 до 150

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений температуры газа на выходе электрогенератора, °С

Диапазон измерений температуры масла, подаваемого для смазки агрегатов турбины, °С........................................................................................ от 0 до 50

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений температуры масла, подаваемого для смазки агрегатов турбины, °С

Диапазон измерений температуры отработанного масла после смазки агрегатов турбины, °С....................................................................................... от 0 до 200

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений температуры отработанного масла после смазки агрегатов турбины, °С............

Диапазон измерений температуры масла, подаваемого для смазки подшипников электрогенератора, °С.................................................................................. от 0 до 100

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений

температуры масла, подаваемого для смазки подшипников электрогенератора, °С

Диапазон измерений температуры подшипников силовых агрегатов установки, °С.............................................................. от 0 до 150

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений температуры подшипников силовых агрегатов установки, °С

Диапазон измерений давления природного газа в магистральном газопроводе на входе установки, кПа............................................................................ от 0 до 10000

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений давления природного газа в магистральном газопроводе на входе установки, %

Диапазон измерений давления газа после компрессора, кПа........................... от 0 до 2500

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений давления газа после компрессора, %

Диапазон измерений перепада давления газа на воздушном фильтре на входе в установку, кПа..................................................................................... от 0 до 10

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений перепада давления газа на воздушном фильтре на входе в установку, %

Диапазон измерений скорости воздуха в воздухозаборной системе на входе в установку, м/с...................................................................................... от 0 до 50

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений скорости воздуха в воздухозаборной системе на входе в установку, %

Диапазон измерений перепада давления на фильтрах масла установки, кПа....... от 0 до 150

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений перепада давления на фильтрах масла установки, %

Диапазон измерений давления масла в трубопроводах системы смазки агрегатов установки, кПа..................................................................................... от 0 до 1000

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений давления масла в трубопроводах системы смазки агрегатов установки, %

Диапазон измерений уровня масла в маслобаках системы смазки агрегатов установки, мм..................................................................................... от 0 до 1000

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений уровня масла в маслобаках системы смазки агрегатов установки, мм

Диапазон измерений расхода масла в трубопроводах системы смазки агрегатов установки, куб. м/мин............................................................................ от 0 до 0,2

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений расхода масла в трубопроводах системы смазки агрегатов установки, %

Диапазон измерения вибрации, микрон...................................................... от 0 до 260

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений вибрации, %

Диапазон измерений скорости вращения валов агрегатов установки, об\мин...... от 0 до 12000

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений скорости вращения валов агрегатов установки, %

Диапазон измерений концентрации метана в воздухе рабочей зоны агрегатов установки, об.%................................................................................... от 0,2 до 1

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений концентрации метана в воздухе рабочей зоны агрегатов установки, %

Диапазон измерений концентрации компонентов природного газа в магистральном газопроводе на входе в установку: - кислорода, об.%.......................................................................... от 0 до 2

- сероводорода, ррт (10-4 об.%)....................................................... от 0 до 50

- гелия, об.%................................................................................ от 0 до 10

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений компонентов природного газа в магистральном газопроводе на входе в установку, %

Диапазон измерений номинального напряжения на выходных зажимах статора генератора, В...................................................................................... от 0 до 10000

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений номинального напряжения на выходных зажимах статора генератора, %

Диапазон измерений номинального тока на выходных зажимах статора генератора, А...................................................................................... от 0 до 5000

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений номинального тока на выходных зажимах статора генератора, %

Диапазон измерений номинальной частоты тока на выходных зажимах статора генератора, Гц..................................................................................... от 0 до 100

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений номинальной частоты тока на выходных зажимах статора генератора, %

Диапазон измерений номинального напряжения ротора генератора, В.............. от 0 до 500

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений номинального напряжения ротора генератора, %

Диапазон измерений номинального тока ротора генератора, А........................ от 0 до 2000

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений номинального тока ротора генератора, %

Диапазон измерений электрической мощности генератора, МВА..................... от 0 до 100

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений электрической мощности генератора, %

Погрешность измерений системного времени, с

Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С............................................. от 15 до 35

- относительная влажность воздуха (без конденсации), %............................... от 5 до 95

Напряжение питающей сети, В................................................................ 220 ± 10%

Частота питающей сети, Гц..................................................................... 50 ± 1%

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации на систему типографским способом.

Комплектность

Поверка

осуществляется в соответствии с документом МП 48761-11 «Системы измерительно-управляющие в составе газотурбинных генераторных установок LM 2500/6000. Методика поверки», утвержденная ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в ноябре 2011 г.

Перечень основного оборудования для поверки:

Нормативные документы

1. ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания.

2. ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.

3. Р 50.2.077-2011 ГСИ. Испытания средств измерений в целях утверждения типа. Проверка обеспечения защиты программного обеспечения.

4. Техническая документация фирмы «GE Packaged Power Inc», США.

лист № 9

всего листов 9 Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений

Осуществление контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.