Система за непрекъснат мониторинг в ТЕЦ Марица 3
Начало > Внедрено > Сп. Инженеринг ревю - брой 5, 2005
Главен изпълнител на проекта е ССS България
Система за непрекъснат мониторинг на отпадните димни газове от блок 120 МW е внедрена в ТЕЦ Марица 3, Димитровград, през миналата година. Изпълнител на проекта, включващ проектиране, доставка на техниката, монтаж, настройки, пуск и обучение на персонала е CCS България. Частта от проекта, обхващаща обработката на данните от измерванията и програмното осигуряване, е възложена от CCS България на фирма Кибернетика. Системата е реализирана на базата на техника от водещи производители, сред които HORIBА, от която са приборите за газов анализ; SICK - производител на апаратурата за прахов анализ; HONTZSCH - доставчик на приборите за измерване на обемен дебит, и МАС Instruments, която е производител на апаратурата за измерване съдържанието на водни пари в димните газове. Договорът между ТЕЦ Марица 3 и CCS България е сключен на 16 април 2004 г., а на 27 октомври 2004 г. е подписан протоколът за успешно приключване на 72-часовите пускови проби. На практика задачата е реализирана за срок от пет месеца, уверяват от централата. Проектирането включва изготвяне и одобряване от Районната инспекция по околната среда и водите (РИОСВ) Хасково на идеен проект; изработка на пълен работен проект за изпълнение на системата и софтуер за автоматично измерване на димните газове и контролираните емисии.
Технологично оборудване в централата
Блок 120 MW включва парогенератор, турбина, генератор и трансформатор. Котелът е полско производство, тип ОР-380в, с "П"-образна конфигурация, еднобарабанен, с естествена циркулация, прахово изгаряне на въглищата и сухо шлакоотделяне. Проектната горивна база на блок 120 MW е била лигнитни въглища от мини Маришки басейн. Поради намалени доставки и влошено качество на горивото от мини Маришки басейн, през 2000 година котелът е реконструиран за изгаряне на въглища от комплекса Марица Изток, които са новата горивна база на централата, заявяват от ТЕЦ Марица 3, Димитровград. Качествените показатели на използваните въглища са съдържание на пепел Аd = 22 %, обща влага 58%, летливи вещества на горима маса 55-60% и калоричност 7300 kJ/kg (1750 ккал/кг).
За намаляване на емисиите от прах в отпадъчните газове на котел ОР 380 са монтирани два броя сухи електростатични филтри, тип 2НЕ 2 х 25 - 2 х 750/3 х 3,93 и 8,5/275. Димните газове от Блок 120 МW са разделени в два потока. Всеки поток е включен в отделен филтър. Ефективността на електрофилтрите е 99.2%. Филтърът е в добро състояние и работи с ефективност близка до проектната, коментират от централата. Димните газове са включени в комин с височина 180 m. От контролираните емисии само серният диоксид е над ПДК (пределно допустимата концентрация), което е характерно за централи, изгарящи местни лигнити.
Структура на системата
Точките за пробовземане на газовите емисии и измерване на параметрите на газовите потоци са разположени на прави хоризонтални участъци на двата броя газоходи с правоъгълно сечение, преди включването им в комина на централата. Системата за непрекъснато измерване на отходните газове на блок 120 МW в ТЕЦ Марица 3, Димитровград, е изградена от няколко основни подсистеми:
* Пробовземна система, включваща отопляеми сонди и газопреносни линии;
* Пробоподготвяща система - разположена в шкафа на газанализатора, която осигурява подсушаване, филтриране и подготовка на газовата проба за измерване;
* Газанализаторна система - представляваща газанализатор от тип ЕNDA 600 за измерване на SО2, NOx и O2 на японската фирма HORIBA. Газанализаторният шкаф е разположен на кота нула в помещение под двата газохода;
* Система за измерване на прахосъдържанието в газоходите, състояща се от монтирани в точките на пробовземане прибори, модел FW 101 на немската фирма SICK;
* Система за определяне параметрите на газовите потоци, включваща се от трансмитери за температура, налягане, скорост и съдържание на водни пари в газовите потоци;
* Система за обработка на данните и генериране на отчети, реализирана на базата на модули за обработка на сигнали WAGO, монтирани в КИП и А табло до газанализаторния шкаф и персонален компютър и софтуер, разположен в командната зала на централата, отстояща на около 200 m разстояние от измервателната система.
Принцип на работа на системата
С помощта на пробовземателната система, газовите проби се отвеждат до газанализаторния шкаф. Температурата на пробите се поддържа равна на 150 °С, с цел да се избегне образуване на кондензат и "отмиване" на SО2 и NOx. В газанализаторния шкаф пробата се подсушава с помощта на охладител, филтрира се, за да се отстрани наличието на евентуални примеси на прах и SО3, за да се защити измервателната клетка на анализаторния блок. При подготовката на газовата проба NO2 се преобразува в NO, като по този начин се постига измерване на сумарните азотни окиси (NOx). Резултатите от измерваните концентрации, в ррm, се подават като аналогови изходи към системата за обработка на данните. Калибрирането на газанализатора се извършва с помощта на комбинирана еталонна газова смес в бутилка под налягане, което е международно признат класически метод, гарантиращ повторяемост, надеждност и проследяемост на процедурата по калибриране, уверяват от РИОСВ Хасково. Системата предлага възможности за ръчно и автоматично калибриране по желание на потребителя.
Успоредно с измерването на газовите емисии се извършват и директни измервания в газоходите на прахови концентрации, температура, налягане, скорост (обемен дебит) и съдържание на водни пари в газовите потоци. Данните от измерванията на спомагателните параметри - температура, налягане и съдържание на водни пари се използват от системата за обработка на данни за корекции и нормиране. Подават се за визуализация на монитора в командна зала и се архивират резултатите от измерванията, представени като концентрации в нормален кубичен метър (Nm3) сух газ и приведени към 6% съдържание на О2. Данните от измерванията се представят в реално време върху монитора в командна зала в графичен и текстов вид.
На базата на осреднените половинчасови стойности на данните, при отчитане на текущите режими на горивната система и статусните сигнали от системата за мониторинг се формират изискваните от Наредба 6 (бел.ред. от 26.03.1999 г.) и Инструкция 1 от (бел.ред. от 03.07.2003 г.) на МОСВ файлове със структурирани данни и отчети, които се архивират за дългосрочен период. Софтуерът за визуализация и обработка на данните е на български език и е разработен от фирма Кибернетика в съответствие с изискванията на Наредба 6 и Инструкция 1 на МОСВ. Достъп до архивираните данни и отчети имат само специално упълномощени за това служители на централата, заявяват изпълнителите.
Комуникации в системата
Данните от измервателната апаратура се получават в системата на базата на протокол Modbus. Допълнително, системата поддържа следните комуникационни възможности:
* OPC за предаване на данни в локалната мрежа на топлоелектрическата централа;
* TCP/IP за отдалечена връзка към РИОСВ, която може да се осъществи в безжична Ethernet комуникационна среда на висока честота (2.4 - 5.8 GHz), телефонен модем или радиомодем, работещ с ниска честота;
* Web базирана комуникация за получаване на данни по мрежи от тип WAN, LAN, Internet.
Възможности за усъвършенстване на системата
Системата е отворена за включване на нови измервателни и софтуерни модули към досега изградената й структура, което осигурява възможности за бъдещо разширение на системата без големи капиталовложения, уверяват от CCS България. Софтуерната система е гъвкава и позволява лесно адаптиране към евентуални бъдещи промени в нормативната уредба, регламентираща изискванията към непрекъснатия мониторинг на емисии.
Основания за избор на използваната техника
"При предварителното планиране на структурата и техническата реализация на системата бяха отчетени тежките условия на обекта, сред които високото съдържание на серни окиси, и бяха подбрани възможно най-надеждните и изпитани средства за измерване, произведени от реномирани световни производители с цел постигне на безаварийна, непрекъсната и отговаряща на изискванията на българската нормативна уредба работа. Не на последно място, отделихме сериозно внимание на възможностите за лесна, удобна и свързана с ниски разходи поддръжка на системата", коментира основанията на изпълнителите за избор на използваната техника Анелия Огнянова, управител на CCS България.
Специфики на системата
Двата хоризонтални газохода, на които е зададено да се извършат измерванията, са долепени странично, а отгоре са закрити от други два, неизползвани в момента газоходи, което ограничава възможностите за избор на сонди за измерване на обемен дебит и прахосъдържание. Избрани са модели с едностранен страничен монтаж, които технически е възможно да се използват в конкретните условия.
"Използваните в системата методи и средства на измерване са подбрани с оглед максималното им съответствие с изискванията на нормативната уредба на България. Концентрациите на SО2 и NOx се измерват по метода NDIR, гарантиращ точност и надеждно измерване до 15000 - 20000 mg/Nm3 за SО2. Измерването на кислорода се извършва на основата на парамагнитен метод с обхват 0-25%. Прахомерът работи на оптичен принцип, базиран на измерването на разсеяна от праховите частици светлина (forward scattering), който гарантира точност в измервателния обхват 0-300 mg/Nm3", коментира г-жа Огнянова. "Измерването на обемно съдържание на водни пари в димните газове се извършва директно в газоходите на базата на твърдотелен капацитивен сензор, патентован от американската фирма МАС Instruments, осигуряващ надеждно измерване при високи температури (до 650 °С). Измерването на скорост (обемен дебит) на газовия поток се реализира със сонди на немската фирма HONTZSCH, използващи метод, базиран на честотата на генерираните газови вихри при съприкосновението на движещите се газови маси със сондата. Този метод е подходящ и надежден при измерване на широк диапазон от скорости - от 0.5 до 40 m/s при тежки и променливи технологични условия", допълва г-жа Огнянова.
Постигнати резултати
След цялостното изграждане на системата е извършена окончателна настройка и еталониране на измервателните й компоненти, на базата на резултатите от паралелни измервания, проведени от регионална лаборатория в Хасково към Изпълнителна агенция по околна среда (ИАОС) на Министерството на околната среда и водите (МОСВ) (бел.ред. акредитирана за такъв вид измервания). След консултации с представители на РИОСВ Хасково и съгласуване на детайлите с отговорника по проекта от страна на ТЕЦ Марица 3 е извършена окончателна настройка и конфигурация на софтуера на системата, уверяват изпълнителите.
"Бихме искали да благодарим на ръководството на ТЕЦ Марица 3 за съдействието, което ни оказа в процеса на реализация на системата. Приятно сме изненадани и от ефективността на съвместната работа с екипа на централата, отговарящ за проекта. Изключително плодотворно бе и взаимодействието ни с представителите на РИОСВ", подчертава г-жа Огнянова.
Снимки
Операторската станция с измервателния шкаф на системата
Монтажът на измервателните сонди и трансмитери върху газохода
Системата напълно съответства на българското законодателство
Денка Топалова, изпълнителен директор на ТЕЦ 3 Димитровград
През последните години, в по-голямата си част, екологичното законодателство в страната бе приведено в съответствие с нормативната уредба на Европейския съюз. Съгласно заложените в Наредба -6 критерии за масови потоци на емисии, енергийният блок 120 MW на ТЕЦ Марица 3 попада в категорията на горивните инсталации, на които трябва да бъде изградена система за собствени непрекъснати измервания (СНИ) на концентрациите от серен диоксид, азотни оксиди и прах в димните газове. Освен емисионните показатели, системата осигурява и измерването на някои технологични параметри на изходящите газове - температура, налягане, съдържание на кислород, обемен дебит и съдържание на влага, необходими за оценка и обработка на резултатите, подлежащи на контрол. С Инструкция -1 за изискванията към процедурите за регистриране, обработка, съхранение, представяне и оценка на резултатите от СНИ на емисиите на вредни вещества, изпускани в атмосферния въздух от обекти с неподвижни източници, бяха поставени допълнителни изисквания към системите за СНИ.
Проектирането и изпълнението на системата за СНИ бе възложено на ССS България. След изготвянето на проекта, същият бе съгласуван с РИОСВ - Хасково, съгласно изискванията на законодателството. Системата за СНИ бе изградена с финансовата помощ на МОСВ. Въпреки кратките срокове за проектиране и внедряване, благодарение на ефективното сътрудничество между специалистите от ССS България и централата, всички срокове по изграждането и въвеждането в експлоатация на системата бяха спазени.
Пълното съдействие и контрол от страна на РИОСВ - Хасково, в процеса на проектиране и изграждане също спомогнаха за своевременната реализация на системата. В основата обаче бяха коректността и отговорността, с които ССS България изпълниха и изпълняват своята част от договора.
От въвеждането й в експлоатация на първи ноември 2004 г. до настоящия момент, системата работи безотказно, благодарение на високото качество на средствата за измерване и редовното й техническо обслужване. Софтуерът обезпечава изпълнението на всички нормативни изисквания относно регистриране, обработка, съхранение, представяне и оценка на резултатите от СНИ. Системата осигурява непрекъснат контрол на емисиите от вредни вещества в димните газове на Блок 120 MW в реално време. Това дава възможност за контрол на работата на пречиствателното съоръжение по всяко време и своевременно предприемане на технически или организационни корективни действия при констатирани смущения в ефективността на прахоулавяне.
Измерваните технологични параметри представляват допълнителна информация за качествените характеристики на изгаряното гориво, газовата плътност на електрическите филтри и димоходи, както и режима на работа на парогенератора. Системата за СНИ осигурява обоснована защита за безаварийността на енергийния Блок при пренос на емисии от други източници, водещи до нарушаване на имисионните норми за атмосферен въздух в града.
Ключови думи: WAGO
Новият брой 6/2024
