АСУТП завода сжигания осадка сточных вод на базе распределенной системы управления CENTUM CS фирмы "YOKOGAWA" М. В. Кирилин, А. С. Блюм, В. И. Шутиков АО "ФОРУС", Санкт-Петербург Основным назначение завода сжигания осадка является утилизация отходов процесса очистки сточных вод центрального района канализования г. Санкт-Петербурга. Обработка сточных вод центрального района осуществляется на очистных сооружениях острова Белый ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга". На сегодняшний день это самые крупные очистные сооружения на Северо-Западе РФ, производительность которых по стокам составляет 1,5 млн. м3/сут. Общая площадь, занимаемая очистными сооружениями, равняется 55 га.Продуктом, поступающим на завод сжигания, является смесь сырого осадка первичных отстойников и избыточного активного ила. Производительность завода сжигания по сухому веществу составляет 150 т/сут. Сжигание осадка исключает складирование обезвоженного осадка на земельных территориях значительной площади. Тем самым решается важная экологическая проблема, особо остро стоящая перед Ленинградской областью. Кроме того, образующаяся в результате сжигания зола является ценным сырьем для производства строительных материалов, а вырабатываемый на заводе пар полностью обеспечивает отопление административных и производственных зданий очистных сооружений. Процесс обработки осадков сточных вод включает в себя механическое обезвоживание на центрипрессах, сжигание в печах с псевдоожиженным слоем, утилизацию тепловой энергии, очистку дымовых газов.Управление всем оборудованием завода, ведение технологического процесса, выполнение комплексных процедур пуска/останова осуществляется в автоматическом режиме посредством распределенной системы управления (РСУ) CENTUM CS японской фирмы "YOKOGAWA".РСУ вошла в состав комплексной поставки всего оборудования завода. По-существу, комплекс сжигания осадка представляет собой завод-автомат, функции управления которым реализуются полностью и исключительно через РСУ.Структура системы управления непосредственно связана с технологической структурой завода. Завод по сжиганию осадка состоит из отделения обезвоживания и отделения сжигания. Производство разделено на четыре самостоятельные технологические линии, включающие: Обработку исходного осадка;Обезвоживание осадка;Транспортировку и складирование обезвоженного осадка;Сжигание обезвоженного осадка;Рекуперацию энергии;Обработку дымовых газов;Нейтрализацию стоков.В состав каждой технологической линии входят два узла обезвоживания осадка (центрипрессы) и одна печь с системами рекуперации энергии и очистки дымовых газов. Технологические линии попарно объединены в два пусковых комплекса, каждый из которых имеет самостоятельную установку приготовления флокулянта, узел складирования и выгрузки золы, производство сжатого воздуха и один резервный узел обезвоживания осадка.Общим оборудованием для всего завода являются приемный бак исходного осадка и резервная схема транспортировки, складирования и выгрузки обезвоженного осадка.Основными модулями РСУ завода сжигания являются 4 полевых станции управления (FCS (Field Control Station), каждая станция управляет своей технологической линией), 3 пульта оператора и инженерная станция. Каждая полевая станция имеет распределенную структуру, которая позволила гибко разместить платы ввода/вывода системы по производственным площадям завода. Информационная емкость РСУ завода сжигания характеризуется 2967 дискретными и 425 аналоговыми сигналами.Основными контурами регулирования являются:регулирование температуры в слое песка;регулирование расхода воздуха псевдоожижения;регулирование подачи газа в слой песка при необходимости;регулирование температуры под куполом печи;регулирование расхода воздуха для продувки инжекторов и охлаждения рекуператора.Всего в системе около 120 контуров непрерывного регулирования. Технологией проекта предусмотрено сжигание осадка без дополнительного топлива. Теплотворной способности осадка при определенной его сухости достаточно для того, чтобы поддерживать горение без подачи газа.Однако в силу ряда обстоятельств, в том числе и колебаний соотношения содержания органической и минеральных частей осадка, непосредственным образом влияющих на его теплотворную способность, температура слоя в печи понижается до 760 °С. В таких случаях, составляющих 5–20% рабочего времени, в псевдоожиженный слой печи подается газ.С целью дальнейшей оптимизации работы завода, полного исключения использования газа, минимизации расхода импортного дорогостоящего флокулянта в настоящий момент разрабатывается специальная п/система управления горением.Данная п/система обеспечивает процесс горения без подачи газа при уменьшении теплотворной способности и сухости осадка за счет коррекции основных управляющих воздействий на процесс: расхода и температуры воздуха сжигания, расхода воздуха продувки.Система управления разработана на базе статистической регрессионной мультипликативной модели процесса, полученной на основании данных пассивного эксперимента методом Брандона.На заводе система была введена в эксплуатацию в 1997 году. Практически все элементы системы представлены в нерезервированном варианте. Несмотря на это обстоятельство, система вот уже в течение шести лет, с момента запуска, работает без сбоев. С сентября 1999 года РСУ завода сжигания находится на сопровождении со стороны АО "ФОРУС".Основные вопросы, связанные с сопровождением системы, в силу надежности аппаратных средств "YOKOGAWA" касаются в первую очередь корректировок и расширения прикладного ПО. Это вызвано в основном изменением условий протекания технологических процессов, заменой вспомогательного оборудования. Существенные корректировки были внесены в алгоритмы приготовления флокулянта, транспортировки и складирования обезвоженного осадка. В систему были добавлены новые задачи: утилизация пара, отображение работы вентиляции, управление уличным освещением, добавлены новые контура регулирования на промывке дымовых газов и приготовлении флокулянта. Кроме работы, связанной с изменением прикладных задач, в рамках сопровождения было произведено обновление системного ПО. Исходный дистрибутив ПО CENTUM CS версии R2.02 был заменен сначала версией R2.06, бесплатно предоставленной московским представительством "YOKOGAWA", а затем версией R2.l2. В рамках модификации системного ПО были приобретены дополнительные лицензии на пакеты, облегчающие разработку и тестирование прикладных задач, существенно сокращающие время их внедрения, что весьма важно в условиях действующего производства. Следует отметить, что в обоих случаях процедура переустановки системного ПО была так спланирована и исполнена сотрудниками АО "ФОРУС", что не потребовала останова завода сверх предусмотренного планом ППР срока.На момент написания данной статьи стоит вопрос о расширении системы, связанный с управлением дополнительным оборудованием по обработке исходного осадка. Опыт внедрения и сопровождения РСУ показал, что, несмотря на некоторые просчеты проекта в части общесистемных решений, CENTUM CS является надежным оборудованием, обеспечивающим бесперебойную работу завода сжигания, отвечающим всем потребностям сегодняшнего дня и позволяющим расширять и развивать производство в будущем.