Instalacja systemu detekcji wodoru w Elektrociepłowni Białystok

W Elektrociepłowni Białystok zainstalowane są trzy bloki ciepłownicze oraz turbozespół kondensacyjny, o znamionowej mocy elektrycznej czynnej 203 MW. Bloki BC50 nr 1, 2, 3 pracują z generatorami GTH 63 i GTH 70 produkcji firmy Dolmel z chłodzeniem wodorowym. Wodór różni się od powietrza większą pojemnością cieplną (14 razy) oraz niższą lepkością (mniejsze straty w wentylacji). Z drugiej strony wodór jest gazem skrajnie łatwopalnym, w szerokim zakresie tworzy z powietrzem mieszaniny wybuchowe, pali się niewidocznym płomieniem, na skutek wypierania tlenu z powietrza może spowodować uduszenie. Wydostanie się wodoru z zamkniętej instalacji chłodzenia generatora może być spowodowane m.in. rozszczelnieniem łożysk, skutkując wyciekiem wodoru w kierunku instalacji olejowej lub w kierunku szynoprzewodu. Stanowi to ogromne zagrożenie zarówno dla ludzi, jak i pracujących urządzeń. Wodór na blokach energetycznych występuje także w pomieszczeniach akumulatorni. Duża liczba akumulatorów podczas ładowania i rozładowywania wydziela mniejsze lub większe ilości wodoru, co także stwarza niebezpieczeństwo. Systemy detekcji wodoru pozwalają na wykrycie nieszczelności przed powstaniem zagrożenia.

Wykonany system detekcji wodoru Alpha ΣGas jest systemem autonomicznym, powstałym w oparciu o urządzenia polskiej firmy Atest-Gaz. Poniżej omówione zostały podstawowe cechy zainstalowanego systemu Alpha ΣGas.

Czujniki gazu

Monitorują stężenie gazu w otaczającej atmosferze i dostarczają informacje do centrali wodoru. Czujniki, w odróżnieniu od wielu konkurencyjnych systemów, udostępniają w sposób ciągły informacje o aktualnym stężeniu gazu. Pozwala to obsłudze na bieżące działania i obserwowanie sytuacji w danym obszarze oraz ewentualne podjęcie działań. Innymi zaletami czujników Alpha ΣSmart są:

• autodiagnostyka czujnika,
• ochrona sensora przed wysokim stężeniem gazu,
• nieinwazyjna kalibracja,
• dwukierunkowa komunikacja cyfrowa RS-485,
• lokalna wizualizacja stanu czujnika.

W Elektrociepłowni Białystok zainstalowano 29 czujników Alpha ΣSmart przeznaczonych do pracy w strefach zagrożonych wybuchem. Umieszczone zostały w hali maszynowni, z uwzględnieniem trzech stanowisk ładowania i oczyszczania wodoru, turbozespołów TZ1, TZ2, TZ3 oraz czterech akumulatorni rozdzielni prądu stałego.

Centralka systemowa

Odpowiada za koordynowanie i integrację wszystkich urządzeń systemowych, analizę wskazań poszczególnych czujników, wizualizację wskazań oraz wypracowywanie odpowiednich sygnałów wyjściowych dla urządzeń sygnalizacyjnych oraz urządzeń wykonawczych. Najważniejsze funkcje centralki to:

• prezentowanie obsłudze zbiorczej syntetycznej informacji o stanie całego systemu,
• prezentowanie obsłudze informacji o stanie monitorowanej atmosfery,
• prezentowanie obsłudze informacji o stanie technicznym czujników,
• odczyt i wypracowywanie sygnałów sterujących do urządzeń współpracujących z centralką,
• zmiana progów alarmowych,
• zerowanie czujników,
• procentowe odcięcie zera.

Wykonanie obiektowe systemu

Wykonany system został wyposażony w cztery centralki sterujące, bliźniacze na każdy z turbozespołów TZ1, TZ2, TZ3 oraz jedną centralkę na akumulatornię rozdzielni 110 kV.

Centralki zostały zamontowane w centralnej nastawni blokowej, tak aby obsługa mogła bezpośrednio monitorować zabezpieczone strefy.

Układ czujników i sygnalizatorów przeznaczonych do poszczególnych turbozespołów został podzielony na strefy.

Strefa 1 obejmuje turbozespoły wraz z gospodarką olejową. W strefie tej zamontowano po pięć czujek wodoru, rozmieszczonych odpowiednio: z przodu i z tyłu generatora, pod generatorem, nad wyprowadzeniem mocy z generatora oraz nad zbiornikiem olejowym ZQ.

Strefa 2 obejmuje stanowiska wodorowe. Na stanowiskach zamontowano dwa czujniki wodoru, sygnalizator optyczno-akustyczny w wykonaniu Ex oraz miejscowy włącznik wentylacji, także w wykonaniu Ex.

Stanowisko oczyszczania i uzupełniania wodoru zostało zmodernizowane i wyposażone w system okapturzeń, co w połączeniu z wentylatorem przeciwwybuchowym zapobiega gromadzeniu się niebezpiecznych gazów w obrębie stanowiska. Zamontowane w okapie detektory kontrolują na stanowisku poziom stężenia wodoru. W razie przekroczenia progu bezpieczeństwa, uruchamiana jest wentylacja i sygnalizacja optyczno-akustyczna na stanowisku oraz w centralnej nastawni blokowej. Daje to obsłudze wiedzę o wysokości stężenia w danym miejscu. W akumulatorniach RPS zainstalowano wentylację nawiewno-wywiewną, detektory wodoru oraz sygnalizatory optyczno-akustyczne. Wentylacja akumulatorni uruchamiana jest miejscowo lub może pracować w trybie automatycznym. Po przekroczeniu dopuszczalnego stężenia zostanie załączona z centrali detekcji wodoru.

Strefa 3 obejmuje akumulatornie RPS. W akumulatorniach zainstalowano wentylację nawiewno-wywiewną, po dwa detektory wodoru oraz – przed wejściem do akumulatorni – sygnalizatory optyczno-akustyczne.

Wentylacja akumulatorni sprzężona jest z systemem detekcji wodoru i uruchamiana z centrali detekcji wodoru po przekroczeniu dopuszczalnego stanu stężenia w pomieszczeniu. Wentylacja może być uruchamiana także miejscowo – poprzez włącznik umieszczony przed wejściem do pomieszczeń akumulatorni.

Czujniki wodoru w akumulatorniach zostały zainstalowane na trasie przepływu powietrza, w najwyższym możliwym punkcie pomieszczenia.

Sprawdzenia systemu

Zainstalowany w Elektrociepłowni Białystok system detekcji wodoru obejmuje 29 czujników detekcji wodoru Alpha ΣSmart. Zakończenie prac wiązało się ze sprawdzeniem działania całego systemu. Sprawdzenia wykonano indywidualnie dla każdego czujnika poprzez podanie przez głowicę gazu wzorcowego.

Przeprowadzone próby funkcjonalne na poszczególnych czujnikach jednoznacznie pokazały, że system prawidłowo wystawiał sygnały wyjściowe do sygnalizatorów optyczno-akustycznych oraz wentylatorów dachowych.

Firma Automatyka-Pomiary-Sterowanie po raz kolejny zaprezentowała wysoki stopień zaangażowania w realizację powierzonych zadań oraz profesjonalizm podczas ich wdrażania. Dzięki dobrej współpracy wszystkich uczestników biorących udział w modernizacji oraz sprawnej koordynacji przedsięwzięcia przez specjalistów Elektrociepłowni Białystok powstał zaawansowany technologicznie produkt spełniający wysokie wymagania inwestora.

APS oferuje kompleksowe usługi z dziedziny automatyki przemysłowej i branży elektrycznej, począwszy od projektu, poprzez produkt, po wdrożenie i serwis. Świadczy również usługi pomiarowe i prowadzi bezpośrednią sprzedaż urządzeń automatyki przemysłowej. Automatyka-Pomiary-Sterowanie zaliczana jest do grupy najbardziej prężnych przedsiębiorstw tej branży na terenie Polski. Powstała w 1994 r. w wyniku restrukturyzacji Elektrociepłowni Białystok, która do dziś jest jednym z głównych klientów firmy. APS od szeregu lat wdraża tam nowoczesne systemy automatyki przemysłowej i prowadzi kompleksową eksploatację układów automatyki.

mgr inż. Wojciech Szypulski
AUTOMATYKA-POMIARY-STEROWANIE SA
ul. Mickiewicza 95F, 15-257 Białystok
tel. 85 748 34 00, 85 748 34 03
fax 85 748 34 19
www.aps.pl

źródło: AUTOMATYKA-POMIARY-STEROWANIE