Смарт КРП – Интеллектуальный кислородно-распределительный (регуляторный) пункт

Одним из ключевых продуктов разделения воздуха является кислород, жизненно необходимый для работы металлургического комбината.

Кислород применяют для получения чугуна, стали, цветных металлов, для их сварки, резки.

Задачу автоматического регулирования давления газа, поставляемого потребителю, решают кислородно-распределительные (регуляторные) пункты (далее – КРП). Степень автоматизации должна исключать необходимость постоянного нахождения персонала в помещении управления.

Производственно-инжиниринговая компания «РусГазКрио» в конце 2021 года выступила поставщиком технологического оборудования и системы управления кислородным пунктом для Новолипецкого металлургического комбината ПАО «НЛМК».

Сложности модернизации КРП заключаются в особенностях кислородной среды и необходимости заданной точности регулировки давления, в т.ч. при резких изменениях расхода. Кислород является пожароопасным техническим газом, способным к самовоспламенению при больших скоростях потоков, что повышает требования к надежности и безопасности объекта.

В состав оборудования КРП входят следующие линии:

• 4 линии регулирования и подачи кислорода на конвертерное отделение (КО) DN350;
• 2 линии регулирования и подачи кислорода на установку непрерывной разливки стали (УНРС) DN200;
• 1 линия для подачи технологического азота на КО и УНРС DN200/300;
• 2 линии подачи управляющего аргона/азота DN50;

Все варианты представлены в блочно-модульном исполнении на рамах в максимальной заводской готовности, испытаны на производственной площадке компании «РусГазКрио».

В рамках реализации проекта решены следующие задачи:

1. Базисное и детальное проектирование:
   • разработка технологических схем, конструкторской документации линий КРП;
   • разработка системы АСУ ТП КРП;
   • расчет и подбор регулирующей, запорной и отсечной арматуры.

2. Оформление разрешительной документации на линии КРП в соответствии с законодательством РФ.
3. Производство, заводские испытания и поставка оборудования.
4. Шефнадзор за монтажом и пусконаладочными работами.
5. Участие в гарантийных испытаниях и вводе в эксплуатацию.

Разработка АСУ ТП КРП велась инженерами ООО «РусГазКрио» на собственной производственной площадке в г. Краснодар.

Основной ценностью подготовленного решения является создание математического обеспечения и внедрение специальных алгоритмов автоматического определения режимов работы в зависимости от изменений технологического процесса с использованием кислорода.

Данные алгоритмы разработаны совместно с ответственными службами эксплуатирующей организации и учитывают все варианты отклонений технологических параметров и действий по стабилизации процесса регулирования давления газа. Кроме того, проектом АСУ ТП КРП реализованы пошаговые программы автоматического запуска и остановки линий, для каждой из которых предложены шесть режимов управления (основная, основная ведомая, подхват, дополнительный подхват, ремонт, отключена).

Режим работы КРП определяется автоматически в зависимости от статусов работы линий регулирования.

После автоматического определения режима работы КРП, оператору предлагается подтвердить или изменить выбранный режим. До подтверждения оператором выбора нового порядка действий, линии регулирования продолжают функционировать в соответствии с их предыдущим статусом.

Для синхронизации работы регуляторов основных линий обратная связь по давлению берется с ведущей составляющей. Для безопасности и надежности их работы сравнивается давление на подающих трубопроводах и после регулирующих клапанов. При недостоверности показаний датчика давления одной из линий обратная связь берется с другой. Также на визуализацию выводятся входные показатели. При разнице более 0,02 МПа оператор выбирает, каким цифрам верить и по какому датчику давления на входе работать.

Для максимальной безопасности эксплуатации КРП предусмотрены различные блокировочные и защитные системы.

Вышеописанные решения и реализованные алгоритмы, обеспечивающие интеллектуальное управление, позволяют нам назвать объект «SMART КРП».

Особое внимание при внедрении проекта уделялось полнофункциональной автоматизированной системе управления технологическим процессом (АСУ ТП) КРП, выполняющей следующие функции:

• сбор и первичная обработка информации, поступающей от датчиков и механизмов (приводов, позиционеров) по всем контролируемым параметрам;
• автоматическая стабилизация и регулирование отдельных характеристик в заданных пределах;
• обеспечение надежной и эффективной эксплуатации основного и вспомогательного оборудования за счет автоматического или автоматизированного управления режимами их работы;
• срабатывание автоматической сигнализации при отклонениях технологических параметров от установленных предельных значений, нарушениях работоспособности оснащения, оповещение персонала, регистрация этих событий;
• обеспечение противоаварийной защиты объектов с целью повышения безопасности производства за счет своевременного обнаружения аварийных ситуаций и отклонений от нормального хода процесса;
• информирование о ходе технологических процессов и состоянии оборудования – представление данных в виде мнемосхем, трендов, таблиц (хранение информации не менее 6 месяцев);
• непрерывный мониторинг и диагностика комплекса технических средств АСУ ТП КРП.