海上平臺油水處理系統(tǒng)的自動控制

胡徐彥 中海石油（中國）有限公司湛江分公司

海上平臺油水處理系統(tǒng)的自動控制

胡徐彥 中海石油（中國）有限公司湛江分公司

某海上平臺油氣處理系統(tǒng)脫水指標(biāo)：原油平均含水率≤5%，污水平均含油量≤20 mg/L。其儀表及自動控制部分的設(shè)計(jì)尤其注重其生產(chǎn)數(shù)字化。控制信號遠(yuǎn)傳中央控制室（以下簡稱中控室）PLC控制系統(tǒng)，提供集中監(jiān)測，分散管理，在中控室設(shè)置一套工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，對油水處理系統(tǒng)工藝流程、運(yùn)行參數(shù)及裝置與系統(tǒng)的工作狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控。該系統(tǒng)具備運(yùn)行參數(shù)在線設(shè)置、修改功能，故障診斷、故障提示及自動報警功能；數(shù)據(jù)存儲、調(diào)用和查詢等功能。本工程根據(jù)建筑和工藝使用的情況，主要為C類火災(zāi)和E類帶電火災(zāi)場所，建筑耐火等級二級。

海上平臺；油水處理系統(tǒng)；儀表；控制；變頻調(diào)節(jié)

作為某產(chǎn)能建設(shè)的重要單元之一，該海上平臺油氣處理系統(tǒng)處理能力為250×104t/a。脫水指標(biāo)：原油平均含水率≤5%，污水平均含油量≤20 mg/L。工藝流程為：平臺單井來液進(jìn)入生產(chǎn)匯管，進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱后進(jìn)三相分離器，分出含水原油（含水5%）經(jīng)外輸泵外輸，分出水去污水處理系統(tǒng)，脫出天然氣經(jīng)除油器除液，一部分用作該平臺上透平和加熱爐燃料氣，其他氣去壓縮機(jī)壓縮后通過外輸管線輸送至陸岸終端。按照國家有關(guān)政策和法律、法規(guī)，執(zhí)行國家及行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定，采用先進(jìn)實(shí)用的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備，確保安全環(huán)保、節(jié)能降耗，是該海上平臺油氣處理系統(tǒng)儀表及自動控制部分設(shè)計(jì)的原則與前提。該設(shè)計(jì)尤其注重其生產(chǎn)數(shù)字化，即采用自控和數(shù)字技術(shù)，現(xiàn)場無人值守，增壓泵、油氣分離器、污水處理系統(tǒng)少人值守，提升整體管理水平。

1 集輸部分

（1）生產(chǎn)管匯分別設(shè)置溫度和壓力檢測儀表，就地顯示及遠(yuǎn)傳。

（2）三相分離器本體設(shè)置溫度和壓力檢測儀表，就地顯示及溫度遠(yuǎn)傳；天然氣出口管線設(shè)置壓力檢測儀表，遠(yuǎn)傳顯示、控制、報警，并在天然氣出口管線設(shè)置流量檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳。油、水室液位設(shè)置液位檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳、控制、高低限報警，根據(jù)油、水室液位高度自動調(diào)節(jié)分離器油、水出口調(diào)節(jié)閥開度，保證油水室液位穩(wěn)定；在油水室出口管線設(shè)置壓力和溫度檢測儀表，就地顯示和遠(yuǎn)傳顯示，并設(shè)置流量檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳；在油室出口管線設(shè)置含水分析儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳。

（3）加熱爐出口總管設(shè)置壓力和溫度檢測儀表，遠(yuǎn)傳顯示。

（4）原油罐液位就地顯示并遠(yuǎn)傳、高低限報警；溫度就地顯示和遠(yuǎn)傳顯示。

（5）除油器液位就地顯示并遠(yuǎn)傳、控制、高低限報警，根據(jù)液位高度自動調(diào)節(jié)氣體除油器出口調(diào)節(jié)閥開度，保證液位穩(wěn)定，并在本體設(shè)置溫度和壓力檢測儀表，就地顯示。

（6）在分液罐設(shè)置液位檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳，并在本體設(shè)置溫度和壓力檢測儀表，就地顯示。

（7）根據(jù)三相分離器的液位檢測信號，通過控制系統(tǒng)處理后的輸入原油外輸泵變頻調(diào)速器，對原油外輸泵泵電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)施變頻調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)三相分離器液位穩(wěn)定。

（8）在原油外輸泵出入口分別設(shè)置溫度和壓力檢測儀表，就地顯示，并在2臺原油外輸泵出入口總管分別設(shè)置溫度和壓力檢測儀表，遠(yuǎn)傳顯示。

（9）在三相分離器入口管線和原油外輸泵出口總管分別設(shè)置電動切斷閥，并與原油外輸泵聯(lián)鎖控制。

（10）平臺的可燃?xì)怏w檢測及報警設(shè)計(jì)。

（11）化學(xué)藥劑加注裝置和氣體壓縮機(jī)橇各設(shè)置一套就地控制級PLC，完成對各自橇塊內(nèi)工藝過程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控；同時通過RS—485通信接口進(jìn)行互聯(lián)，將有關(guān)信息與儀表自控室控制系統(tǒng)進(jìn)行交換共享。

2 熱工部分

在加熱爐操作間設(shè)置可燃?xì)怏w探測器，檢測信號遠(yuǎn)傳至儀表自控室可燃?xì)怏w報警控制器，對可燃?xì)怏w濃度進(jìn)行顯示及超限報警（可燃?xì)怏w報警器信號進(jìn)控制系統(tǒng)進(jìn)行邏輯表決后輸出），并與軸流風(fēng)機(jī)及天然氣主干線上電動切斷閥聯(lián)鎖。當(dāng)可燃?xì)怏w濃度達(dá)到高限時，自動啟動軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排風(fēng)；當(dāng)可燃?xì)怏w濃度達(dá)到高高限，自動關(guān)閉電動切斷閥，以有效杜絕火災(zāi)隱患。在天然氣主干線上設(shè)置流量檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳。

3 污水處理部分

（1）污水提升泵出入口管線分別設(shè)置壓力檢測儀表，就地顯示；出口和入口總管分別設(shè)置壓力檢測儀表，遠(yuǎn)傳顯示，出口總管壓力檢測信號輸入污水提升泵變頻調(diào)速器，對污水提升泵電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)施變頻調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)壓力穩(wěn)定。

（2）在污油泵和自沖攪拌型潛水排污泵出入口管線分別設(shè)置壓力檢測儀表，就地顯示。

（3）在喂水泵出入口管線分別設(shè)置壓力檢測儀表，就地顯示；并在喂水泵的出口和入口總管分別設(shè)置壓力檢測儀表，遠(yuǎn)傳顯示，出口總管壓力檢測信號輸入喂水泵泵變頻調(diào)速器，對喂水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)施變頻調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)壓力穩(wěn)定。

（4）在注水泵出入口管線分別設(shè)置壓力檢測儀表，就地顯示；并在污水提升泵的出口總管設(shè)置壓力檢測儀表，遠(yuǎn)傳顯示，壓力檢測信號輸入注水泵變頻調(diào)速器，對注水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)施變頻調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)壓力穩(wěn)定。

（5）污水緩沖罐本體設(shè)置液位檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳、高低限報警。

（6）凈化污水罐本體設(shè)置液位檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳、高低限報警。

（7）在污油池設(shè)置液位檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳、高低限報警、聯(lián)鎖啟停污油泵，液位檢測信號輸入污油泵變頻調(diào)速器，對污油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)施變頻調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)污油池液位穩(wěn)定。

（8）在污水池設(shè)置液位檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳、高低限報警、聯(lián)鎖啟停自沖攪拌型潛水排污泵，液位檢測信號輸入自沖攪拌型潛水排污泵變頻調(diào)速器，對自沖攪拌型潛水排污泵電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)施變頻調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)污水池液位穩(wěn)定。

（9）在凈化污水罐入口管線設(shè)置流量檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳；在污水提升泵出口設(shè)置流量檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳；在凈化污水罐出口設(shè)置流量檢測儀表，就地顯示并遠(yuǎn)傳。

（10）連續(xù)流一體化污水處理裝置設(shè)置一套就地控制級PLC，完成對橇塊內(nèi)工藝過程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控；同時通過RS-485通信接口進(jìn)行互聯(lián)，將有關(guān)信息與儀表自控室控制系統(tǒng)進(jìn)行交換共享。

4 結(jié)語

（1）本工程根據(jù)建筑和工藝使用的情況，主要為C類火災(zāi)和E類帶電火災(zāi)場所，建筑耐火等級二級。按《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50140—2005）》之要求，配置手提式干粉滅火器及推車式干粉滅火器，滅火級別為中危級別。

（2）該油氣處理系統(tǒng)控制信號遠(yuǎn)傳中控室PLC控制系統(tǒng)，提供集中監(jiān)測，分散管理，在儀表自控室設(shè)置一套工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，對油氣處理系統(tǒng)工藝流程、運(yùn)行參數(shù)及裝置與系統(tǒng)的工作狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控。該系統(tǒng)具備運(yùn)行參數(shù)在線設(shè)置、修改功能，故障診斷、故障提示及自動報警功能，數(shù)據(jù)存儲、調(diào)用和查詢等功能。

（3）該油氣處理系統(tǒng)單體工程主要負(fù)荷等級為2級。用電負(fù)荷電壓等級為380/220 V。電源由自建的6.3 kV發(fā)電機(jī)系統(tǒng)提供。該平臺設(shè)低壓配電室，室內(nèi)安裝GGD2型低壓配電屏及無功補(bǔ)償屏。配電屏內(nèi)設(shè)置雙電源（設(shè)電氣互鎖）手動切換裝置，任何情況下只有一路電源向負(fù)荷供電。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.046