Руководящий документ РД 34.37.104-88 Методические указания по проектированию автоматизированных систем оперативного химического контроля теплоносителя энергоблоков сверхкритического давления.

РД 34.37.104-88

 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ОПЕРАТИВНОГО ХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ЭНЕРГОБЛОКОВ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

Срок действия с 01.07.1989

до 01.07.2005

РАЗРАБОТАНЫ Всесоюзным дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом им. Ф.Э.Дзержинского

ИСПОЛНИТЕЛИ Л.М.Живилова (руководитель темы), В.В.Максимов

УТВЕРЖДЕНЫ Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации Минэнерго СССР 26 декабря 1988 г.

Заместитель начальника А.П.Берсенев

ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное Начальником Департамента науки и техники РАО "ЕЭС России" 30.09.94 и введенное в действие с 01.07.95

Настоящие методические указания распространяются на тепловые электростанции с энергоблоками мощностью 300, 500 и 800 МВт и устанавливают объем оперативно контролируемых показателей качества теплоносителя и структурные схемы автоматизированной системы химического контроля за водно-химическим режимом (ВХР).

При проектировании АСУ ТП вновь сооружаемых энергоблоков автоматизация оперативно-химического контроля за показателями качества теплоносителя выполняется в объеме, установленном настоящими методическими указаниями.

При автоматизации оперативного химического контроля действующих энергоблоков объем автоматически контролируемых показателей определяется количеством и номенклатурой автоматических приборов, а способ обработки и представления оперативному персоналу информации о качестве теплоносителя возможностями использования имеющихся на электростанции средств вычислительной техники (СВТ).

 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Автоматизированная система химического контроля (АСХК) предназначена для оперативного контроля за показателями качества теплоносителя (ПКТ), отражающими состояние водно-химического режима по тракту энергоблока и служит для формирования сигнала оператору о возникающих при эксплуатации нарушениях.

АСХК состоит из автоматических непрерывно действующих анализаторов, технических средств для обработки, выдачи и отображения получаемой от них информации, комплекта устройств для отбора и подготовки проб для анализа путем унификации их теплофизических параметров.

1.2. Контроль качества теплоносителя проводят по следующим показателям:

электропроводность

и электропроводность Н-катионированной пробы

;

содержание растворенного кислорода (O

);

содержание натрия (Na

);

значение рН.

1.3. Основные требования к автоматизированной системе химического контроля:

достоверность химического анализа;

простота и надежность средств используемых для получения и выдачи оператору информации о контролируемых показателях качества теплоносителя по тракту энергоблока и о нарушениях в системе химконтроля;

однозначность на протяжении всего тракта энергоблока теплофизических параметров контролируемых проб, при которых выдаются результаты анализа.

1.4. Автоматизированная система химического контроля является информационно-измерительной системой, выдающей информацию о текущих значениях показателей качества теплоносителя при оперативном контроле ВХР энергоблока, а также о состоянии технических средств системы.

АСХК обеспечивает получение оперативной информации для использования оператором при управлении ВХР, а также для устранения неисправностей элементов системы при установившемся режиме.

АСХК могут быть использованы и при пусковых режимах энергоблока, осуществляя автоматический контроль за отдельными показателями качества теплоносителя (электропроводимость, содержание натрия и растворенного кислорода) в соответствии с регламентом, устанавливаемым РД 34.37.520-88, ВТИ, М., 1988, "Методическими указаниями по ведению водного режима на энергоблоках сверхкритического давления с помощью автоматических приборов химконтроля"*.

При наличии средств вычислительной техники АСХК может выполнять логические и вычислительные операции информационно-диагностического характера и выдавать информацию о месте и возможной причине нарушения ВХР энергоблока по "диагностическим алгоритмам", разрабатываемым при проектировании конкретного объекта.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.5. АСХК выполняет следующие информационно-измерительные функции:

автоматическое (непрерывное или дискретное) измерение, отображение и регистрация ПКТ и показателей состояния технических средств системы;

отображение, регистрация и сигнализация об отклонениях ПКТ от нормы качества теплоносителя;

отображение, регистрация, сигнализация, блокировки и защита технических средств, входящих в систему.

1.6. К информационно-диагностическим функциям АСХК относятся

отображение и регистрация результатов математических и логических операций, выполненных комплексом технических средств системы;

анализ срабатывания блокировок и защит технических средств, входящих в АСХК;

вычисление уровня отклонений измеренных значений от заданных и анализ текущего состояния ВХР и уровня отклонений ПКТ;

диагностика состояния технических средств системы;

подготовка информации (расчет средних значений ПКТ) для отчетности и т.п.

1.7. В техническом задании на проектирование АСХК должен быть определен конкретный режим функционирования и назначения системы и ее взаимосвязь с общей структурой системы управления энергоблоком ТЭС в соответствии с требованиями настоящих МУ.

При проектировании АСХК по согласованию с Главным инженером электростанции допускается для вновь сооружаемых и действующих энергоблоков использование одного анализатора для контроля одноименных ПКТ в двух или трех пробах теплоносителя путем применения дискретной схемы переключения потоков и информационного канала.

      2. ОРГАНИЗАЦИОННО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА

2.1. Под организационной структурой понимают связь между функционально независимыми частями системы, которая отражает порядок реализации совокупных действий этой системы.

2.2. Функциональная структура АСХК должна обеспечивать установленный объем автоматического контроля качества теплоносителя при заданном водно-химическом режиме энергоблока в эксплуатационных условиях.

2.3. Организационная структура АСХК (черт.1) включает следующие взаимосвязанные функционально-независимые части:

установка отбора и подготовки представительной пробы (УПП)

теплоносителя для анализа с устройством защиты от повышения температуры и давления пробы и позиционным регулятором температуры пробы (черт.2);

комплект автоматических анализаторов качества теплоносителя по тракту энергоблока;

комплект технических средств информационного обеспечения.          

Черт.1*. Организационная структура автоматизированной системы химконтроля

___________________

* Черт.1. Измененная редакция, Изм. N 1.

Черт.2

В качестве вспомогательной части АСХК включает:

установку подготовки воды для охлаждения контролируемых проб (черт.3).

Черт.3

2.4 В зависимости от применяемых технических средств выбирают один из двух вариантов организационной структуры АСХК:

без использования СВТ с вторичными регистрирующими приборами (см. черт.1, пунктир);

с использованием СВТ - для выполнения всех информационно-вычислительных операций (без регистрации информации на вторичных регистрирующих приборах) и представления переработанной информации оператору в удобной для него форме в установленном объеме (см. черт.1).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Черт.4, 5, 6. (Исключены, Изм. N 1).

      3. ОБЪЕМ ОПЕРАТИВНОГО ХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

3.1. Объем оперативного химического контроля при установившемся режиме определяют в зависимости от:

типа установленного на ТЭС основного оборудования (котел, турбина, блочная обессоливающая установка);

принятого на ТЭС водно-химического режима энергоблока.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.2. Объем автоматического химического контроля (АСХК) при установившемся режиме энергоблоков СКД представлен в табл.1.

Таблица 1

Автоматически контролируемые показатели качества и точки отбора проб теплоносителя энергоблока с.к.д.

Контролируемый поток	Контролируемый показатель
	электро- провод- ность,	электро- проводность Н-катиони- рованной пробы,	содер- жание Na	рН	содер- жание О
Конденсат турбины
из конденсатора		Авт
за КЭН-1   Обессоленный конденсат турбины за блочной конденсатоочисткой		Авт			Авт
за КЭН-2	Авт		Авт
Конденсат за ПНД					Авт.
Питательная вода за деаэратором					Авт.
Питательная вода перед котлом	Авт.	Авт.	Авт.	Авт.	Авт.
Острый пар за котлом (2 нитки)		Авт.	Авт.	Авт.
Конденсат греющего пара сетевых подогревателей		Авт.
Конденсат из баков запаса конденсата		Авт.
Добавочная химически обессоленная вода		Авт.

- при гидразинно-аммиачном ВХР;

(Исключено, Изм. N 1).

- допускается измерение без Н-колонки, если в конденсате турбины отсутствуют органические примеси;

- только при кислородном ВХР;

(Исключено, Изм. N 1).

- при установившемся ВХР энергоблока допускается использование анализаторов в дискретном режиме.

Таблица 1. (Измененная редакция, Изм. N 1).

На черт.7 показана функциональная технологическая схема автоматизированной системы химконтроля теплоносителя энергоблока СКД.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Обозначения по ГОСТ 21.404-85

Условные обозначения:

СП - сетевой подогреватель

*) При конкретном проектировании объем (табл.1) контроля может быть дополнен по согласованию с заказчиком

Черт.7*. Функциональная технологическая схема автоматизированной системы химконтроля теплоносителя энергоблока С.К.Д.

__________________

* Черт.7. Измененная редакция, Изм. N 1.

Таблица 2. (Исключена, Изм. N 1).

      4. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ СИСТЕМЫ

4.1. Комплекс технических средств АСХК должен быть достаточным для реализации всех функций, перечисленных в техническом задании на проектирование системы.

4.1.1. Для проведения анализов контролируемых проб теплоносителя используют автоматические анализаторы, перечень которых и основные технические характеристики представлены в рекомендуемом приложении 1.

4.1.2. Для подготовки пробы для анализа используют специальные устройства, выполняющие функции снижения давления (до 0,16 МПа) и температуры (до 38 °С с точностью ±2 °С) контролируемой среды, а также защиты датчиков анализаторов от возможного повышения температуры или прекращения подачи пробы и сигнализации об этом.

Установка подготовки пробы (УПП) производит раздачу пробы на датчики анализаторов, подключенных к данной пробоотборной точке, и для обеспечения расхода пробы поддерживает постоянный напор перед датчиком. В качестве установки подготовки пробы используют серийно изготавливаемую установку типа СУПП, технические характеристики которой даны в рекомендуемом приложении 2.

Отбор представительных проб контролируемых сред для подачи через УПП в датчики анализаторов должен производиться в соответствии с ОСТ 108.030-04-80*.

4.1.3. В качестве охлаждающей среды для установки подготовки пробы используется конденсат турбины, отбираемый за конденсатными насосами КЭН-1, или обессоленая вода из БЗК. В целях экономии тепла и воды, затрачиваемой на охлаждение проб теплоносителя, в схеме подготовки охлаждающей среды должен предусматриваться сброс нагретой охлаждающей воды после УПП в тракт ПНД. Контроль за сбрасываемой водой осуществляется по ее электропроводности. При электропроводности этой воды выше 0,5 мкСм/см сброс осуществляется в конденсатор турбины.

При проектировании следует предусматривать одну установку охлаждения проб на два энергоблока.

4.1.4. Подача проб теплоносителя к датчикам анализаторов осуществляется по трубкам из нержавеющей стали (ГОСТ 9941-81) внутренним диаметром не более 8 мм и длиной не более 200 м.

4.2. В АСХК используют технические средства со сроком службы не менее 10 лет.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.3. Значение параметров надежности технических средств АСХК должно обеспечивать наработку на отказ для всей системы АСХК не менее, чем 2000 ч при среднем времени восстановления не более 2 ч.

4.4. Одноименные технические средства, используемые в АСХК, должны быть взаимозаменяемы без каких-либо изменений в остальных устройствах (кроме случаев специально предусмотренных в техническом задании на проектирование АСХК).

4.5. Структура и характеристики комплекса технических средств АСХК должны обеспечивать возможность модернизации и развития системы в пределах, оговоренных в конкретном техническом задании на проектирование АСХК.

      5. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ

5.1. Информационная часть системы АСХК с использованием СВТ должна выполнять следующие функции:

опрос параметров химконтроля с периодичностью 1 раз в 15 мин при нормальных условиях и 1 раз в 5 мин при нарушениях ВХР на протяжении всего времени нарушения;

свето-звуковая сигнализация на БЩУ об отклонении любого контролируемого показателя качества от нормы с одновременной регистрацией на устройстве печати этого отклонения с указанием даты, времени, места измерения, наименования параметра, количественного значения отклонения и его продолжительности. При этом значения всех других показателей качества по тракту энергоблока распечатываются. Сигнал о нарушении дублируется на панели сигнализации щита химконтроля с помощью указательных реле;

расчет и регистрация на устройстве печати средних значений контролируемых показателей и средних значений отклонений за час, смену, сутки;

вызов оператором на дисплей видеограммы параметров химконтроля пароводяного тракта в табличной форме;

вызов оператором на дисплей видеограммы отклонений параметров химконтроля в табличной форме;

свето-звуковая сигнализация нарушений в устройствах подготовки охлаждающей воды с одновременной регистрацией на устройстве печати этих нарушений с указанием даты, времени, места и вида отклонения.          

Черт.8, 9. (Исключены, Изм. N 1).          

Контроль достоверности входной информации о параметрах химконтроля методом проверки по допустимым граничным значениям, по логической взаимосвязи или противоречивости отдельных данных и т.п.          

5.2. В качестве технических средств информационного обеспечения АСХК используется программно-технический комплекс (ПТК), включающий в себя микропроцессорные контроллеры и ПЭВМ, имеющую цифровую связь с общеблочной АСУТП и АСУТП ТЭС.

5.1, 5.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

5.3. Программное обеспечение АСХК должно быть достаточным для выполнения всех функций, предусмотренных в техническом задании на ее проектирование.

5.4. Информационная часть системы АСХК без использования средств вычислительной техники выполняет следующие функции:

регистрация контролируемых ПКТ;

сигнализация о нарушениях ВХР (черт.1).

      6. РАЗМЕЩЕНИЕ УЗЛОВ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ. СИСТЕМЫ ХИМКОНТРОЛЯ. ЩИТ ХИМКОНТОРОЛЯ

6.1. Для обеспечения надежной эксплуатации анализаторов, устройств отображения информации о составе теплоносителя и вспомогательных средств схемы химконтроля (УПП) их следует размещать в отдельном помещении, называемом щитом химконтроля (ЩХК).

6.2. Для размещения щитов химконтроля двух смежных блоков можно использовать одно помещение.

6.3. Помещение ЩХК должно состоять из двух смежных отсеков с организованными стоками и приточно-вытяжной вентиляцией. В воздухе этого помещения не должно быть примесей коррозионно-агрессивных газов. Температура окружающего воздуха должна быть 25±5 °С, относительная влажность от 30 до 80%. Под помещением ЩХК не должно быть электротехнических установок.

6.4 В первом отсеке ЩХК устанавливают щитовые панели с вторичными измерительными преобразователями и контроллерами.

При этом должна быть предусмотрена возможность обслуживания панелей с двух сторон. Расстояние от стен помещения до панелей - не менее 0,8 м.

Устройства отображения информации, табло сигнализации, ключи управления размещают на тех же щитовых панелях (в первом отсеке ЩХК).

6.5. Во втором отсеке ЩХК устанавливают УПП и панели с датчиками анализаторов.

6.6. На БЩУ соответствующего блока выводится сигнал о нарушениях в системе химконтроля в виде свето-звуковой сигнализации, расшифровка которой ведется на ЩХК.

6.7 Информация о качестве теплоносителя должна быть выведена на устройство печати и дисплей (ПЭВМ или аналогичный) в помещениях дежурного персонала химцеха (экспресс-лаборатория, начальник смены).

Допускается по согласованию с главным инженером установка дублирующего дисплея в помещении начальника химического цеха ТЭС.

6.4-6.7. (Измененная редакция, Изм. N 1).

Приложение 1

Рекомендуемое

Таблица 3

Перечень и краткие технические характеристики новых автоматических анализаторов качества теплоносителя электростанций

Наименование анализатора , тип

Техни- ческие условия

Диапазон измерения, ед. измерения

Предел допускаемых значений основной приведенной погрешности, %

Расход пробы, дм /ч, не более

Потреб- ляемая мощ- ность, В.А, не более

Масса, кг, не более

Габаритные размеры, мм, не более

ПИ

БГ

ПИ

БГ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Кондуктометр

КАЦ-017ТК

паспорт ТМП 008ПС

0,01-0,1; 0,1-1; 1-10; 10-100; 100-1000; 1000-10000

±2,5

3-30

15

1,6

3,8

95х85х120

145х205х250

КАС1-2

паспорт 07.2.840 001ПС

0-0,5; 0-5; 0-50; 0-500; и 0-1; 0-10; 0-100

±2,0

6-10

10

4,2

3,5

460x180x90

320x172x120

рН-метр рН-220 (с ручным   термокомпен- сатором)

ТУ 25-0511. .78-86*

2-12 ед. рН

±2 (по цифровому табло - не нормировано)

6

60

7,5 (П-215)

1

блок преобра- зования 375х172x212; входной усилитель: 250х190х80; блок искрозащиты 260х105х57

Арматура магист- ральная

Натремер рNa

ТУ 25- 7416.114-88

7,36-5,36 pNa 1-100 мкг/кг

±5 (±0,15pNa)

3-5

10

8

5,5

334х316х167

560х х340х х120

Кислородомер мембранный АКП-205 (и КМЦ-06)

ТУ 25- 7416.114-88

0-25; 0-100; 0-250; 0-500 мкг/кг О

±2,5

4-9

15

3,5

5

320х172х120

210хх240х x110

Выходной сигнал унифицированный 0-5 мА на нагрузку до 2,5 кОм. Питание от сети переменного тока напряжением (220

) В, частотой (50

±1)

Гц.

(Исключено, Изм. N 1).

Изопотенциальная точка 7 рН; выходной сигнал 0-5 мА; 0-100 мВ; по заказу: 4-20 мА.

Ручной термокомпенсатор типа ТКР-3.

с Н-фильтром.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Приложение 2

Рекомендуемое

 Краткие технические характеристики установки отбора и подготовки проб для анализа

Установка подготовки проб или Система подготовки пробы унифицирования типа СУПП (ТУ 34-28-10844-84) предназначена для унификации параметров и подачи в датчики автоматических анализаторов анализируемых проб теплоносителя. Установка состоит из теплообменников, дросселирующего устройства, регулятора температуры, переключателя потоков, устройства контроля температуры и давления, распределительного коллектора и предохранительного клапана.

Параметры анализируемой пробы на входе в СУПП: по температуре - от 30 °С до 565 °С, по давлению - от 0,6 до 3,1 МПа. Особенностью установки СУПП является возможность подключения к ней нескольких датчиков (от двух до четырех).

Наличие позиционного регулятора температуры обеспечивает поддержание температуры пробы на выходе СУПП на уровне 38±2 °С. Предохранительный клапан предохраняет СУПП от возможного повышения давления до 0,2 МПа, открывая в этом случае сброс в дренаж. При повышении температуры пробы сверх заданной прекращается подача пробы в датчик.

Технические характеристики

Питание от сети переменного тока: