高壓變頻控制系統在吉林油田熱電廠熱網循環系統中的應用

關利偉

1 引言

吉林油田熱電廠是松原市目前唯一一個熱電聯產的燃氣燃煤電廠。共有兩臺雙抽凝汽機和一臺背壓機。供熱高峰期每日供熱量達到6萬吉焦。熱網的穩定主要取決于鍋爐、熱網循環系統和管線。鍋爐安全、穩定的經濟運行主要是以風、燃氣、煤相互配比來完成鍋爐的經濟性燃燒。而熱網循環系統主要保證水循環穩定和壓力恒定,即控制好水位達到安全運行的目的。供熱負荷變化時需要調節水量,如果通過調節熱網泵的出口閥門的開度來實現,實際上是靠壓損來減少給水流量,而電機的出力并沒有變化。所以熱網循環泵最佳方案就是采用變頻器進行調速,這樣就可以將出口閥門全部打開,通過調節轉速來控制流量,可以方便地調整機組的供熱量,這樣具有非常大的節能潛力。2011年7月吉林油田熱電廠實現了對新立熱網循環泵的電機進行高壓變頻調速控制。

熱網泵高壓變頻裝置控制系統采用DCS系統集中控制,運行人員遠方進行操作啟停,并監控熱網泵運行狀態和電流等各項參數。

根據高壓變頻器內部重要保護和自身運行需要的控制邏輯關系,熱控人員結合DCS系統各部分功能,編制DCS系統的I/O清冊、數據庫、邏輯控制方案等,并根據以上方案進行系統組態,實現DCS系統遠方啟停熱網高壓變頻器和參數在線實時監測。

2 技術研究路線

(1)根據現場實際情況,敷設自就地汽機零米變頻器起,至DCS熱網泵變頻參數的控制電纜和信號電纜,并按DCS內I/O新編測點清冊進行接線調試。

(2)編制DCS控制設備、控制算法、數據庫、I/O清冊等。

(3)根據電氣高壓變頻器輸出信號和電氣相關保護信號,編制熱控系統控制邏輯圖。

(4)安裝DCS系統硬件設備,并進行系統送電。

(5)DCS控制系統組態。

(6)DCS系統分步調試,模入、模出、開入、開出、控制邏輯輸出、狀態反饋、SOE等。

(7)控制系統空載聯調。

(8)控制系統帶負荷調試并交付使用。

3 預期成果

(1)準確實現熱網泵高壓變頻遠程控制和參數監測

(2)創新點。實現熱網泵高壓變頻遠程控制和參數在線監測

(3)生產應用效果或前景。熱網泵高壓變頻裝置實現遠方投運后,能很大程度緩解管道運行壓力和降低廠用電消耗,節能效果顯著。

4 改造后的效果

松原市吉林油田熱電廠對熱網循環系統電機進行高壓變頻調速改造后,有以下的優越性。

(1)節能效果非常顯著按全年6個月供暖時間算,每年可節約運行成本20萬元。

(2)減少了對電網的沖擊工頻起動時,啟動電流達到額定電流的6～7倍,甚至更高,這對接于該母線上的負荷都會造成沖擊。采用變頻器調節后,系統實現軟啟動,電機啟動電流很小,啟動時間相應延長,對電網的沖擊很小,同時減輕了起動機械轉矩對電機的機械損傷,從而有效地延長了電機的使用壽命。

(3)工作強度降低由于變頻器采用遠程操作,使操作界面變得人性化,變頻器與運轉設備之間實現聯鎖控制,以及相應的保護及故障報警,操作工作由手動轉變為監控,大大降低了勞動強度,提高了生產效率,為優化穩定運行提供了可靠保證。

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

(5)成本減少使用遠程維護及診斷,減少了現場維護成本。

此次改造貼近生產現場實際,量體裁衣,對熱網系統穩定運行及節能降耗工作具有重要意義。

5 結語

改造后的系統運行穩定可靠,調整準確及時,有效地提高了供熱質量。減少了非計劃停運次數,大大降低事故發生率,提高了運行的安全性。為吉林油田熱電廠的安全穩定經濟運行提供了有力的的保障,同時為節能工作作出貢獻。