变频调速技术以及PLC控制技术在注汽锅炉上的应用.pdf

学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报) 2009年2月 第3l卷 第1期 Journal of Oil and Gas Technology(J．J PD Feb．2009 Vo1．3 1 No．1 变频调速技术以及PLC控制技术 在注汽锅炉上的应用 李桂芹，靳立宏，党建军 (河南油田分公司第二采油厂，河南唐河473400) [摘要]在稠油蒸汽吞吐热采中，注汽锅炉是个耗能大户．研究针对河南油田注汽锅炉运行中存在的问 题。介绍采用变频调速技术以及PLC自动控制技术，实现锅炉给水泵、供油泵电机变频调速运行；实现 空压机启、停的自动控制．从而使注汽锅炉能耗得以降低，达到了节能降耗的目的。 [关键词]稠油；蒸汽吞吐；自动控制；变频调速；注汽锅炉l节能降耗 [中图分类号]TE357．4 [文献标识码]A [文章编号]1000—9752(2009)Ol一0319—03 河南油田稠油开发经过十多年的不断探索和刻苦攻关，有效地将层系厚度仅3～15m的薄层稠油投 入工业化开发，极大地拓展了稠油蒸汽吞吐技术的应用领域，逐步形成了以蒸汽吞吐为主的薄层稠油开 采工艺配套技术。但是，稠油蒸汽吞吐热采是一种高投入、高成本的开发工艺，其核心设备是注汽锅 炉。在保证注汽质量的同时，对不合理工艺流程进行技术改造，加强节能新技术、新产品推广应用，对 降低稠油开采成本，提高热采效益，具有非常重要的意义。 1 现状分析 1．1 注汽锅炉给水、供油方式不合理造成电能单耗过大 注汽锅炉的能耗设备主要是给水泵和供油泵，给水泵的排量是按照锅炉最大负荷设计的，而实际生 产中热采井注汽所需给水量小于给水泵额定排量，如井楼三区注汽站，给水泵额定排量为23t／h，而实 际上根据吞吐井配汽需要，给水量每小时在14．5~23t之间波动，给水量是靠调节回水调节阀开度来控 制的，因此给水泵产生大量富余水，25 以上的高压给水通过调节阀又回到给水泵低压入口端，造成电 能浪费。另外，供油泵也存在着同样的问题，为了保证锅炉燃烧器油嘴供给压力稳定，以实现燃料燃烧 的稳定和锅炉的平稳运行，在供油泵排量选型上考虑有较大的富裕量，供油泵的额定排量为24m。／h， 单台锅炉实际供油量每小时在1～1．25m 之间变化，运行中除少部分供锅炉燃用外，92 以上的燃料 油又都通过回油管线返回储油罐，使锅炉的燃料油供给系统，存在着严重的 “大马拉小车”现象，造成 电能浪费。 1．2 注汽锅炉供风方式不合理造成能耗 采油二厂各注汽站现有柳州空气压缩机16台，其作用是给注汽锅炉空气雾化、水处理气动阀及其 他气动仪表提供用风，每台压缩机的电机功率为37kW。锅炉在点炉时需要空气雾化，且用气量较大， 当锅炉蒸汽干度大于4O 之后改为蒸汽雾化，蒸汽雾化时，压缩空气只供水处理气动阀及其他气动仪 表使用，这时压缩空气需求量大大减少。特别是锅炉燃料改烧天然气后，压缩空气的需求量更少，仅相 当于注汽锅炉烧原油或渣油时改蒸汽雾化后的用气量，空压机工作时间与卸载时间比约为1：10，即空 压机工作时间为imin，卸载时间为10rain，经测量空压机卸载时电流为29A，工作时电流为37A，空 压机在卸载状态下仍在空转，这样既造成电能浪费，又增加了空压机的磨损，减少空压机的使用寿命。 [收稿日期]2008—12—22 [作者简介]李桂芹 (1969一)，女，1992年大学毕业。工程师，现主要从事采油设备电气仪表方面的研究工作。 学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报) 2009年2月 2 技改措施 针对上述两方面的问题，分别进行了技术改造和新技术的推广应用。 2．1 应用变频技术对给水、供油系统进行技术改进 从电机转速公式n=6of(1一s)／ 可知，转速 与频率．厂、转差率 成正比，与极数P成反比，由此可 见，改变频率，、转差率5和极数P，均能改变电机的转速