През последните години проблемът за модернизиране на управлението на нашите енергийни мощности стана актуален, с оглед изпълнение на изискванията, определени от UCPTE, която координира работата на енергийните компании на европейските страни. Във връзка с това и осигуряването на добра съвместна работа с енергийните системи на съседните страни, е много важно да се подобри качеството на произвежданата електроенергия и да се осигури необходимата експлоатационна надеждност на енергоблоковете, както и на системата като цяло.

За удовлетворяване на повишените изисквания към енергосистемата и за управление от АСДУ (автоматизирана система за диспечерско управление), ръководствата на НЕК и ТЕЦ "Варна" взеха решение за поетапно внедряване на микропроцесорна система на блокове № 4, 5, 6 в ТЕЦ "Варна".
Основите на изграждането на информационно-управляваща микропроцесорна система в ТЕЦ"Варна" бяха положени през 1998 год., с пускането на първата, базирана на Teleperm XP система, състояща се от един автоматизиращ процесор (базова станция за управление), една операторска станция и една инженерна станция.

Проектирането, пускането и настройката бяха извършени от екип специалисти на "Старт инженеринг" София, "АМЕЕС" Раднево, "КАРЕНА" Варна и ТЕЦ "Варна".

На фиг. 1 е показана конфигурацията на внедрената на блок №6 система TELEPERM-XP. Тя е съставена от процесна станция AS620B, операторска станция с възможност за два монитора, инженерна станция и свързваща магистрала.

Фигура 1. Системна архитектура на блок №6 преди разширението
Основната задача на системата бе осигуряването на диспечерско управление на шести енергоблок. Това включваше в себе си управление на произвежданата електрическа мощност и горивовъздушния режим на котела. Освен тези най-важни системи за автоматично управление, в тази първа реализация на системата бяха включени още: регулатори на температури първична и вторична пара, ниво в барабана, налягане първичен въздух и разреждане в пещната камера. С оглед на осигуряване работата на блок №6 при променящо се електрическо и съответно топлинно натоварване бяха реализирани и следните функционално-групови управления: превключване скоростите на въздушните вентилатори; превключване на подгреватели високо налягане.

Осъществено беше координирано управление при схема "водеща турбина". Регулаторът на мощност получава задание от АСДУ или локално от оператора и въздействува на регулиращите клапани на турбината чрез механизма за управление (МУТ). Заданието за мощност се обработва в блок за ограничение, който определя действителния регулируем диапазон на блока, както и в ограничител на скоростта на изменение на заданието, който установява промяната на заданието в рамките на допустимата скорост на изменение на товара. Взети бяха под внимание основни ограничаващи максималния товар фактори, като изключване на ПВН, понижение на температура на прегрята пара, покачване на налягането в регулиращата степен на турбината, загряване на задната част на турбината. Резултатите от работата на блока за ограничение се подават към регулатора на мощност, както и към диспечерската служба. При работа с локално задание беше предвидено и въздействие по честота на системата, за съгласуване на първичното и вторично регулиране. При задание от АСДУ беше прието, че това съгласуване се прави на по-горно ниво.

Заданието към регулатора на мощност се подава едновременно и към регулаторите за топлинно натоварване и общ въздух. Регулаторът на топлинно натоварване беше осъществен по схема задание - разход на гориво (оценен индиректно по сумата от оборотите на прахоподавачите и въздейства на станциите за безстъпално регулиране. Разпределение на горивото в двете полупещи на котела се извършва от регулатор на равномерно топлинно натоварване на базата на съдържанието на кислород за двете полупещи.

Оперативните превключвания на регулаторите се правят от операторската станция чрез мишка от съответна мнемосхема на монитора. На фиг. 2 е показана мнемосхема "Общ поглед" от която може да се избере режима на работа на регулаторите за общ въздух, разреждане в пещта, ниво в барабана, както и да се приведе управлението на РМ от локално на АСДУ.
Независимо от това, че на този етап турбината работеше със оригиналните регулиращи клапани и хидро-механична система за управление, която бе амортизирана и с ниско бързодействие, постигнатите във вторичното регулиране на товара резултати бяха, най-добри измежду всички, работещи на диспечерско задание термични блокове в България. Предпоставка за това бе много доброто поддържане на номиналното налягане пред турбината от САР "Топлинно натоварване".

Фигура 2. Мнемосхема "Общ поглед на блока"


На следващите фигура е показана работата на някои от основните регулатори в режим на АСДУ



Фигура 3. Задание и изпълнение на електрическата мощност

Фигура 4. Налягане пред турбината в режим на АСДУ


Фигура 5. Пад на налягане на вторичен въздух върху въздухоподгревателите


Фигура 6. Съдържание на кислород в димните газове ляво и дясно


Фигура 7. Разреждане в предна и задна полупещи


Фигура 8. Разход питателна вода

Основен извод, и той е очевиден, е че действително генерираната мощност стриктно и почти без закъснение следва заданието за мощност с отклонение *3 МВт. Това обаче, не е достатъчно. Важно е да се види и поведението на технологическите величини, които обуславят стабилната и икономична работа на блока. Максималните отклонения на тези величини от заданието в установен режим са както следва:
* "Теплоeнергетика" 1985 г., кн. 10

Същите отклонения в динамичен режим средно са:

Действително Допустимо *
Налягане пред турбината *0,15 МРа *0,32 МРа
Съдържание наО2 *0,5% О2 *1% О2
Разреждане в пещта *25 Ра *30 Ра
Ниво в барабана *10 мм *50 мм
Температура прегрята пара +5,-10*С *8*С
Температура вторична пара +5,-15*С *10*С


От приведените диаграми се вижда, че разходите на въздух и питателна вода се променят плавно в съответствие с изменение на заданието за мощност и режимната карта на котела. Регулируемите параметри се стабилизират устойчиво в допустимите технологически граници. Добрите резултати може да се обяснят и с постепенното (3 МВт/мин), а не скокообразно изменение на заданието. Значителните динамични отклонения на разреждането в пещта е резултат от голямото смущение при превключване на въздушни вентилатори от първа на втора скорост и обратно, но и този тежък режим се овладява без странична намеса.

През лятото на 2000 година, натрупания опит и постигнатите отлични резултати на Блок 6 станаха основа за изграждането на две нови системи за управление, първо на пети, а след това и на четвърти блок, които в почти пълна степен обхванаха управлението на котела и турбината. Новите системи включваха по две базови станции, съответно за котела и турбината, по две операторски станции и една нова инженерна станция. Освен това на блокове №4,5 и 6 бяха подменени регулиращите клапани на турбината и беше доставена система за управление на турбина SIMADYN D на SIEMENS. В частта на котела и системите по регенерация на турбината бяха обхванати следните контури за управление и ФГУ:

Системи за автоматично управление
- САР "Електрическа мощност"
- САР "Топлинно натоварване на котела"
- САР "Общ въздух с корекция по кислород в димни газове"
- САР "Разреждане в пещна камера"
- САР "Ниво в барабана"
- САР "Налягане първичен въздух"
- САР "Температури първична пара" - I, II и III впръскове
- САР "Температури вторична пара" - РПП и аварийни впръскове
- САР "Разреждане пред мелница А и Б"
- САР "Налягане питателна вода за впръск"
- САР "Ниво в подгреватели ниско налягане"
- САР "Ниво в подгреватели високо налягане"
- САР "Ниво в кондензатора"
- САР "Ниво в деаератора"
- САР "Налягане в деаератора"
- САР "Налягане в колектор пара за уплътнение"
- САР "Ниво в ПН100"
- САР "Налягане след РОУ2 и РОУ3"
- САР "Налягане пред БРОУ"

Функционално-групови управления
- ФГУ на прахоподавачи с шибъри първичен и вторичен въздух;
- ФГУ на въздушни вентилатори;
- ФГУ на подгреватели високо налягане.


В момента системите и на трите блока са обединени през вътрешноведомствената мрежа на централата, което е предпоставка за изграждане на така наречената "мултиблочна структура", което позволява процесни данни да бъдат наблюдавани от клиенти на мрежата, както и през Internet.
От друга страна интегрирането на системата за управление на турбината в цялостната система за управление, осигурява в пълна степен реализирането на всякакви съвременни методи за управление, тъй като обмена на всякакви данни между котел и турбина е неограничен.

На енергоблок №5 е реализирано координирано управление на електрическта мощност и топлинното натоварване, по принципа описан по-горе в настоящото изложение, но осигурявайки много по-добро качество на регулиране, както и пълна процесна информация за оперативния персонал. Внедрената система е предпоставка за по-нататъшно продължение на работите по изграждане на един напълно автоматизиран човекомашинен интерфейс без пултове за управление.

"Мултиблочната структура" дава възможност за реализиране на изчислителни функции и оптимизационни задачи свързани с разпределението на товара между работещите блокове, в зависимост от тяхното състояние, технологични ограничения и коефициенти на полезно действие.

Фигура 9. Структурна схема на системата