ГРУППА КОМПАНИЙ ЭЛСИС

ОАО «КУЗБАССКАЯ ТОПЛИВНАЯ КОМПАНИЯ» ОБОГАТИТЕЛЬНАЯ ФАБРИКА «КАСКАД»

Комплекс программно-технических средств автоматизированной системы управления электроприводами механизмов (АСУ ЭП) обогатительной установки с крутонаклонным сепаратором (КНС). 2010 год

1

24 августа 2010 года запущена обогатительная фабрика «Каскад» производственной мощностью 2 млн тонн в год. Это позволит существенно повысить качество и объем обогащения добываемых углей.

ОФ «Каскад» - первая фабрика, которую «Кузбасская Топливная Компания» вводит в производство. КТК планирует открытие ещё двух фабрик до 2013 года на территории своих разрезов, что позволит ей перерабатывать и обогащать до 8,5 млн тонн угля в год. Фабрика возведена всего за 8 месяцев, общий объем инвестиций в строительство составил 850 млн руб.

В результате переработки зольность каменного угля значительно снижается, содержание влаги уменьшается, а теплота сгорания возрастает, что повышает экологические параметры продукта и делает его соответствующим экспортным стандартам. Обогатительная фабрика является инновационной, спроектированной и построенной по мировым экологическим стандартам, с круглогодичным режимом работы и современной автоматизированной системой управления технологическими процессами и аппаратами. Основной метод разделения материала по плотности - обогащение в крутонаклонных сепараторах в восходящих потоках воды. Наличие замкнутого водно-шламового цикла на производстве, отсутствие термической сушки и наружных гидротехнических сооружений делает фабрику экологически чистым производством.

«Новая обогатительная фабрика позволит нам продавать более маржинальный сортовой уголь, понизить транспортные расходы и диверсифицировать клиентскую базу, в том числе за счет расширения экспортных каналов сбыта», - отметил генеральный директор ОАО «Кузбасская Топливная Компания» Игорь Прокудин.

Головным проектировщиком и разработчиком технологической и строительной частей проекта выступило ООО «КЭНЭС», г. Люберцы Московской обл. ЗАО «ЭЛСИС» спроектированы, изготовлены, смонтированы и введены в строй системы силового электрооборудования (управления электроприводами), автоматизированного управления технологическим процессом и промышленного телевидения фабрики.

Технологическая схема обогатительной фабрики
2

Технологическая схема фабрики включает в себя поточно-транспортную систему исходного материала с узлом углеприема и дробильным отделением, обогатительный корпус, в котором производится обогащение в противоточных гравитационных сепараторах типа КНС с сортировкой угля по классам и поточно-транспортные системы складов крупного (открытый склад) и мелкого (укрытый склад) концентратов. Водно-шламовая схема фабрики выполнена замкнутой через отделение ленточных фильтр-прессов.

Кроме того, укрытый склад мелкого концентрата объединен в единую поточно-транспортную систему с пунктом отгрузки угля в железнодорожные вагоны станции «Каскад».

Снабжение фабрики водой обеспечивается двумя насосными станциями – основной технологической, совмещенной со станцией пожарного водоснабжения, и участком водоснабжения «Плавучая насосная станция», включающим, помимо плавучей насосной, дистанционно управляемые водозаборные скважины.

3

Электроснабжение и силовое электрооборудование

Электроприемники обогатительного корпуса фабрики «Каскад» по надежности электроснабжения относятся к III категории.

Электропитание приводов механизмов корпуса обогащения организовано от вновь устанавливаемой 2КТПП 1600/6/0,4 кВ. Схемы силового электропитания выполнены напряжением ~380 В с глухозаземленной нейтралью. Независимое питание цепей управления выполнено напряжением ~220 B.

Силовое электрооборудование обогатительной фабрики выполнено на базе низковольтных комплектных устройств – щитов станций управления и шкафов управления, изготовленных ЗАО «ЭЛСИС». В качестве пусковой и защитной аппаратуры выбрано электрооборудование фирмы «Schneider Electric».

Там, где по условиям технологического процесса необходимо регулирование производительности механизмов, а именно:

  • питатель приемного бункера,
  • насос подачи воды в технологическую схему,
  • конвейеры отгрузки концентрата с укрытого склада - используются электроприводы с регулированием скорости на базе частотных преобразователей Altivar серий 71 и 61.
4
Фотогалерея НКУ обогатительной фабрики "КАСКАД"

Управление электроприводами

Привод прочих основных технологических механизмов – конвейеров, щековой дробилки, элеваторов, обезвоживающих центрифуг и технологических насосов - выполнен по схеме плавного пуска двигателя с байпасным контактором. В качестве устройств плавного пуска применены устройства Altistart 48.

Для привода прочих технологических и вспомогательных механизмов применена контакторная схема, выполненная на базе комбинированных устройств TeSys U, совмещающих в одном устройстве функции аппарата защиты двигателя и силового коммутационного аппарата.

Щиты и шкафы установлены в пяти различных электропомещениях, территориально удаленных друг от друга и от помещения, где расположена головная часть системы автоматизированного управления.

Управление электроприводами механизмов корпуса обогащения осуществляется от программируемого контроллера вне зависимости от выбора режима управления. Разработанная схема позволяет реализовать местный (наладочный) и дистанционно-сблокированный режимы управления. Проектом предусмотрен выбор режимов управления с пульта оператора ПО, установленного в помещении операторской административно-бытового корпуса. Посты местного управления размещены вблизи от технологического оборудования. Кнопки местного управления «СТОП» отключают механизмы в любом режиме управления.

В любом режиме управления проектом предусмотрена автоматическая подача звукового сигнала при пуске каждого конвейера и дробилки, отключение конвейеров с любой точки по всей длине, остановка конвейеров при обрыве или сходе ленты. Дистанционный запуск обогатительной установки начинается с подачи предупредительного звукового сигнала и осуществляется в направлении, обратном технологическому процессу.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП)

Автоматизированная система управления технологическим процессом фабрики представляет собой трехуровневую распределенную систему, выполненную на основе программируемых логических контроллеров и УСО линейки ControlLogix производства “Rockwell Automation”. В составе АСУ, помимо основной системы, имеются связанные подсистемы, способные работать в автономном режиме: система управления пункта отгрузки в ж/д вагоны и система управления участка водоснабжения «Плавучая насосная станция».

Нижний уровень системы управления представлен устройствами удаленного ввода-вывода – УСО серии Flex I/O. Устройства располагаются в шкафах управления, установленных в электропомещениях силового электрооборудования и на технологических отметках фабрики. Они обеспечивают сбор данных о состоянии силовой аппаратуры и информации с технологических датчиков и устройств безопасности, а также взаимодействие системы управления с исполнительными устройствами силовой части. Шкаф системы управления в каждом электропомещении оборудован графическим терминалом PanelView Plus, предназначенным для отображения диагностической информации о состоянии оборудования, облегчающей поиск неисправностей дежурному и ремонтному электротехническому персоналу. Для связи системы управления с УСО и терминалами применена сеть передачи данных промышленного стандарта – ControlNet, обеспечивающая высокую надежность и скорость доставки информации.

Структурная схема комплекса технических средств АСУ ТП ОФ «Каскад»
6

Скриншоты графического терминала PanelView (Открыть)

Дополнительно на нижнем уровне системы для сбора информации о состоянии устройств электропривода – частных преобразователей и устройств плавного пуска, задания параметров их работы и диагностики возможных неисправностей применена промышленная сеть Modbus.

Уровень управления АСУ представлен тремя программируемыми логическими контроллерами ControlLogix 5000, один из которых управляет технологическими процессами фабрики, а два других обеспечивают работу (в том числе и в независимом режиме) отдельных участков – пункта погрузки угля в ж/д вагоны с собственной поточно-транспортной системой и участка водоснабжения фабрики. Взаимодействие с основной АСУ ТП фабрики обеспечивается:

  • Для подсистемы погрузки угля в ж/д вагоны – через общую сеть ControlNet фабрики.
  • Для участка водоснабжения «Плавучая насосная станция», расположенного на удалении свыше 1.5 км от объекта – через волоконно-оптическую линию связи по протоколу Ethernet Industrial Protocol.

Кроме того, АСУ ТП обменивается информацией с локальными системами, установленными комплектно с импортным технологическим оборудованием фильтр-прессового отделения: системами управления ленточных фильтр-прессов фирмы Andritz (2 системы) на базе программируемых контроллеров Siemens и системой управления радиального сгустителя на базе программируемого контроллера Wago. Для взаимодействия используется сеть Ethernet, удлиненная через выделенную модемную линию с использованием технологии SHDSL.

Верхний уровень АСУ ТП выполняет задачи по сбору, обработке и предоставлению информации диспетчеру фабрики. На этом уровне формируются команды для переключения режимов управления механизмов (автоматический/дистанционный/местный-наладочный), команды автоматического запуска и остановки технического комплекса, дистанционного пуска/останова отдельных механизмов, а также ввод заданий и уставок, регулирующих ход технологического процесса.

Диагностика неисправностей технологического и электрического оборудования обеспечивается системой формирования и протоколирования аварийных сообщений, а также набором статусных экранных форм, позволяющих отслеживать состояние подконтрольного оборудования до отдельных сигналов и параметров.

Кроме того, уровень диспетчерского управления АСУ ТП отслеживает набор параметров, характеризующих производственный процесс фабрики, таких, как показания конвейерных весов, и формирует на их основе сменный и суточные отчеты по производительности комплекса.

Скриншоты SCADA (Открыть)

Верхний уровень АСУ выполнен на базе двух операторских рабочих станций с установленными на них пакетами ПО SCADA-системы RSView 32 производсва Rockwell Software. Одна из рабочих станций, являющаяся основной, располагается непосредственно на рабочем месте диспетчера фабрики и обеспечивает функции отображения и управления, а вторая, оснащенная двумя дисплеями с диагональю 42”, выполняет функции мнемощита. При этом комплект ПО двух рабочих станций полностью идентичен, что обеспечивает их взаимозаменяемость и позволяет использовать станцию мнемощита в качестве основной – станции диспетчера - в случае выхода первой из строя.

11
Вернуться к перечню проектов