高壓變頻控制系統(tǒng)在吉林油田熱電廠熱網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)中的應(yīng)用

關(guān)利偉

1 引言

吉林油田熱電廠是松原市目前唯一一個熱電聯(lián)產(chǎn)的燃?xì)馊济弘姀S。共有兩臺雙抽凝汽機(jī)和一臺背壓機(jī)。供熱高峰期每日供熱量達(dá)到6萬吉焦。熱網(wǎng)的穩(wěn)定主要取決于鍋爐、熱網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)和管線。鍋爐安全、穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要是以風(fēng)、燃?xì)?、煤相互配比來完成鍋爐的經(jīng)濟(jì)性燃燒。而熱網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)主要保證水循環(huán)穩(wěn)定和壓力恒定,即控制好水位達(dá)到安全運(yùn)行的目的。供熱負(fù)荷變化時需要調(diào)節(jié)水量,如果通過調(diào)節(jié)熱網(wǎng)泵的出口閥門的開度來實現(xiàn),實際上是靠壓損來減少給水流量,而電機(jī)的出力并沒有變化。所以熱網(wǎng)循環(huán)泵最佳方案就是采用變頻器進(jìn)行調(diào)速,這樣就可以將出口閥門全部打開,通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來控制流量,可以方便地調(diào)整機(jī)組的供熱量,這樣具有非常大的節(jié)能潛力。2011年7月吉林油田熱電廠實現(xiàn)了對新立熱網(wǎng)循環(huán)泵的電機(jī)進(jìn)行高壓變頻調(diào)速控制。

熱網(wǎng)泵高壓變頻裝置控制系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)集中控制,運(yùn)行人員遠(yuǎn)方進(jìn)行操作啟停,并監(jiān)控?zé)峋W(wǎng)泵運(yùn)行狀態(tài)和電流等各項參數(shù)。

根據(jù)高壓變頻器內(nèi)部重要保護(hù)和自身運(yùn)行需要的控制邏輯關(guān)系,熱控人員結(jié)合DCS系統(tǒng)各部分功能,編制DCS系統(tǒng)的I/O清冊、數(shù)據(jù)庫、邏輯控制方案等,并根據(jù)以上方案進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài),實現(xiàn)DCS系統(tǒng)遠(yuǎn)方啟停熱網(wǎng)高壓變頻器和參數(shù)在線實時監(jiān)測。

2 技術(shù)研究路線

(1)根據(jù)現(xiàn)場實際情況,敷設(shè)自就地汽機(jī)零米變頻器起,至DCS熱網(wǎng)泵變頻參數(shù)的控制電纜和信號電纜,并按DCS內(nèi)I/O新編測點清冊進(jìn)行接線調(diào)試。

(2)編制DCS控制設(shè)備、控制算法、數(shù)據(jù)庫、I/O清冊等。

(3)根據(jù)電氣高壓變頻器輸出信號和電氣相關(guān)保護(hù)信號,編制熱控系統(tǒng)控制邏輯圖。

(4)安裝DCS系統(tǒng)硬件設(shè)備,并進(jìn)行系統(tǒng)送電。

(5)DCS控制系統(tǒng)組態(tài)。

(6)DCS系統(tǒng)分步調(diào)試,模入、模出、開入、開出、控制邏輯輸出、狀態(tài)反饋、SOE等。

(7)控制系統(tǒng)空載聯(lián)調(diào)。

(8)控制系統(tǒng)帶負(fù)荷調(diào)試并交付使用。

3 預(yù)期成果

(1)準(zhǔn)確實現(xiàn)熱網(wǎng)泵高壓變頻遠(yuǎn)程控制和參數(shù)監(jiān)測

(2)創(chuàng)新點。實現(xiàn)熱網(wǎng)泵高壓變頻遠(yuǎn)程控制和參數(shù)在線監(jiān)測

(3)生產(chǎn)應(yīng)用效果或前景。熱網(wǎng)泵高壓變頻裝置實現(xiàn)遠(yuǎn)方投運(yùn)后,能很大程度緩解管道運(yùn)行壓力和降低廠用電消耗,節(jié)能效果顯著。

4 改造后的效果

松原市吉林油田熱電廠對熱網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)電機(jī)進(jìn)行高壓變頻調(diào)速改造后,有以下的優(yōu)越性。

(1)節(jié)能效果非常顯著按全年6個月供暖時間算,每年可節(jié)約運(yùn)行成本20萬元。

(2)減少了對電網(wǎng)的沖擊工頻起動時,啟動電流達(dá)到額定電流的6～7倍,甚至更高,這對接于該母線上的負(fù)荷都會造成沖擊。采用變頻器調(diào)節(jié)后,系統(tǒng)實現(xiàn)軟啟動,電機(jī)啟動電流很小,啟動時間相應(yīng)延長,對電網(wǎng)的沖擊很小,同時減輕了起動機(jī)械轉(zhuǎn)矩對電機(jī)的機(jī)械損傷,從而有效地延長了電機(jī)的使用壽命。

(3)工作強(qiáng)度降低由于變頻器采用遠(yuǎn)程操作,使操作界面變得人性化,變頻器與運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備之間實現(xiàn)聯(lián)鎖控制,以及相應(yīng)的保護(hù)及故障報警,操作工作由手動轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控,大大降低了勞動強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率,為優(yōu)化穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保證。

(4)維護(hù)量減少,采用高壓變頻調(diào)速后,可以避免因通過調(diào)節(jié)閥門控制使泵過多偏離額定工作區(qū)而引起的振動。通常情況下,變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了降低泵的轉(zhuǎn)速,由于啟動緩慢及轉(zhuǎn)速的降低,相應(yīng)地延長了許多零部件,特別是密封件以及軸承的壽命。

(5)成本減少使用遠(yuǎn)程維護(hù)及診斷,減少了現(xiàn)場維護(hù)成本。

此次改造貼近生產(chǎn)現(xiàn)場實際,量體裁衣,對熱網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行及節(jié)能降耗工作具有重要意義。

5 結(jié)語

改造后的系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,調(diào)整準(zhǔn)確及時,有效地提高了供熱質(zhì)量。減少了非計劃停運(yùn)次數(shù),大大降低事故發(fā)生率,提高了運(yùn)行的安全性。為吉林油田熱電廠的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了有力的的保障,同時為節(jié)能工作作出貢獻(xiàn)。