Крохалев Борис Михайлович - советник генерального директора ОАО "Пермская ГРЭС"
Новиков Юрий Григорьевич - заместитель начальника цеха АСУ ТП

Энергоблок 800 МВт № 2 был введен в эксплуатацию в декабре 1987 г.
В состав паросилового энергоблока 800 МВт входят:

> паровой котел ТПП-804 с параметрами пара:
- паропроизводительность - 2650 т пара в час;
- давление острого (первичного) пара-25 МПа;
- температура острого пара - 540 °С;
- температура вторичного пара - 540 °С;

> паровая турбина К-800-240-5, пятицилиндровая (цилиндр высокого давления, цилиндр среднего давления и три цилиндра низкого давления). Конденсатор КЦС-800 однопоточный, охлаждающая вода подается осевыми диагональными насосами из Камского водохранилища, образованного плотиной Камской ГЭС. Для поддержания в чистоте внутренней поверхности трубок конденсатора используются фильтр 100 % очистки охлаждающей воды и система шарикоочистки, разработанные специалистами Всероссийского теплотехнического института (ВТИ);

> генератор ТЗВ-8002УЗ с полным водяным охлаждением (без использования водорода), генераторное напряжение - 24 кВ;

> главный трансформатор 1000 МВА, низкое напряжение - 24 кВ, высокое напряжение - 500 кВ.

На энергоблоке № 2 было установлено следующее оборудование АСУТП:

> система первичных датчиков производства различных отечественных и зарубежных фирм (всего около 3 тыс. датчиков);

> система вторичного преобразования информации на базе оборудования Elmatik-100 производства фирмы VALMET (Финляндия);

> система регулирования частоты и мощности (ЭЧСРМ) отечественного производства;

> система автоматического регулирования на базе оборудования Elmatik-100 производ­ства фирмы VALMET (Финляндия)

> система защит и функционально-группового управления на базе оборудования Decontik производства фирмы ВВС (Германия);

> информационно-вычислительная система на базе оборудования ND-100 производства фирм Norsk Data (Норвегия) и Nokia (Финляндия);

> система термоконтроля генератора типа А-701АСКР производства завода "Мукачев-Прибор" (Россия).

Первые 10 лет эксплуатации АСУ ТП энергоблока № 2 работала достаточно надежно. Однако к концу 90-х гг. надежность работы оборудования АСУ ТП стала снижаться. 10 лет непрерывной, круглосуточной работы исчерпали ресурс некоторого электронного и электромеханического оборудования АСУ ТП. В наибольшей степени оказались подвержены износу периферийные устройства вычислительной техники (мониторы, принтеры, дисководы).

Силами специалистов электростанции была произведена замена некоторого периферийного оборудования. Были заменены на новые и более современные мониторы, принтеры и, частично, накопители на магнитных дисках. Ремонт большинства электронных блоков и плат выполнялся также своими силами, несмотря на отсутствие заводской документации по причине НОУ ХАУ инофирм. Однако, ремонт некоторых сложных процессорных плат был возможен только на фирме-изготовителе с применением специального дорогостоящего сервисно-диагностического оборудования, которым Пермская ГРЭС не располагала. Кроме того, многое из оборудования уже было снято с производства. По этой причине приобретение запасных частей стало проблематичным. Запасные части можно было купить не новые, а старые, пролежавшие много лет на складе или даже бывшие в употреблении.

После 1996 г. на оборудовании АСУ ТП энергоблока № 2 начали появляться случаи сбоев программного обеспечения, случаи ложного срабатывания защит. Специалисты Пермской ГРЭС понимали, что еще через 2-3 года эксплуатации будет невозможно обеспечить необходимый уровень надежности работы оборудования АСУ ТП. Поэтому в 2000 г., на Пермской ГРЭС было принято решение о необходимости модернизации АСУ ТП энергоблока № 2.

В марте 2001 г. было подготовлено техническое задание, где был определен полный объем работ, как по подготовке к модернизации, так и непосредственно по замене системы АСУ ТП.

В этом проекте тендер на участие подрядчиков проходил в два этапа или, как говорили на Пермской ГРЭС, в два круга.

В первом этапе тендера приняли участие 12 различных фирм отечественных и зарубежных. На втором этапе из 12-ти заявивших о своем участии фирм были оставлены лишь четыре фирмы:
- ЗАО "Интеравтоматика" с оборудованием "Teleperm-XPR";
- ЗАО ПИК "Прогресс" с оборудованием "Космотроника-Венец";
- финская компания "Fortum" с оборудованием Damatik;
- НИИ-Теплоприбор г. Москва с оборудованием "Квинт".

Оценив представленные технико-коммерческие предложения каждой из этих фирм, специалисты Пермской ГРЭС и независимые эксперты Московской консалтинговой компании сошлись во мнении, что подрядчиком может быть как ЗАО "Интеравтоматика", так и финская компания "Fortum".

Рис.1. АСУТП энергоблока №2 (127 кБ)

В конечном итоге тендер выиграла ЗАО "Интеравтоматика".

21 августа 2001 г. между ЗАО "Интеравтоматика" и ОАО "Пермская ГРЭС" был подписан договор на поставку оборудования, а также на выполнение комплекса работ по проектированию, монтажу, наладке и вводу в эксплуатацию АСУ ТП энергоблока № 2 на базе системы "Teleperm-XPR".

Для минимизации затрат было решено оставить оборудование, имеющееся на энергоблоке № 2, которое еще не выработало свой ресурс и может отработать еще более 10 лет. Это большая часть первичных датчиков, кабели, кроссовые шкафы и некоторое другое оборудование.

Для выполнения запланированного объема работ по монтажу и наладке требуется не менее года. Однако остановить энергоблок мощностью 800 МВт на такой длительный срок не представляется возможным. Решение было найдено: монтаж оборудования производить на свободных площадях, при работающем энергоблоке № 2. Работу необходимо было поставить так, чтобы выполнить максимально возможный объем работ на работающем энергоблоке, а в относительно короткий плановый останов энергоблока выполнить оставшиеся монтажные работы.

Совершенно ясно, что такой объем работ должен был выполнить большой коллектив специалистов разных направлений. Не обошлось и без участия других фирм. В заранее спланированный объем мероприятий по модернизации блока вошли строительные, монтажные, наладочные организации. Это ремонтно-строительное управление, монтажная группа ОАО "Люцетта", ОАО "УРАЛОРГРЭС". Поставкой видеосистемы и мозаичного оборудования пультов и панелей занималось ОАО "Оптима" (г. Москва).

В феврале 2002 г. группа специалистов ОАО "Пермская ГРЭС" выехала на обучение в г. Москву. Обучение проходило в офисе ЗАО "Интеравтоматика", оборудованном всеми средствами оргтехники, необходимыми для проведения обучения.

Во время обучения наши специалисты посетили производственную площадку, ВНИИА (всесоюзный научно-исследовательский институт автоматики), где им был продемонстрирован процесс производства системы ТПТС 51 (оборудование "нижнего" уровня системы Teleperm). Специалисты Пермской ГРЭС отметили современную техническую оснащенность предприятия, высокий уровень культуры производства и тщательный контроль качества выпускаемой продукции. Некоторые из специалистов Пермской ГРЭС были в Германии на аналогичных предприятиях фирм ABB, Hartmann&Braun. Однако и они констатировали, что уровень производства оборудования системы ТПТС-51 на предприятии ВНИИА соответствует самым высоким мировым стандартам.

В феврале 2002 г. начался этап создания технической документации, в котором принимали участие обе стороны. Тогда и состоялось первое знакомство специалистов Пермской ГРЭС и ЗАО "Интеравтоматика".

На ЗАО "Интеравтоматика" сразу отметили, что практически все специалисты Пермской ГРЭС, привлеченные к работам по модернизации АСУ ТП энергоблока № 2 имеют высокий уровень квалификации. Наши представители также констатировали, что большинство специалистов, работающих в ЗАО "Интеравтоматика" имеют большой практический опыт работ по проектированию, монтажу и наладке АСУ ТП тепловых энергоблоков большой мощности. Положительный момент заключался также и в том, что специалисты ЗАО "Интеравтоматика" имели опыт создания АСУ ТП не только новых, строящихся энергоблоков, но и опыт модернизации АСУ ТП на старых, действующих энергообъектах, поэтому хорошо знали проблемы, возникающие при стыковке нового оборудования со старым оборудованием.

В 2002 г. выполнялись работы по подготовке помещений, в которых будет размещаться электронное оборудование. Ремонтно-строительное управление Пермской ГРЭС при этом выполнило большой комплекс строительных и отделочных работ.

В ноябре 2002 г. первая партия оборудования, изготовленного во ВНИИА, прибыла на площадку Пермской ГРЭС. Оборудование доставлялось из Москвы преимущественно на автомобилях большой грузоподъемности. После разгрузки оборудования на складе Пермской ГРЭС и проверки его целостности и комплектности, оборудование транспортировали со склада непосредственно к блочному щиту управления. Специальными кранами оборудование поднималось на высоту помещений, где должно размещаться электронное оборудование. При транспортировке значительную часть работ приходилось выполнять вручную. Во время операции подъема оборудования произошел неприятный случай. Из-за несогласованных действий работников монтажной подрядной организации произошел обрыв троса лебедки и шкаф, заполненный электронным оборудованием, с высоты 18м упал вниз. В последствии этот шкаф пришлось полностью заменить на новый. Обеими сторонами были предприняты немалые усилия, чтобы решить эту проблему в короткие сроки.

Сразу после поступления оборудования на­чались работы по механомонтажу поступающего электронного оборудования системы "Teleperm-XPR".

В мае 2003 г. энергоблок № 2 был остановлен и силами специалистов Пермской ГРЭС и подрядных организаций начались работы по подключению оборудования системы "Teleperm-XPR".

В июне 2003 г. на оборудование было подано электропитание, и начался этап наладочных работ. В наладке системы принимали участие специалисты Пермской ГРЭС, ЗАО "Интеравтоматика", а также специалисты ОАО "УРАЛОРГРЭС".

В сентябре 2003 г. энергоблок № 2 был введен в опытную эксплуатацию. Следует отметить, что процесс наладки АСУ ТП и ввод в эксплуатацию энергоблока был достаточно планомерным и спокойным. Не было ни одного случая аварий или повреждений технологического оборудования.

В период с октября 2003 г. по март 2004 г. энергоблок № 2 совместно с АСУ ТП прошел весь комплекс испытаний по утвержденным программам.

Также следует отметить, что помимо индивидуальных, локальных испытаний систем регулирования, измерений, функционально-группового управления (ФГУ) были успешно проведены испытания при аварийных разгрузках энергоблока.

В настоящее время энергоблок № 2 мощ­ностью 800 МВт находится в эксплуатации, и успешно работает в соответствии с графиком диспетчерской нагрузки. В период опытной экс­плуатации также не было каких-либо аварий или повреждений технологического оборудования.

Специалисты Пермской ГРЭС, имеющие опыт работы на системах PROCONTROL и Hartman&Braun отмечают, что надежность, функциональные возможности и операторский интерфейс системы "Teleperm-XPR" отвечают современным требованиям, предъявляемым к АСУ ТП тепловых энергоблоков мощностью 800 МВт.

Констатируем, что специалисты Пермской ГРЭС имеют хороший опыт работы в области аналоговых и цифровых АСУ ТП тепловых энергоблоков большой мощности.

На нашей электростанции установлены и надежно функционируют цифровые системы Procontrol Р фирмы ABB, Contronic фирмы Н&В.

Начиная с 1985 г., мы занимаемся работами по обслуживанию и ремонту различного оборудования отечественного и зарубежного производства, в основном, конечно, зарубежного. Мы также своими силами выполнили ряд достаточно сложных и объемных работ по модернизации АСУ ТП на нашей станции, неоднократно участвовали в подготовке исходных данных, в проектировании, монтаже, наладке и вводе в эксп­луатацию АСУ ТП. Специалисты нашей станции неоднократно привлекались для выполнения указанных работ на другие электростанции России и зарубежья. Поэтому считаем, что мы можем сделать достаточно компетентный сравнительный анализ различных систем АСУ ТП.

Считаем, что в целом АСУ ТП на базе системы "Teleperm-XPR" является надежной системой, отвечающей требованиям, предъявляемым к АСУ ТП тепловых энергоблоков большой мощности. Подтверждением этого является то, что система Teleperm установлена на многих российских и зарубежных энергообъектах и при этом успешно себя зарекомендовала уже в течение многих лет.

К видеограммному обеспечению - основному элементу связи оператора энергоблока с технологическим оборудованием - предъявляются особые требования. К ним относятся:
- полнота представления обзорной информации по блоку в целом и по каждому функциональному узлу;
- возможность получения как обобщенной, так и детальной информации;
- простота и скорость перехода к требуемой видеограмме;
- быстрая реакция системы на команды оператора.

OM650 во взаимодействии с нижним уровнем управления обеспечила выполнение указанных требований. Это позволило операторам энергоблока вести эффективное управление во всех режимах работы энергоблока только через мониторы. Возможность вызова на видеограммы по команде оператора окон управления, расширенных окон управления, окон детализации, в которых отображаются разрешающие условия, команды управления, сигналы диагностики, позволяет оператору легко ориентироваться в текущей ситуации, быстро принимать решения и выполнять необходимые действия.

При наладочных работах и анализе пред - и послеаварийных ситуаций значительную помощь оказывают видеограммы с графиками и гистограммами.

Система технологической сигнализации является, пожалуй, самым важным элементом интерфейса. Существенным для компьютерного управления в условиях отсутствия каких-либо табло сигнализации на пультах является селективность и понятность сигнализации. Для обеспечения надежной работы оператора весь поток сигнализации фильтруется как по ее необходимости тому или иному оператору, так и по информативности. Часть сигнализации, присутствующей, но не несущей функциональной нагрузки в данном конкретном режиме подавляется.

Эти и другие меры обеспечивают адекватное восприятие предаварийных и аварийных режимов операторами блока.

Гибкая система построения архивов: краткосрочный и долгосрочный, сохраненный на магнитно-оптическом диске, позволяет заметно увеличить объем автоматически регистрируемой и сохраняемой аналоговой и дискретной информации при всех режимах работы энергоблока. Наличие постоянной архивации сигналов дает возможность использовать сохраняемую информацию и для регистрации и для анализа аварий, позволяет также анализировать переходные процессы на объекте управления. Это значительно облегчает работу наладчиков и эксплуатационного персонала всех цехов электростанции.

Надежность аппаратных средств системы достаточно высока. За все время пусконаладочных работ мы имели только 6 случаев выходов из строя аппаратных средств, что составляет около 1 % от общего объема оборудования. Это даже несколько лучше, чем у такой надежной системы, как PROCONTROL.

Нужно отметить следующие положительные стороны системы "Teleperm-XPR", по сравнению с другими известными системами.

1. Представление трендов, виртуальных блоков управления и таблиц сигнализации весьма удобно и вызывает только положительные отзывы специалистов котлотурбинного цеха, непосредственно сидящих за пультом управления энергоблоком. Поначалу, когда человек только начинает работать на новой, непривычной для него системе, он чувствует себя несколько неуютно, но через 2-3 месяца работы привыкает.

2. Наличие достаточно удобного графического интерфейса для инженера-технолога (GET-TM).

3. Набор функций GET-TM достаточен для того, чтобы решить любую задачу, поставленную технологами.

4. Имеется компьютер Gateway - законченная система для связи с другими системами, которая обладает всем необходимым для организации обмена информацией с другими системами. Система PROCONTROL, например, в этом отношении более закрытая и не имеет такого инструмента.

Однако имеются и отрицательные моменты. Следует отметить, что система "Teleperm" была разработана фирмой Siemens более 15 лет назад и не претерпела за это время принципиальных изменений в части повышения надежности. В результате, возникают следующие негативные моменты системы:

1. Имеются проблемы недостаточного быстродействия системы шин. У нас уже имел место случай сбоя шины CS 275 при резком повышении трафика. Было отключение энергоблока, во время которого произошел паралич передачи информации на верхний уровень. На несколько минут вся динамическая информация на мониторах покраснела, исчезла возможность управления. Правда, "Интеравтоматика", после этого выполнила ряд мероприятий, которые несколько уменьшили загруженность шин, "загрубив" большинство каналов измерений и, тем самым, снизила вероятность возникновения подобных ситуаций. Ближайший останов энергоблока показал, что эта проблема не снята до сих пор.

2. Система документирования такова, что на принципиальных схемах имеется только часть измерительного канала от кросса шкафа ТПТС и выше. То, что находится ниже кросса шкафа - кабельная линия, датчик, промкоробки и т. д. - в документации нет возможности отразить. Чтобы проследить цепь одного канала измерения-управления необходимо иметь два (и даже больше) отдельных листка. Это очень неудобно. Эту проблему "Интеравтоматика" нам не решила. В результате, мы вынуждены были сами решать ее своими силами. Мы создали свой комплект программного обеспечения, позволяющий вручную заносить необходимую информацию по каналам измерения-управления и выводить цельную схему в удобном для нас виде.

3. Процедура внесения изменений в выходные формы ОМ (уровень операторских станций) сильно затруднена тем, что изменения по одному сигналу должны вноситься во все выходные формы, где этот сигнал присутствует по отдельности, что, учитывая отсутствие систематизированной информации о размещении сигналов в системе ОМ, чревато ошибками.

4. Раздельное конфигурирование низа (ТПТС) и верха (ОМ) производится с разных АРМов, следовательно, имеется необходимость внесения одного изменения в нескольких местах системы.

5. Зафиксированы большие задержки по времени прохождения сигнала между модулями (>4 с) и между модулем и оператоскими терминалами (>6 с).

6. Значения сигналов на видеограммы выводятся в рамке. В результате получается загромождение видеограммы, плохое восприятие информации оператором.

В целом, АСУ ТП на базе системы "Teleperm-XPR" неплохая, отлаженная система и на сегодняшний день соответствует требованиям, предъявляемым к АСУ ТП тепловых энергоблоков большой мощности. В настоящее время прошел тендер по полной замене средств автоматизации паросилового энергоблока 800 №1. Тендер снова выиграла "Интеравтоматика" со сроком ввода системы в 2006 г. Однако явно просматривается, что эта система начинает устаревать, и специалистам ЗАО "Интеравтоматика" и ВНИИА стоит подумать о переходе на новую, более современную АСУ ТП.

Это тем более актуально в условиях строительства современного парогазового энергоблока 800 МВт в строительной ячейке 4-го энергоблока Пермской ГРЭС, являющегося первым крупным пилотным проектом в России.

Неужели снова мы будем искать технические средства АСУ ТП парогазового энергоблока 800 МВт (ПГУ-800) далеко за пределами России?

Особенность АСУ ТП крупного парогазового энергоблока заключается в том, что все основное технологическое оборудование поставляется инофирмами в комплекте с техническими средствами АСУ ТП, отвечающими современным требованиям.

Общая система управления всем парогазовым энергоблоком должна соединить воедино локальные системы управления и соответствовать самому высокому уровню современной техники.