自适应调节技术在油田电厂的应用
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摘要：结合节能降耗的要求，文章介绍了一系列的节能减排措施，尤其重点介绍了自适应超级节电装置控制系统技术。此项技术可以在负荷高低谷时通过自适应超级节电装置来调整泵电动机的转速和电压，改变泵电机的出力，延长设备的使用寿命，同时也便于运行人员进行操作和调整负荷。
关键词：节能减排；自适应调节；控制系统
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）36-0047-02
热电厂一直以来就是耗能大户，油田电厂耗电设备机泵类825台左右，年耗电量大约12000万千瓦时，占厂用电量的90%，同时大部分机泵都处于工频运行状态，达不到额定出力，对设备损害很大，而由于泵、电动机长期处于轻载运行状态，更是造成了某种程度的能源浪费。
因此针对上述问题，为了降低消耗、提高设备效率，我厂采用了一系列的节能减排措施，特别是在泵电动机上首次采用了自适应超级节电装置控制系统技术。此项技术可以在负荷高低谷时通过自适应超级节电装置来调整泵电动机的转速和电压，改变泵电机的出力，延长设备的使用寿命，同时也便于运行人员进行操作和调整负荷。
下面就以我厂一线热网疏水泵加装自适应节电控制装置为例来进行介绍。
1 研究范围
所谓“自适应”就是根据控制对象本身参数或周围环境的变化，自动调整控制器参数以获得满意性能的自动控制系统。这里主要研究自适应超级节电装置控制系统技术在电厂耗能泵上的应用。
（1）研究自适应控制器中调节仪对电厂耗能泵温度、流量、压力、液位等的自动控制。我厂使用的是YMD900系列的自适应电机智能控制器，它是采用全新设计理念的高性能、高可靠性智能型工业调节仪。同时采用模糊理论和传统PID控制相结合的控制方式，使控制过程具有响应快、超调小、稳态精度高的优点，特别对那些常规PID难以控制的大纯滞后对象有明显的控制效果；适应电厂耗能泵的运行。调节仪采用WATCHDOG电路、软件陷阱与冗余、掉电保护、数字滤波等多种技术，注重现场容错能力，使整机具有很强的抗干扰能力，抗干扰性能符合在电厂运行区域内电磁兼容（EMC）的要求；调节仪集多种输入型号、输出方式、控制方式于一体，输出接口采用模块化结构，功能配置方便灵活；双四位LED数码显示，可同时显示测量值与设定值或测量值与输出值，20线光柱显示输出百分比值；具有手动/自动无扰动切换，控制参数自整定功能。
（2）研究DCS系统与自适应超级节电装置之间的逻辑控制。通过在DCS内编写自控逻辑、设置各项相关参数，建立与自适应控制器的联系，用以实现DCS的远程控制调节。
（3）研究自适应超级节电装置远程/就地转换控制。设有远程/就地开关，就地能够实现自适应超级节电控制装置的操作控制，远程进入到DCS系统实现控制功能。
（4）研究控制设备与自适应控制系统之间的配置适应关系。
（5）研究自适应控制器产生干扰的对策。
（6）研究自适应控制器对设备的自诊断性能。
（7）研究自适应控制器模糊PID控制在耗能泵上的参数调整方法及自整定控制。
（8）研究自适应超级节电装置控制系统技术给我厂带来的经济效益。
2 设计方案
（1）自适应超级节电装置控制柜放置在热网疏水泵电动机本体附近，方便观察电机的运转状况。
（2）自适应超级节电装置控制柜下制作基础，控制柜就位固定，柜体接地。
（3）自适应超级节电装置控制柜内装有一台断路器，断路器上口取自电气厂用段，下口接至自适应超级节电装置，通过在DCS内启动该泵实现对自适应调节器的送电
作用。
（4）自适应超级节电装置控制柜面上设有远程/就地转换开关，就地能够实现自适应超级节电装置操作控制，远程进入到DCS系统实现控制功能。
（5）自适应超级节电装置控制柜内装有一台断路器，断路器上口取自电气厂用段内，下口联接自适应超级节电装置。
（6）将原有热网疏水泵电动机电缆取消，重新敷设自适应超级节电装置至电源侧电缆和自适应超级节电装置至电动机本体侧电缆。
（7）原事故按钮不动，启动事故按钮跳热网疏水泵电动机电源侧开关。
（8）DCS系统组态，编制电机自适应超级节电装置控制方案，新敷设自适应超级节电装置至DCS站控制电缆。
（9）DCS逻辑搭建，设置PID参数，实现远程自动
控制。
（10）自适应超级节电装置控制部分接线调试。根据现场系统以及电机本身的状况通过空载和带负荷两种方式进行调试参数的调整。
3 运行调试
根据油田电厂的实际情况，原热网一号线有三台热网疏水泵工频运行，疏水罐液位通过DCS系统对这三台泵出口水母管上的电动调节阀门的开度进行调节，如果其中一台泵故障，故障信号将反馈到DCS，由DCS系统切断故障泵电源并切换到备用泵。
现将3号热网疏水泵上加装自适应控制器后，疏水罐液位主要由该泵进行控制。此系统可实现就地调节和远程调节。就地调节是将变频柜门上的旋钮置于“本地”状态后，通过就地控制柜上的PID调节仪配合自适应控制器得以实现。远程调节是将变频柜门上的旋钮置于“远程”状态后，由DCS发出启动指令，观察水泵转速上升情况，并与自适应节电装置就地人员核对数值。远方改变给定转速，继续观察转速跟踪情况，同时监视出口门及疏水水位和凝汽器水位等系统工况变化。
其中正常运行方式为一线3号疏水泵自适应运行，2号、3号疏水泵做工频备用方式，在自适应装置故障时，由内部输出故障信号送至DCS系统，通过系统设置的联锁自启动备用疏水泵工频运行，以确保热网疏水系统的稳定
运行。
目前上述改造后的一线热网疏水系统已经运行将近一年，期间水位的调节几乎全部通过3号疏水泵自适应控制器来实现调节，从运行过程来看，调节稳定、故障率低、运行操作简单便利，更主要的是延长了电机的使用寿命、节电效果明显。
4 结语
随着经济的发展，节能降耗将是一个企业发展的关键，所以企业在节能方面十分重视，陆续地对一些电动机实施变频改造，但通过实际应用，发现增加变频器虽然达到了节能的目的，但也存在一定的弊端，最主要的问题就是对低压信号的干扰，导致信号产生异常，所以自适应超级节电装置控制系统技术值得应用和推广。
参考文献
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作者简介：陈思（1975—），女，吉林石油集团有限责任公司热电厂工程师，研究方向：热工自动化。