高压变频控制系统在吉林油田热电厂热网循环系统中的应用

关利伟

1 引言

吉林油田热电厂是松原市目前唯一一个热电联产的燃气燃煤电厂。共有两台双抽凝汽机和一台背压机。供热高峰期每日供热量达到6万吉焦。热网的稳定主要取决于锅炉、热网循环系统和管线。锅炉安全、稳定的经济运行主要是以风、燃气、煤相互配比来完成锅炉的经济性燃烧。而热网循环系统主要保证水循環稳定和压力恒定,即控制好水位达到安全运行的目的。供热负荷变化时需要调节水量,如果通过调节热网泵的出口阀门的开度来实现,实际上是靠压损来减少给水流量,而电机的出力并没有变化。所以热网循环泵最佳方案就是采用变频器进行调速,这样就可以将出口阀门全部打开,通过调节转速来控制流量,可以方便地调整机组的供热量,这样具有非常大的节能潜力。2011年7月吉林油田热电厂实现了对新立热网循环泵的电机进行高压变频调速控制。

热网泵高压变频装置控制系统采用DCS系统集中控制,运行人员远方进行操作启停,并监控热网泵运行状态和电流等各项参数。

根据高压变频器内部重要保护和自身运行需要的控制逻辑关系,热控人员结合DCS系统各部分功能,编制DCS系统的I/O清册、数据库、逻辑控制方案等,并根据以上方案进行系统组态,实现DCS系统远方启停热网高压变频器和参数在线实时监测。

2 技术研究路线

(1)根据现场实际情况,敷设自就地汽机零米变频器起,至DCS热网泵变频参数的控制电缆和信号电缆,并按DCS内I/O新编测点清册进行接线调试。

(2)编制DCS控制设备、控制算法、数据库、I/O清册等。

(3)根据电气高压变频器输出信号和电气相关保护信号,编制热控系统控制逻辑图。

(4)安装DCS系统硬件设备,并进行系统送电。

(5)DCS控制系统组态。

(6)DCS系统分步调试,模入、模出、开入、开出、控制逻辑输出、状态反馈、SOE等。

(7)控制系统空载联调。

(8)控制系统带负荷调试并交付使用。

3 预期成果

(1)准确实现热网泵高压变频远程控制和参数监测

(2)创新点。实现热网泵高压变频远程控制和参数在线监测

(3)生产应用效果或前景。热网泵高压变频装置实现远方投运后,能很大程度缓解管道运行压力和降低厂用电消耗,节能效果显著。

4 改造后的效果

松原市吉林油田热电厂对热网循环系统电机进行高压变频调速改造后,有以下的优越性。

(1)节能效果非常显著按全年6个月供暖时间算,每年可节约运行成本20万元。

(2)减少了对电网的冲击工频起动时,启动电流达到额定电流的6～7倍,甚至更高,这对接于该母线上的负荷都会造成冲击。采用变频器调节后,系统实现软启动,电机启动电流很小,启动时间相应延长,对电网的冲击很小,同时减轻了起动机械转矩对电机的机械损伤,从而有效地延长了电机的使用寿命。

(3)工作强度降低由于变频器采用远程操作,使操作界面变得人性化,变频器与运转设备之间实现联锁控制,以及相应的保护及故障报警,操作工作由手动转变为监控,大大降低了劳动强度,提高了生产效率,为优化稳定运行提供了可靠保证。

(4)维护量减少,采用高压变频调速后,可以避免因通过调节阀门控制使泵过多偏离额定工作区而引起的振动。通常情况下,变频调速系统的应用主要是为了降低泵的转速,由于启动缓慢及转速的降低,相应地延长了许多零部件,特别是密封件以及轴承的寿命。

(5)成本减少使用远程维护及诊断,减少了现场维护成本。

此次改造贴近生产现场实际,量体裁衣,对热网系统稳定运行及节能降耗工作具有重要意义。

5 结语

改造后的系统运行稳定可靠,调整准确及时,有效地提高了供热质量。减少了非计划停运次数,大大降低事故发生率,提高了运行的安全性。为吉林油田热电厂的安全稳定经济运行提供了有力的的保障,同时为节能工作作出贡献。