油田電力系統(tǒng)技術(shù)改造及應(yīng)用

李韌

【摘要】：各個行業(yè)的發(fā)展都離不開電力系統(tǒng)的支持，在油田方面的油田電力系統(tǒng)在整個油田產(chǎn)業(yè)中進行電力輸送、配電環(huán)節(jié)當(dāng)中起到了非常重要的作用。從當(dāng)前油田電力系統(tǒng)狀況來看，主要存在油田電網(wǎng)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理、電壓層級較高、設(shè)備陳舊等問題，所以必須及時對其進行改造，提高油田電力系統(tǒng)質(zhì)量?；诖?，本文主要對油田電力系統(tǒng)技術(shù)改造及應(yīng)用進行分析探討。

【關(guān)鍵詞】：油田電力系統(tǒng)；技術(shù)改造；應(yīng)用

【前言】：如今國內(nèi)大多數(shù)油田企業(yè)在真正的生產(chǎn)過程當(dāng)中基本實現(xiàn)其完全自動化，因此就必須要進行綜合性管理，并以此來有效的實現(xiàn)其全面的自動化控制管理，這樣才能真正有效的提升油田產(chǎn)業(yè)當(dāng)作的生產(chǎn)效率，從而有效降低其能源消耗。

1、油田電力系統(tǒng)技術(shù)改造及應(yīng)用

1.1改進DEH控制系統(tǒng)的LVDT技術(shù)

大慶油田三臺200MW機組的DEH均為XDPS-400控制系統(tǒng)，不僅具有基本的汽輪機控制與自啟動功能，還可以實現(xiàn)監(jiān)視和保護操作。一般將控制現(xiàn)場閥門反饋的裝置稱之為位移傳感器（LCDE），主要利用差動變壓器原理設(shè)計而成，當(dāng)線圈和鐵芯發(fā)生移動時，傳感器輸出電氣信號就表示了油動機的移動狀況。

為了提高位移傳感器精確度，可以采用雙通道位置反饋完成操作，位置反饋的信號必須篩選后才能控制閥門開度，避免單獨采用LVDT時造成反饋信號消失，進而引起汽輪機超速運行。但是此種操作容易出現(xiàn)閥門關(guān)閉后減負荷情況，所以必須提高LVDE可靠性。機組運行時調(diào)門會隨著負荷變化而變化，將鐵片一端固定在調(diào)門上，另一端與調(diào)門同步移動，LVDE固定在鐵板上，當(dāng)調(diào)門位置變化時，貼心在線圈電壓下也會發(fā)生變化，進而導(dǎo)致貼心與線圈產(chǎn)生較大摩擦。在長期摩擦力作用下，容易損壞線圈，導(dǎo)致實際反饋電壓大于實際設(shè)定電壓，調(diào)速氣門全關(guān)后，高壓調(diào)速氣門負荷可以達到兩萬以上，給LVDE傳感器造成了很大損害，導(dǎo)致油管斷裂，進而產(chǎn)生嚴重的停機事故。而且此種故障的產(chǎn)生，需要更換很多LVDE，不僅浪費了人力、物力和財力，還會影響機組安全運行。

1.2汽輪機缸體壁溫元件的安裝與改造

汽輪機的主要作用是給發(fā)電機提供動力，是維持發(fā)電廠運行的主要設(shè)備。汽輪機缸體壁溫是人員了解和判斷缸體故障的重要參考元件，可以及時監(jiān)控蒸汽。汽輪機只有正確顯示缸體壁溫，才能保證發(fā)電廠的安全運行。目前大慶油田在汽輪機壁溫監(jiān)視方面已經(jīng)取得了成熟的經(jīng)驗。但是經(jīng)過年檢發(fā)現(xiàn)，汽輪機壁溫監(jiān)視出現(xiàn)過失靈問題，內(nèi)部元件壽命較短。經(jīng)過長期觀察和實踐發(fā)現(xiàn)，之前內(nèi)缸體元件安裝完成后，需要穿出內(nèi)缸連接法蘭，法蘭保護鋼管長度為二十厘米，為了提高保溫效果，實際的保溫厚度均超過二十厘米，由于保溫材料具有腐蝕性，導(dǎo)致元件與保溫層接觸地方發(fā)生開裂。進行處理時，給保溫材料與元件接觸位置安裝了保護裝置，避免了直接接觸發(fā)生腐蝕，延長了元件壽命。改裝后及時解決上了上述問題，維持了機組的安全可靠運行，目前該項技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到機組檢修中，具有較廣的實際應(yīng)用意義。

1.3改造30%旁路系統(tǒng)技術(shù)

30%旁路系統(tǒng)可以結(jié)合機組冷、熱啟動及運行情況，合理控制蒸汽壓力與溫度，實現(xiàn)聯(lián)鎖、保護與診斷功能。大慶油田的30%旁路系統(tǒng)已經(jīng)使用了很多年，由于長期連續(xù)工作，內(nèi)部部分電子元件已經(jīng)老化，經(jīng)常產(chǎn)生模塊損壞問題，不符合當(dāng)前自動化控制系統(tǒng)要求。而且在科學(xué)技術(shù)的帶動下，技術(shù)更新速度越來越快，30%旁路系統(tǒng)中使用的模塊已經(jīng)不再生產(chǎn)，不能及時更新功能模塊。如果使用其他電廠的功能模塊，就會產(chǎn)生不兼容或價格昂貴等問題。對#1機組進行修理時，重新設(shè)計了30%旁路系統(tǒng)，主機依然使用SIMATICS7400控制系統(tǒng)，充電設(shè)計了供電系統(tǒng)。此外，還對原有自動、保護、聯(lián)鎖邏輯等進行了修正，維持了電廠的安全穩(wěn)定運行。

改造中遇到的問題分析：原始TELEPERM控制系統(tǒng)專門服務(wù)與200MW電廠系統(tǒng)。內(nèi)部自動調(diào)節(jié)與聯(lián)鎖保護電路較多，而且程序主要是TML語言，此種編程語言主要具有兩方面問題，一方面，各個部分的控制都必須使用很多語言組成，條理模糊，檢修人員編程水平不高根本無法掌握回路流程，一般某句語言發(fā)生錯誤，將會導(dǎo)致整個控制回路癱瘓。另一方面，原控制系統(tǒng)中的所有報警及數(shù)據(jù)顯示都必須人工敲定程序完成，運行人員無法結(jié)合參數(shù)調(diào)節(jié)并控制門開度，最嚴重的是一旦發(fā)出報警，必須及時進行人工查詢報警代碼，影響了對整個系統(tǒng)的安全運行。在實際操作中，如果處理不當(dāng)，將產(chǎn)生一系列嚴重的問題。如何克服以上問題，實現(xiàn)源程序功能已經(jīng)成為技術(shù)人員研究的主要問題，可以逐句翻譯并理解系統(tǒng)控制邏輯，標示清楚每句語句的含義，然后將改進后的PCS7系統(tǒng)應(yīng)用到內(nèi)部，自行設(shè)計圖形并組織形態(tài)，最終將其轉(zhuǎn)化為清晰可見的控制流程邏輯。

2、發(fā)展前景和趨勢特點

油田電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展經(jīng)歷了較長的一個時期，在整個過程中將多數(shù)不相干的科學(xué)技術(shù)融合在一起，從而實現(xiàn)可觀的經(jīng)濟效益，發(fā)展前景廣闊，主要具有以下特點：

一是分布式方向發(fā)展。如今能源消耗越來越快，開始出現(xiàn)一種集約化發(fā)展的電力運行方式，也即是分布式電力控制系統(tǒng)，這項系統(tǒng)直接獲得了更為廣泛的關(guān)注。本身具有非常靈活的特點，也即是變負荷調(diào)峰的性能。而這整個過程也直接降低了輸變電所消耗的資金，所以就需要做好能源的節(jié)約以及可再生能源的有效利用，因此就必須要提升系統(tǒng)所具有的輸電穩(wěn)定性，這樣才符合節(jié)約性社會的發(fā)展理念。

二是圖形化方向發(fā)展。由于輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量非常大，因此那種比較單純的傳輸數(shù)據(jù)完全無法滿足其需求，所以圖形化的應(yīng)用直接促使信息的傳輸實現(xiàn)一個全新的高度，不但高效，而且非常穩(wěn)定，直接為電力系統(tǒng)的發(fā)展帶來全新的機遇。

三是遠處化方向發(fā)展。這主要是在傳統(tǒng)RTU技術(shù)的基礎(chǔ)上加以設(shè)計，并以此來采用相應(yīng)的計算機控制來完善系統(tǒng)方面的硬件平臺。并以此來擴展計算機硬件接口來直接完成四遙的全部過程。所以這種方式的優(yōu)點主要還是其設(shè)計周期短，同時具有非常好的擴展性，而且開發(fā)起來非常方便，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

【參考文獻】：

[1]吳世富.油田電力系統(tǒng)電網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計[J].油氣田地面工程，2014，33（5）：70-71.

[2]揭福街.淺論電氣自動化在油田化工中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010，25（12）：63.