自動調控在線監測技術在高壓注水泵站中的應用
河口采油廠埕東油田有三座大型注水泵站,主要設備為DF400-150 x 9/YK2000型高壓大功率離心泵,平均每天運行15臺泵,日均注水9萬m3。由于注水泵功率大,耗能高,年耗電費在4000萬元左右,故尋求合理的運行參數,提高其整體運行效率,降低注水用電量,是油田節能降耗的一項重要工作。2001年5月13日,在兩站成功安裝MCS型集散調控在線監測系統并投產運行,一年多來取得了較好效果。
一、MCS集散調控系統的構成
MCS型集散調控在線監測系統構成框圖見圖1。
圖1 自動調控在線監測系統構成框圖
自動調控在線監測系統通過傳感器組(HIQ)采集注水泵站的溫度、壓力、液位等信號,經數據總線傳輸給可編程控制器(PLC),由控制中心(PID)進行數據計算處理,然后分四路傳送到相應的子系統(每個子系統又由一系列任務模塊組成),進行水泵運行狀態的實時監測與保護;控制泵出口閥門,調節各臺泵的排量;對泵的實際參數值與期望值進行比較,自動對該泵進行調控。
二、自動調控在線監測系統功能
1.運行參數自動調節。可對泵的功率、流量、干壓期望值進行設置并自動調節,使其始終在高效區運轉,提高單臺泵泵效。同時使用變頻器進行泵期望值的自動調節,使注水系統各臺泵的相互影響降到最低,達到整個系統節能降耗的目的。
2.運行參數自動監視。泵壓、泵和電機的軸承溫度、冷卻水的溫度和壓力、大罐液位等主要參數可通過控制室的計算機集中顯示,對整個系統進行多畫面切換監控,可監測全站設備動態,察看各臺泵的趨勢圖如泵效、揚程、功率、流量等,同時設有年度曲線,顯示各臺泵全年運行情況。
3.運行參數自動記錄。
4.自動報警保護。可設置和修改PLC報警限值,如機泵潤滑油壓力高、低限值、停機極限值、電機電流高限報警值等,機泵數據達到停機極限值時自動保護停機,同時可察看所有報警時的信息,如時間、數據、報警值、應答情況等。
5.啟停機泵。可在控制室進行操作,解決現場啟停機泵時參數觀測、調節不及時,噪聲污染大等問題。
6.數據遠程傳輸與監控。通過局域網對各注水泵運行情況進行在線監測,直接與微機聯網輸出數據,并可實現多機通信,實現設備管理的信息化。
三、應用效果
1.注水泵站運行參數自動監測調控
自動調控在線監測系統安裝運行以來,各站運行狀況良好。圖2所示為埕三注4號泵采用自動調控在線監測系統前后的泵干壓差變化情況。
圖2 埕三注4號泵應用前后泵干壓差對比曲線圖
從圖中可以看出,在采用前,10個月內泵干壓差范圍為0.54一0.71MPa,變化幅度為0.17MPa,平均值為0.617MPa。采用后,10個月內泵干壓差范圍為0.31-0.47MPa,變化幅度為0.16MPa,平均值為0.39MPa。應用自動調控系統后,泵干壓差10個月平均值由0.617MPa下降到0.39MPa,下降了36.85%,且波動趨于平緩。
表1為埕三注4號泵應用自動調控系統前后運行參數對比。從表中可以看出,采用自動調控系統后,①泵干壓差明顯下降,②泵的排量提高,③泵效提高,④能量單耗降低。
其它注水泵應用自動調控系統前后的運行參數變化情況與4號泵類似,這說明自動調控系統對注水泵的運行進行了有效調控。
表1 埕三注4號泵主要運行參數對比表