PMS減載功能在伊拉克艾哈代布油田電站的應(yīng)用

郭肆偉 王 康 遲化昌

中國石油伊拉克公司

PMS減載功能在伊拉克艾哈代布油田電站的應(yīng)用

郭肆偉 王 康 遲化昌

中國石油伊拉克公司

隨著油田的滾動開發(fā)，電力系統(tǒng)的負(fù)荷不斷加大，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求也越來越高。為了保障電站安全平穩(wěn)運(yùn)行，艾哈代布油田采用PMS電力系統(tǒng)進(jìn)行電站管理。當(dāng)總的電力負(fù)荷或電力運(yùn)行參數(shù)超出了發(fā)電機(jī)的額定值時(shí)，PMS減載功能將按照用戶預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級，依次切斷優(yōu)先級較低的用電負(fù)荷，使總的電力負(fù)荷或電力參數(shù)控制在可接受的水平上。即使局部電力系統(tǒng)發(fā)生故障，PMS系統(tǒng)也能及時(shí)動作，迅速切斷優(yōu)先級別較低的用電負(fù)荷，大大減少了停電事故的發(fā)生概率，為油田的長期穩(wěn)定生產(chǎn)提供了有力保障。

電站；用電負(fù)荷；PMS減載；優(yōu)先級設(shè)定

隨著油田的滾動開發(fā)，電力系統(tǒng)的負(fù)荷不斷加大，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求也越來越高。為了保障電站安全平穩(wěn)運(yùn)行，艾哈代布油田采用PMS電力系統(tǒng)進(jìn)行電站管理。

1 電站及用電負(fù)荷

伊拉克艾哈代布油田電站共安裝9臺發(fā)電機(jī)組，其中3臺雙燃料發(fā)電機(jī)以柴油和天然氣為燃料，6臺單燃料發(fā)電機(jī)以天然氣為燃料。單機(jī)裝機(jī)容量為6.5 MW，運(yùn)行模式為7用2備。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行條件，在當(dāng)?shù)貥O端高溫天氣下單機(jī)最大輸出功率為6 MW，電站安全穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)總發(fā)電功率為42 MW。

油田的用電負(fù)荷按區(qū)域劃分為油處理單元（OPS，含公用工程系統(tǒng)）、水處理單元（PWS）、氣處理單元（GPS）、原油外輸首站（IS）、油田電網(wǎng)（OHTL）和生活營地（CAMP）。氣處理單元包含5臺高壓壓縮機(jī)（HP），單機(jī)天然氣處理量為62.5×104m3/d，額定功率為2 300 kW，為發(fā)電機(jī)提供燃?xì)狻?/p>

2 PMS減載功能

PMS減載面板可實(shí)時(shí)監(jiān)控電站的負(fù)荷、電流、各斷路器的狀態(tài)和用戶的輸入?yún)?shù)，在必要時(shí)啟動減載功能。PMS減載功能包括以下7項(xiàng)：①低熱儲備報(bào)警；②高熱儲備報(bào)警；③大負(fù)荷啟動的許可與禁止；④發(fā)電機(jī)跳閘減載；⑤低熱儲備減載；⑥低頻減載；⑦高T5（發(fā)電機(jī)入口溫度）減載。

在任意情況下，當(dāng)總的電力負(fù)荷或電力運(yùn)行參數(shù)超出了發(fā)電機(jī)的額定值時(shí)，PMS減載功能將按照用戶預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級，依次切斷優(yōu)先級別較低的用電負(fù)荷，使總的電力負(fù)荷或電力參數(shù)控制在可接

受的水平上。

2.1 低熱儲備減載

當(dāng)PMS系統(tǒng)檢測到總的熱儲備值低于用戶設(shè)定值并持續(xù)一定時(shí)間時(shí)，計(jì)算需要甩掉的載荷量，使熱儲備維持在設(shè)定值以上。

低熱儲備減載有3個獨(dú)立的觸發(fā)器，每個觸發(fā)器有獨(dú)立的熱儲備設(shè)定值和對應(yīng)的延遲時(shí)間。當(dāng)減載功能由于其中1個觸發(fā)器而啟動時(shí)，其他2個觸發(fā)器將會被鎖定2 s，以便系統(tǒng)有足夠的時(shí)間來減載。表1、圖1分別表示低熱儲備減載的三個觸發(fā)器設(shè)定值和動作邏輯。

圖1 低熱儲備減載動作邏輯

2.2 低頻減載

當(dāng)電力系統(tǒng)頻率低于用戶設(shè)定值一定時(shí)間時(shí)，PMS系統(tǒng)將會啟動減載功能。低頻減載有4個相互獨(dú)立的觸發(fā)器，每個觸發(fā)器有5個設(shè)定值，分別是頻率（額定頻率百分比）、頻率下降速率、熱儲備、延遲時(shí)間和減載量。當(dāng)頻率（額定頻率百分比）、頻率下降速率和熱儲備3個條件同時(shí)小于設(shè)定值時(shí)，計(jì)時(shí)器開始進(jìn)行延遲計(jì)時(shí)，當(dāng)延遲達(dá)到規(guī)定的時(shí)間后，減載功能將甩掉指定的載荷量。

表2、圖2分別表示低頻減載觸發(fā)器的設(shè)定參數(shù)和動作邏輯。表2中觸發(fā)器1表示當(dāng)頻率低于99%，在任何頻率下降速率及任何熱儲備條件下，延遲10 s就可甩掉1 500 kW的載荷。圖2中，動作邏輯中只標(biāo)出了頻率和延遲時(shí)間的邏輯關(guān)系（假定頻率下降速率和熱儲備均小于設(shè)定值）。

表2 低頻減載觸發(fā)器設(shè)定值

圖2 低頻減載動作邏輯

2.3 減載優(yōu)先級設(shè)定

為了將減載動作對生產(chǎn)運(yùn)行的影響降到最小，需要對用電負(fù)荷進(jìn)行分類并設(shè)定不同的優(yōu)先級，系統(tǒng)減載時(shí)按照用戶設(shè)定的優(yōu)先級，從低到高依次減載。優(yōu)先級為0的負(fù)荷是不能被甩掉的負(fù)荷，也稱為恒負(fù)荷。優(yōu)先級為1的負(fù)荷優(yōu)先級最低，最先被甩掉，然后依次是優(yōu)先級為2、3、4、5、6……。

3 減載功能的應(yīng)用

3.1 電力負(fù)荷的優(yōu)先級設(shè)定

油處理系統(tǒng)和公用工程系統(tǒng)是整個油田的核心生產(chǎn)系統(tǒng)，在任何條件下都要優(yōu)先保證其用電負(fù)荷。因此，將油處理系統(tǒng)和公用工程系統(tǒng)及其配套設(shè)施的用電負(fù)荷優(yōu)先級設(shè)定為0級，即恒負(fù)荷。優(yōu)先級為0級的用電負(fù)荷包含了以下用電負(fù)荷：①PP電站發(fā)電機(jī)輔助系統(tǒng)，負(fù)荷為600 kW；②冷卻水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、熱媒系統(tǒng)、儀表風(fēng)系統(tǒng)，總負(fù)荷為400 kW；③油處理系統(tǒng)，負(fù)荷為1 500 kW；④水區(qū)一級增壓泵、生產(chǎn)水回收泵、污油回收泵、污泥泵，總負(fù)荷為400 kW。其中①、②、③在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)合并入OPS系統(tǒng)。

另外，為保證發(fā)電機(jī)的正常燃?xì)夤?yīng)，2臺在運(yùn)高壓壓縮機(jī)被設(shè)定為最高級別，在最后進(jìn)行負(fù)荷卸載。結(jié)合發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀況，將減載的優(yōu)先級劃分為6個級別，各用電設(shè)施的減載優(yōu)先級設(shè)定見表3。

表3 用電設(shè)施負(fù)荷卸載優(yōu)先級kW

3.2 PMS動態(tài)管理

對于同一設(shè)施存在多個優(yōu)先級時(shí)，由于設(shè)施的啟停工況會根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，為保證PMS系統(tǒng)減載功能準(zhǔn)確動作，必須在設(shè)施運(yùn)行管理與PMS優(yōu)先級設(shè)定之間建立及時(shí)有效的溝通機(jī)制。當(dāng)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)及時(shí)調(diào)整PMS系統(tǒng)中對應(yīng)的減載優(yōu)先級，實(shí)現(xiàn)兩者之間的聯(lián)動調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)PMS系統(tǒng)的動態(tài)管理。

4 結(jié)論

PMS系統(tǒng)的應(yīng)用提高了艾哈代布油田電力系統(tǒng)應(yīng)對突發(fā)故障的能力，即使局部電力系統(tǒng)發(fā)生故障，PMS系統(tǒng)也能及時(shí)動作，迅速切斷優(yōu)先級別較低的用電負(fù)荷，大大減少了停電事故的發(fā)生概率，為油田的長期穩(wěn)定生產(chǎn)提供了有力保障，也產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.10.038

郭肆偉：工程師，2003年畢業(yè)于大連理工大學(xué)化工機(jī)械專業(yè)，從事油氣田地面工程建設(shè)工作。

2015-03-13

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