柴油發(fā)電機組預熱器改造的研制

魏作濤（大慶油田儲運銷售分公司）

1 現狀

目前油田現場使用的柴油發(fā)電機組型號較多，功率大小不一，使用地點較為偏僻故障維修較為困難，用時較長，雖然解決了單電源供電的矛盾，但仍存在一些問題：

1）預熱器整體更換價格較高、更換用時較長，廠家及規(guī)格型號功率具多樣性，維修專業(yè)性強，現場人員不具備快速維修處理的能力，影響設備設施的安全生產運行。

2）部分柴油發(fā)電機組、預熱器廠家經多年發(fā)展，已經進行轉行和產品換代，無法提供原型號、尺寸、功率預熱器，更換不同型號預熱器時，柴油發(fā)電機組安裝位置需進行改造。

3）由于油田進行招標采購，部分產品及配件已無法進入油田市場，配件無法正常采購。

因此，有必要研發(fā)一種經濟性較強，配件使用較為廣泛，進入油田物資招標范圍的預熱器控制系統來解決上述問題，進一步滿足油田節(jié)能降耗的需求。

2 設計方案

2.1 總體功能

采用KSD301型溫控開關控制預熱器工作狀況，當預熱器進口防凍液溫度低于10℃時，溫控開關常閉點閉合，啟動預熱器運行；當預熱器進口溫度高于10℃時，溫控器常閉觸點打開，停運預熱器運行，恒定預熱器防凍液進口溫度，保證柴油發(fā)電機組處于10℃以上溫度，KSD301型溫控開關可頻繁動作，市場價格較低10元/個，生產生活中使用廣泛，采購方便，使用壽命大于或等于100 000次以上，同時通過溫控器金屬外殼與預熱器進口金屬管件相連，能有效確保柴油發(fā)電機組冬季低溫狀態(tài)下能及時運行[1-3]。

采用KG316T微電腦時控開關控制預熱器工作狀況，通過設定不同的啟停時間，控制預熱器運行，夜晚運行和白天運行分時設定控制，KG316T型微電腦時控開關可頻繁動作，市場價格較低為45元/個，生產生活中使用廣泛，采購方便，使用壽命大于或等于100 000次以上，控時精準，計時誤差0.1秒/d，16組時段定時，有效的避免了因溫控開關控制中出現的電能損耗，并起到了備用回路的作用。

2.2 總體方案

以崗位在用柴油發(fā)電機組3 k W預熱器為研究對象，確保實現節(jié)能降耗的前提下，確定最經濟的設計方案，每套控制系統可單獨運行，并能實現一用一備的使用狀態(tài)，同時滿足石油庫的供電宜采用外接電源，當采用外接電源有困難或不經濟時，可采用自備電源及環(huán)境溫度下限-40℃、上限50℃要求，啟動要求中常溫啟動：非增壓柴油電站不低于5℃、增壓柴油電站不低于10℃；低溫啟動：常溫啟動非增壓柴油電站不低于5℃下經3次啟動應能成功，增壓柴油電站不低于10℃下經3次啟動應能成功；燃油消耗性符合節(jié)能要求，可靠性和維修性要求電站的平均故障間隔時間不短于500 h。

采用KSD301型溫控開關控制預熱器工作狀況運行時，依據溫控開關對預熱器進口防凍液溫度監(jiān)測，控制預熱器運行，整體回路較為簡單，所需原件較少，采用220 V電路，僅為開關、導線、溫控開關、交流接觸器、預熱器。

并聯KG316T微電腦時控開關控制回路，可實現在不同室外溫度狀況下進行分時加熱和起到備用控制回路作用。整體回路較為簡單，所需原件較少，采用220 V電路，僅為時控開關、導線、交流接觸器、預熱器[4]。

將預熱器控制回路改為時控開關分時控制以節(jié)約電能消耗、減少設備運行時間以保障設備完好、可減少因長期循環(huán)造成冷卻液滲漏變質等狀況的發(fā)生、可保證冷卻液處于合理溫度循環(huán)狀態(tài)，同時即保證柴油發(fā)電機組運行啟動的順利進行又可因機組溫度控制加熱故障時防止冬季低溫無法啟動的發(fā)生，柴油發(fā)電機組預熱系統改造示意圖見圖1。

圖1 柴油發(fā)電機組預熱系統改造示意圖

1）微電腦時控開關控制運行[5]。合K1電源開關，通電指示燈H1點亮，合K2開關，合K3開關，預熱器主回路電源接通，時控器控制回路電源接通，接觸器線圈通電，主回路交流接觸器吸合，預熱器工作，運行指示燈H2點亮；到達時控開關設定時間斷路點時，SJ斷開，線圈失電，交流接觸器斷開，通電指示燈點亮運行指示燈關閉，主回路斷開，預熱器停止工作，微電腦時控開關控制預熱器系統運行示意圖見圖2。

2）溫控開關控制運行[6]。合K1電源開關，通電指示燈H1點亮，合K2開關，合K4開關，預熱器主回路電源接通，溫控器控制回路電源接通，接觸器線圈通電，主回路交流接觸器吸合，預熱器工作，運行指示燈H2點亮[7]；到達溫控開關設定溫度斷路點時，RJ斷開，線圈失電，交流接觸器斷開，通電指示燈點亮運行指示燈關閉，主回路斷開，預熱器停止工作，溫控開關控制預熱系統運行示意圖見圖3。

圖2 微電腦時控開關控制預熱器系統運行示意圖

圖3 溫控開關控制預熱系統運行示意圖

3 改造后運行效果分析

改造后的柴油發(fā)電機組預熱系統，有效的提高了柴油發(fā)電機組在野外低溫環(huán)境下的使用率、完好率，運行穩(wěn)定維護方便，具有良好的節(jié)能效果，現場單臺預熱器功率為3 k W，改造后年節(jié)電量為29 295 k Wh，節(jié)約資金1.5萬元，，油耗由原33 kg/h降至29 kg/h，節(jié)約柴油消耗400 kg，年總節(jié)約資金近2萬元，按油田在用500臺柴油發(fā)電機組計算，年節(jié)約資金約為1 000萬元，具有良好的推廣前景和達到較高節(jié)能降耗水平。

4 結論

1）隨著油田開發(fā)的逐步深入，油氣資源的不斷遞減和開發(fā)成本的增大，控制各項開發(fā)成本和支出，節(jié)能降耗內部挖潛精細管理將成為今后工作的重點，油田將針對目前廣泛使用的老舊設備通過技術改造進行大量的節(jié)能減排工作。

2）柴油發(fā)電機組預熱器的改造，有效的降低了能源的消耗、減少了冷態(tài)啟動產生的煙塵排放和提高了設備的綜合利用率，達到了節(jié)能減排和減少生態(tài)環(huán)境影響的目的，柴油發(fā)電機組預熱器的改造，具有良好的推廣前景和達到較高節(jié)能降耗水平。