自動化控制系統(tǒng)在油田集輸泵站的應(yīng)用

張慶民　王巧蘭　張景波

【摘 要】隨著油田生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、集輸處理量的增加，部分集輸泵站生產(chǎn)操作和管理的落后已嚴(yán)重制約了油氣集輸生產(chǎn)的安全運行和勞動生產(chǎn)率的提高。本文論述了自動化控制系統(tǒng)在集輸泵站的應(yīng)用，實現(xiàn)了實時自動監(jiān)測以及集輸處理過程中各生產(chǎn)部位工藝參數(shù)的控制等，保證了油氣集輸生產(chǎn)的安全進(jìn)行，優(yōu)化了現(xiàn)場操作條件，提高了生產(chǎn)效率。

【關(guān)鍵詞】集輸泵站；自動化控制系統(tǒng)；集輸泵站

0 前言

現(xiàn)河采油三礦草西聯(lián)合站成立于1986年5月，位于濱洲市博興縣呂藝鎮(zhèn)境內(nèi)，作為一個老站，設(shè)備陳舊老化，事故率、運行維護(hù)費用高、職工勞動強(qiáng)度大的矛盾日益突出，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，集輸處理量不斷增加，由于監(jiān)測參數(shù)量多，以往靠人工檢測儲油罐液面、油水界面對盤庫不準(zhǔn)，手動控制脫水器界面難度高，這些因素都給草西聯(lián)合站的生產(chǎn)操作和管理帶來很大困難。為適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，使生產(chǎn)和管理實現(xiàn)自動化，根據(jù)草西聯(lián)合站現(xiàn)狀，2013年實施了集輸泵站的自動化改造，并成功地用于集輸泵站的自動化生產(chǎn)中。

1 自動化監(jiān)控系統(tǒng)介紹

油庫是儲存、輸運和供應(yīng)石油產(chǎn)品的專業(yè)性倉庫，是協(xié)調(diào)原油生產(chǎn)和加工、成品油運輸及供應(yīng)的紐帶，是國家石油及石油產(chǎn)品儲存和供應(yīng)的基地。隨著我國石油事業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的騰飛，油庫在生產(chǎn)和管理方面的工作日益繁重，現(xiàn)有油庫的自動化水平己經(jīng)和先進(jìn)的儲運系統(tǒng)總體的自動化水平己經(jīng)有了很大的差距，在日益激烈的國際市場競爭面前，要求油庫提高效率，加快周轉(zhuǎn)，加強(qiáng)安全管理，減少人為差錯，增強(qiáng)竟?fàn)幜吞嵘髽I(yè)形象，信息化、自動化、規(guī)范化是油庫發(fā)展的必然趨勢。

根據(jù)草西聯(lián)合站現(xiàn)狀，采用液位雷達(dá)測量方式作為草西聯(lián)合站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的骨干結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)采用上、下位機(jī)方式，在現(xiàn)場采用多級CPU進(jìn)行控制處理，對油罐的液位、溫度、壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，外輸另設(shè)有一套控制系統(tǒng)對現(xiàn)場進(jìn)行實時監(jiān)控，此系統(tǒng)可靠性高、可維護(hù)性高、智能化、實用性強(qiáng)。

2 自動計量在草西聯(lián)合站使用情況

草西聯(lián)合站計量有一套完整的原油計量輸送系統(tǒng)、一套完整的原油加熱系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)。

1）原油計量輸送系統(tǒng)主要包括罐區(qū)共有5個儲油罐、1個值班室、1個油泵房，共安裝5臺泵。根據(jù)要求，本系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下目標(biāo)：罐區(qū)實現(xiàn)對5個儲油罐的液位、溫度、壓力等數(shù)據(jù)的全方位實時監(jiān)測及儲油罐數(shù)據(jù)處理功能；泵房油泵運行工況實時監(jiān)測，并對其中的出口油泵實行點動控制操作；在軟硬件系統(tǒng)的配置和設(shè)計上，為將來系統(tǒng)擴(kuò)展到整個油庫，以及今后的技術(shù)改造預(yù)留接口。

儲油罐安全報警處理：儲油罐報警是罐區(qū)優(yōu)先級別最高、最為重要的報警，對于油庫報警采取分級報警的方式，主要有以下兩種：（1）液位下限報警：當(dāng)油罐液位低于一定數(shù)值時，向服務(wù)器發(fā)出下限報警信號，觸發(fā)值班室警鈴。（2）液位上限報警：當(dāng)油罐液位高于一定數(shù)值時，向服務(wù)器發(fā)出上限報警信號，觸發(fā)值班室警鈴。鑒于油庫上限和下限報警信號的嚴(yán)肅性，特別是安全緊急報警的嚴(yán)重性，對上限和下限報警信號實行嚴(yán)格的信號判別機(jī)制，上限和下限報警信號連續(xù)讀取三次有效方為有效，嚴(yán)格避免誤信號的發(fā)生。

泵房監(jiān)測和控制：對油泵房5臺離心泵的監(jiān)測，突出實時性和可靠性，每臺離心油泵的電流和出口壓力、瞬時流量、頻率、含水進(jìn)行檢查，流量監(jiān)測準(zhǔn)確度可達(dá)到0.01。當(dāng)管線泄露或泵運行壓力出現(xiàn)異常時向服務(wù)器發(fā)出報警信號，觸發(fā)值班室警鈴。

2）原油加熱系統(tǒng)主要分為加熱爐燃油供油泵房、監(jiān)控室和6臺燃油或燃?xì)饧訜釥t。為保證安全，在監(jiān)控室加裝了燃油加熱爐燃燒過程實時監(jiān)控控制，加熱爐安裝了聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)裝置。在加熱爐燃燒過程中，若工藝介質(zhì)流量過低或中斷、燒嘴火焰熄滅和壓力過低，都會導(dǎo)致回事故，當(dāng)燃料管道壓力過高時又會造成脫火事故。

為了防止事故，設(shè)計了聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)防止回火和溫度壓力選擇性控制系統(tǒng)防止脫火，聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)由壓力調(diào)節(jié)器、溫度調(diào)節(jié)器、流量變送器、火焰檢測器、低選器等部分組成，當(dāng)燃料管道壓力高于規(guī)定的極限時，壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過低選器取代正常工作的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，此時出料溫度無控制，自行浮動，壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入運行保證燃料管道壓力不超過規(guī)定上限。當(dāng)管道壓力恢復(fù)正常時，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過低選器投入正常運行，出料溫度重新受到控制；當(dāng)進(jìn)料流量和燃料流量低于允許下限或火焰熄滅時，便會發(fā)出雙位信號，控制電磁閥切斷燃料氣供給量以防回火。

3）污水處理系統(tǒng)主要包括污水沉降罐、污水絮凝罐、緩沖罐、提升泵及過濾器等，有一個值班室和控制室，各罐都裝有高低液位報警器，緩沖罐和提升泵裝有自動連鎖裝置，根據(jù)液面高低自動啟停泵，過濾器都安裝電動閥，值班人員能在控制時自動調(diào)控，減輕了員工勞動強(qiáng)度。

3 結(jié)論

油庫自動化控制和管理系統(tǒng)曾經(jīng)歷了一個較長的發(fā)展時期，自動化控制系統(tǒng)功能先進(jìn)，在油田集輸泵站中，能夠適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，使生產(chǎn)和管理實現(xiàn)自動化，可以實現(xiàn)在線連續(xù)、自動監(jiān)測、控制集輸處理過程中各生產(chǎn)部位的工藝參數(shù)，？有效防止生產(chǎn)事故的發(fā)生，具有推廣使用價值。

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[責(zé)任編輯：劉帥]