东营原油库石化原油外输泵优化运行的可行性分析

朱庆华

（中国石化胜利油田分公司销售事业部,山东 东营 257000）

随着生产成本的不断压缩和节能降耗的要求，东营原油库对现有的两台KY150-90×2A型石化变频泵和雷诺尔RNL6160A型变频调速器进行改进，使其能做到根据每天所需要的输销量，按照峰平谷电价较好的分配给各个时段，从而节约生产成本并能有效减小岗位职工劳动强度，并能提升石化泵运行的安全系数。

1 目的及意义

随着东营原油库生产设备的自动化水平提高，提出了石化泵自动调节的优化运行方案。东营原油库石化泵的运行状态是手动变频调节，通过手动调节变频器的工作频率可以改变泵的排量，调整电机负荷，实现优化运行。但手动调节变频器的频率时不能完全按时、按量的调节变频器频率，如果不及时调节石化泵的频率，会导致在峰值时石化泵所用的电量较大，导致电费过高，输油成本高，不利于实现经济输油。

通过在计算机上编制程序，建立优化运行模型，增加新的变频器或者控制柜，并控制石化泵准时准点的改变泵的排量，全面实现优化运行。通过在电脑终端输入当日所需的排量，电脑程序根据输入数值自动合理分配各个时间段的输油量，制定最佳运行方案。再通过自控调节石化泵的频率，更好的实现制定的峰平谷运行方案，减轻岗位职工劳动强度。

2 实施方案

（1）建立优化运行模型。建立一个完善的优化运行模型是这次技术改造成功与否的关键，需要的数据主要有：单日所需排量、油品的品质、峰平谷时段及电价、泵额定排量、环境温度、油品温度等。

（2）数据采集、控制系统现场布线。在值班室增设一套工控设备，用三维力控软件进行组态编程，通过模拟量输入模块，实时采集石化泵的瞬时排量，同时可以采集石化炉、石化流量计的相关参数，进行显示、处理、相应的计算，采集信号传输采用国际标准的4-20mA电流信号或0-10V电压信号。

（3）对石化泵及变频器雷诺尔RNL6160A研究。东营原油库两台石化泵型号为KY150-90×2A型变频泵、上海雷诺尔RNL6160A型变频调速器，与两台石化泵是一拖二使用。雷诺尔RNL6160A变频调速器有RS485通讯接口、可编程数字输出接口、模拟量输出口等，这些可实现所需要的远程控制、自动控制等功能。

（4）三维力控系统。使用三维力控系统控制，需要有模拟量输出卡件支持，模拟量输入卡件已应用于生产，研华ADAM4024是4路模拟量输出模块，通过串口与电脑连通讯，输出4-20mA电流至变频器的模拟输入端，之后通过力控编程，从而实现在输入当日排量之后，力控系统根据编程生成的优化运行模板中选取对应时段的排量，通过力控系统通讯至模拟量输出卡件，模拟量输出卡件输出对应的4-20mA电流信号至变频器的模拟输入端，从而改变石化泵的排量。与此同时，力控系统通过原有的研华ADAM4080数字量输入模块采集了石化流量计的瞬时排量，当石化流量计的瞬时排量反馈至力控系统时，力控系统的PID控制程序将可判断当时排量是否满足生产所需，如果不满足，系统将通过微积分计算的方式将排量控制在所需排量范围。

当流量计信号通过研华ADAM4080模拟量输入模块传入电脑，电脑信号通过数据通讯至研华ADAN4024模拟量输入模块传入泵变频器的模拟量输入端，通过键入区域输入当日所需的排量，通过系统的三个弹窗可将所有需要数据均处理完成，并通过模拟量输出模块传输至变频泵模拟量输入端，改变石化泵排量。

（5）外接PLC。通过外接PLC的方式控制石化泵变频器的频率需要，从石化流量计处加入第三条数据采集线，采集石化流量计瞬时排量至PLC上。与力控系统控制方式基本相同，通过编程并载入PLC上，实现在输入当日排量之后，PLC根据编程生成的优化运行模板中选取对应时段的排量，通过EM235模拟量输入输出模块输出相对应的4-20mA电流信号至变频器的模拟输入端，从而改变石化泵的排量。与此同时，PLC通过EM221数字量输入模块采集了石化流量计的瞬时排量。当石化流量计的瞬时排量反馈至PLC时，载入PLC的PID控制程序将可以判断当时排量是否满足生产所需；如果不满足，系统将通过微积分计算的方式将排量控制在所需排量范围。逻辑框图同力控系统的PID逻辑框图基本相同，PLC闭环控制系统是在PLC常用的应用的系统，其中的PID控制、执行机构等，均需要人工编程，并载入PLC中，才能实现控制。

（6）两种方案的优、劣势及优选。通过力控系统进行石化泵的自控变频调节与通过PLC进行石化泵的自控变频调节两种方式都是可行的，也各有优劣。相对于使用PLC，使用力控系统可仅在原油库现有的技术、资源基础上增加几个程序、增加少量材料即可实现，节省大量的资源、费用，但使用力控系统，岗位职工无意退出力控系统或是断电后，会导致自控系统不能控制排量，失去了改造的意义，因此使用力控系统控制需要有很好的后续维护等工作；相对于使用力控系统，使用PLC实现石化泵自动变频安全、稳定的运行，使用PLC控制，编程相对简单，而且抗干扰能力较强,在控制变频器时不会出现被干扰的现象。

3 效果与经济效益分析

（1）完成改造后，石化泵的每天输油量会达到相当高的精确度，不需要在月底补量或者停泵。

（2）石化泵的自动变频调节，在石化泵运行方面实现更高程度的自动化控制，并提高了石化泵的安全水平，经济输油的精确性、及时性。

（3）石化泵自动变频调节优化运行方案的实行，大大减轻东营原油库部分岗位职工的劳动强度，为东营原油库的岗位职工在日常生产、工作中提供了便利。

[1]潭浩强 C程序设计 第二版 [S].北京：清华大学出版社.