12 Уніфікований комплекс технічних засобів у схемах технологічних захистів

Теплові та атомні електростанції, підприємства металургійного та хімічного виробництв є об’єктами підвищеної небезпеки. Аварії на таких об’єктах супроводжуються значними екологічними та економічними втратами. Враховуючи потужність енергетичних та технологічних установок, складність алгоритмів управління, неприпустимо перекладати всі оперативні дії щодо локалізування аварії в разі її виникнення на плечі обслуговуючого персоналу. В разі виникнення складних аварійних ситуацій можлива поява стресового стану обслуговуючого персоналу, який не сприяє формуванню правильних оперативних дій. У зв’язку з цим важливе місце в АСУТП займають підсистеми автоматичних технологічних захистів, призначених для підтримання технологічного процесу шляхом введення резерву або зниження потужності установки з метою локалізації розвитку аварії. У конспекті лекцій використані матеріали, подані в [1-5].

12.1 Загальні вимоги до технологічних захистів

Загальні вимоги до підсистем автоматичного захисту визначені державними стандартами та правилами їх технічної експлуатації.

1. Надійність технологічного захисту повинна бути не нижчою заданої величини, наприклад, напрацювання до відмови системи захисту повинно бути не меншим, ніж 2∙10³ годин. Виконання цієї вимоги можливо забезпечити лише значними матеріальними витратами, які зв’язані з реалізацією багатоканальних схем автоматичного захисту.

2. Захист повинен працювати до закінчення виконання найбільш тривалої за часом операції виведення або введення до роботи основного устаткування.

3. Дії захисту повинні бути детермінованими та однозначними, тобто кожна зформована команда повинна надходити до окремого конкретного виконавчого механізму. Схема захисту повинна містити в собі елементи, які блокують проходження одночасно протилежних за дією команд для виконавчих механізмів (типу «закрити-відкрити»).

4. У випадку хибного спрацювання (підриву) хоча б одного каналу захисту повинен з’явитися сигнал світлової або звукової сигналізації. Сигналізація попереджає про спрацювання одного каналу, що потребує від обслуговуючого персоналу негайного встановлення причин спрацювання захисту та їх усунення протягом двох годин.

5. Разом з сигналізацією спрацювання захисту повинна виконуватись фіксація першоджерел її спрацювання. Останнє дозволяє встановити місце відмови в устаткуванні, яке захищається.

6. У разі одночасного спрацювання кількох захистів пріоритет повинен мати той захист, який викликає найбільше розвантаження агрегату. Таким чином, максимальний пріоритет має той захист, який викликає зупинку блока в цілому, далі захисти, які викликаюгь зупинку котла або турбіни тощо.

7. Ввести до роботи агрегат, вимкнений захистом, може лише оператор після усунення причин, що викликали спрацювання захисту.

8. Схеми захистів повинні містити елементи автоматичного або ручного введення (виведення) захистів до роботи.

9. Схеми захистів повинні дозволяти відключення виконавчої частини захисту від інформаційної та керувальної частин для виконання випробування, профілактичних та ремонтних робіт.

Під час проектування технологічних захистів фахівці в галузі АСУТП разом з технологами повинні зформувати:

1. Перелік можливих відмов основного устаткування, виконати класифікацію відмов за ступенем виникаючої небезпеки для персоналу та за величиною збитків, які можуть бути викликані відмовою. Цей підготовчий етап проектування є одним з найбільш відповідальних.

У результаті виконання робіт на цьому етапі повинен бути зформований перелік можливих відмов, а також визначені технологічні параметри, які однозначно характеризують відмови устаткування.

Для підвищення ймовірності визначення конкретного виду відмови при побудові захисту окремих ділянок устаткування можуть використовуватись різні технологічні параметри, наприклад, температура та тиск, тиск та швидкість зміни тиску тощо.

2. Після визначення технологічних параметрів та розрахунку показників надійності окремих ділянок схеми захисту формують інформаційні та керувальні частини захисту.

3. В заключній частині проекту розробляють алгоритм виконавчої частини захистів у відповідності до рекомендацій технологів, тобто визначається послідовність та тривалість виконання команд захисту: пуску (зупинки) насосів, відкриття (закриття) засувок, відсічних клапанів тощо.

У наступних темах конспекту лекцій будуть розглянуті на конкретних прикладах основні етапи побудови інформаційної та керувальної частин схеми автоматичного захисту.