關于原油穩定壓縮機的改進

武宇萍　金莉娜　徐鐸

摘 要：壓縮機被看作是制冷系統的心臟，承擔的職責是提升壓力，將吸氣壓力狀態提升到排氣壓力狀態。原油穩定壓縮機需要更多的自動運行能力，其生產過程易燃易爆，裝置工藝流程復雜，因此需要更安全、高效的控制系統。詳細分析了DCS控制系統和變頻器在原油壓縮機上的應用，以認識和提高原油壓縮機在工業生產中的先進性和實用性。

關鍵詞：原油；壓縮機；DCS控制；變頻器

中圖分類號：TE967 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）14-0012-02

原油穩定壓縮機是油氣集輸系統生產中原油穩定、油氣處理的重要設備，該裝置對生產參數的控制要求較嚴格。目前，壓縮機控制儀表為220 V供電，防爆等級低，沒有數據遠傳功能，大多靠人為手動或簡單儀表監測，儀表故障率較高，控制效率低，不容易查找事故原因，不便于生產管理，嚴重限制了壓縮機裝置自動化的進一步提高。為了提高壓縮機自動運行能力，同時確保原油產量和質量，提高原油外輸率，應用DCS控制系統對原油資源進行高效處理，既節約了資源，又最大限度地減少了對大氣環境的污染，做到了社會效益、經濟效益、環境效益三效益的協調統一。

1 原油穩定壓縮機中引入變頻器

壓縮機啟動時，電機的電流會比額定電流高5～6倍，不僅會影響電機的壽命，而且還會消耗較多的電量。電機的速度是固定不變的，而在實際使用過程中，有時要以較低或較高的速度運行，因此實行變頻改造是非常必要的。變頻器可以啟動較小的電流獲得較大的啟動轉矩，即變頻器可以啟動重載負荷。它實行的是電機軟啟動，通過改變設備輸入電壓頻率達到節能調速的目的，同時給設備提供過流、過壓、過載等保護功能。

2 DCS的應用

2.1 DCS的概述

DCS又稱分散控制系統，是由多臺計算機分別控制生產過程中多個控制回路，同時又是可以集中獲取數據、集中管理和集中控制的自動控制系統。它的控制功能比較分散，但管理功能相對比較集中。這種將模塊分散化的控制方式，不僅可以改善控制的可靠性，不會因某個計算機的小故障使整個系統失去控制；而且當管理級發生故障時，下層的監控級仍具有獨立控制能力，每級之間獨立又有聯系，各別控制器發生故障時不會對整個系統造成影響。DCS結構如圖1所示。

2.2 DCS的結構特點

2.2.1 滿足實時性、可靠性、擴充性的要求

由于網絡對DCS系統的實時性、可靠性和擴充性有著嚴格的要求，因此DCS針對這些基本的性能有精心的設計。實時性，即確定的時間限度內完成信息的傳送，這里的“確定”是指在任何情況下信息的傳送都能在這個時間完成，它的通信網絡有快速的實時響應能力。為增加可靠性，采用雙總線、環線或雙重星線的網絡拓撲結構，且最大節點數量比實際的節點數量大幾倍，這樣隨時可以增加新的節點，也迎合了擴充性的要求。

2.2.2 分層式的體系結構

第一層分散式的控制級直接面向工業對象，由不同的控制器完成各自的控制，完成各數據的采集和現場情況的信息整理，并向上級（即第二層監控級和CRT操作站）發送報告，檢查各模塊的正常工作運行；同時，加入報警模塊，以便及時解決各模塊出現的問題。第三層也是最頂層管理層，主要由高檔微機或小型的管理計算機構成，為工廠的自動化綜合體系和辦公自動化系統服務。

2.2.3 有高速通信系統，可綜合控制

DCS的實時性使傳輸速率提高，將各自的控制器和監控的計算機連接起來，使得控制更加準確、高效。每個模塊與計算機的連接，便于了解分散控制和集中管理，實現系統的綜合調控。

2.2.4 加入CRT操作站，可集中監測和操作

CRT是人—機接口，具有可視角度大、無壞點、色彩還原度高、色度均勻、可以調節多種分辨模式且響應時間極短的優勢，這樣的顯示器是一個圖像更加精細的電視機，性價比也比LED高很多。

2.2.5 節能

該系統是對新型環保循環流換床補然鍋爐和余熱電站的控制方案的有益嘗試。實踐證明，該系統具有良好的性能價格比，可以最大程度地滿足安全性要求高和控制復雜的特點，環保節能效益顯著。

3 報警停機控制

安全性是原油工業中的一個重要因素，加工中易燃易爆設備的安全性不易控制。引入DCS控制系統，將各部分功能分散化，每部分出現故障時不會引起大的安全問題，也便于故障得到及時解決。報警停機控制由安全栓和報警設定器構成。欠油時，以壓力潤滑式自動空壓機運轉過程中的油壓變化作為油控閥的控制指令，以排氣筒壓力作為氣控閥的延時控制，在實現空壓機欠油壓時，斷掉其空壓機離合的進氣氣流并報警，從而實現自動保護。油壓正常時，不影響空壓機的正常工作。

參考文獻

[1]張國雄.測控電路[M].第三版.北京：機械工業出版社，2008.

[2]郁漢琪.電氣控制與可編程控制器應用技術[M].北京：東南大學出版社，2003.

[3]曹豐文，劉振來，祁春清.電力電子技術基礎[M].北京：中國電力出版社，2007.

[4]周澤存，沈其王.高電壓技術[M].北京：中國電力出版社，2007.

〔編輯：李玨〕

Abstract： The refrigeration compressor is regarded as the heart of the system， is to enhance the responsibilities pressure to suction pressure to enhance the exhaust gas pressure. Crude steady compressor run automatically need more capacity， the production process explosive device complex process， requiring a more secure and efficient control system. Detailed analysis of the DCS control system and inverter compressor used in the crude oil to raise awareness and compressors in industrial production of crude oil advanced and practical.

Key words： crude oil； compressor； DCS control； drive

摘 要：壓縮機被看作是制冷系統的心臟，承擔的職責是提升壓力，將吸氣壓力狀態提升到排氣壓力狀態。原油穩定壓縮機需要更多的自動運行能力，其生產過程易燃易爆，裝置工藝流程復雜，因此需要更安全、高效的控制系統。詳細分析了DCS控制系統和變頻器在原油壓縮機上的應用，以認識和提高原油壓縮機在工業生產中的先進性和實用性。

關鍵詞：原油；壓縮機；DCS控制；變頻器

中圖分類號：TE967 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）14-0012-02

原油穩定壓縮機是油氣集輸系統生產中原油穩定、油氣處理的重要設備，該裝置對生產參數的控制要求較嚴格。目前，壓縮機控制儀表為220 V供電，防爆等級低，沒有數據遠傳功能，大多靠人為手動或簡單儀表監測，儀表故障率較高，控制效率低，不容易查找事故原因，不便于生產管理，嚴重限制了壓縮機裝置自動化的進一步提高。為了提高壓縮機自動運行能力，同時確保原油產量和質量，提高原油外輸率，應用DCS控制系統對原油資源進行高效處理，既節約了資源，又最大限度地減少了對大氣環境的污染，做到了社會效益、經濟效益、環境效益三效益的協調統一。

1 原油穩定壓縮機中引入變頻器

壓縮機啟動時，電機的電流會比額定電流高5～6倍，不僅會影響電機的壽命，而且還會消耗較多的電量。電機的速度是固定不變的，而在實際使用過程中，有時要以較低或較高的速度運行，因此實行變頻改造是非常必要的。變頻器可以啟動較小的電流獲得較大的啟動轉矩，即變頻器可以啟動重載負荷。它實行的是電機軟啟動，通過改變設備輸入電壓頻率達到節能調速的目的，同時給設備提供過流、過壓、過載等保護功能。

2 DCS的應用

2.1 DCS的概述

DCS又稱分散控制系統，是由多臺計算機分別控制生產過程中多個控制回路，同時又是可以集中獲取數據、集中管理和集中控制的自動控制系統。它的控制功能比較分散，但管理功能相對比較集中。這種將模塊分散化的控制方式，不僅可以改善控制的可靠性，不會因某個計算機的小故障使整個系統失去控制；而且當管理級發生故障時，下層的監控級仍具有獨立控制能力，每級之間獨立又有聯系，各別控制器發生故障時不會對整個系統造成影響。DCS結構如圖1所示。

2.2 DCS的結構特點

2.2.1 滿足實時性、可靠性、擴充性的要求

由于網絡對DCS系統的實時性、可靠性和擴充性有著嚴格的要求，因此DCS針對這些基本的性能有精心的設計。實時性，即確定的時間限度內完成信息的傳送，這里的“確定”是指在任何情況下信息的傳送都能在這個時間完成，它的通信網絡有快速的實時響應能力。為增加可靠性，采用雙總線、環線或雙重星線的網絡拓撲結構，且最大節點數量比實際的節點數量大幾倍，這樣隨時可以增加新的節點，也迎合了擴充性的要求。

2.2.2 分層式的體系結構

第一層分散式的控制級直接面向工業對象，由不同的控制器完成各自的控制，完成各數據的采集和現場情況的信息整理，并向上級（即第二層監控級和CRT操作站）發送報告，檢查各模塊的正常工作運行；同時，加入報警模塊，以便及時解決各模塊出現的問題。第三層也是最頂層管理層，主要由高檔微機或小型的管理計算機構成，為工廠的自動化綜合體系和辦公自動化系統服務。

2.2.3 有高速通信系統，可綜合控制

DCS的實時性使傳輸速率提高，將各自的控制器和監控的計算機連接起來，使得控制更加準確、高效。每個模塊與計算機的連接，便于了解分散控制和集中管理，實現系統的綜合調控。

2.2.4 加入CRT操作站，可集中監測和操作

CRT是人—機接口，具有可視角度大、無壞點、色彩還原度高、色度均勻、可以調節多種分辨模式且響應時間極短的優勢，這樣的顯示器是一個圖像更加精細的電視機，性價比也比LED高很多。

2.2.5 節能

該系統是對新型環保循環流換床補然鍋爐和余熱電站的控制方案的有益嘗試。實踐證明，該系統具有良好的性能價格比，可以最大程度地滿足安全性要求高和控制復雜的特點，環保節能效益顯著。

3 報警停機控制

安全性是原油工業中的一個重要因素，加工中易燃易爆設備的安全性不易控制。引入DCS控制系統，將各部分功能分散化，每部分出現故障時不會引起大的安全問題，也便于故障得到及時解決。報警停機控制由安全栓和報警設定器構成。欠油時，以壓力潤滑式自動空壓機運轉過程中的油壓變化作為油控閥的控制指令，以排氣筒壓力作為氣控閥的延時控制，在實現空壓機欠油壓時，斷掉其空壓機離合的進氣氣流并報警，從而實現自動保護。油壓正常時，不影響空壓機的正常工作。

參考文獻

[1]張國雄.測控電路[M].第三版.北京：機械工業出版社，2008.

[2]郁漢琪.電氣控制與可編程控制器應用技術[M].北京：東南大學出版社，2003.

[3]曹豐文，劉振來，祁春清.電力電子技術基礎[M].北京：中國電力出版社，2007.

[4]周澤存，沈其王.高電壓技術[M].北京：中國電力出版社，2007.

〔編輯：李玨〕

Abstract： The refrigeration compressor is regarded as the heart of the system， is to enhance the responsibilities pressure to suction pressure to enhance the exhaust gas pressure. Crude steady compressor run automatically need more capacity， the production process explosive device complex process， requiring a more secure and efficient control system. Detailed analysis of the DCS control system and inverter compressor used in the crude oil to raise awareness and compressors in industrial production of crude oil advanced and practical.

Key words： crude oil； compressor； DCS control； drive

摘 要：壓縮機被看作是制冷系統的心臟，承擔的職責是提升壓力，將吸氣壓力狀態提升到排氣壓力狀態。原油穩定壓縮機需要更多的自動運行能力，其生產過程易燃易爆，裝置工藝流程復雜，因此需要更安全、高效的控制系統。詳細分析了DCS控制系統和變頻器在原油壓縮機上的應用，以認識和提高原油壓縮機在工業生產中的先進性和實用性。

關鍵詞：原油；壓縮機；DCS控制；變頻器

中圖分類號：TE967 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）14-0012-02

原油穩定壓縮機是油氣集輸系統生產中原油穩定、油氣處理的重要設備，該裝置對生產參數的控制要求較嚴格。目前，壓縮機控制儀表為220 V供電，防爆等級低，沒有數據遠傳功能，大多靠人為手動或簡單儀表監測，儀表故障率較高，控制效率低，不容易查找事故原因，不便于生產管理，嚴重限制了壓縮機裝置自動化的進一步提高。為了提高壓縮機自動運行能力，同時確保原油產量和質量，提高原油外輸率，應用DCS控制系統對原油資源進行高效處理，既節約了資源，又最大限度地減少了對大氣環境的污染，做到了社會效益、經濟效益、環境效益三效益的協調統一。

1 原油穩定壓縮機中引入變頻器

壓縮機啟動時，電機的電流會比額定電流高5～6倍，不僅會影響電機的壽命，而且還會消耗較多的電量。電機的速度是固定不變的，而在實際使用過程中，有時要以較低或較高的速度運行，因此實行變頻改造是非常必要的。變頻器可以啟動較小的電流獲得較大的啟動轉矩，即變頻器可以啟動重載負荷。它實行的是電機軟啟動，通過改變設備輸入電壓頻率達到節能調速的目的，同時給設備提供過流、過壓、過載等保護功能。

2 DCS的應用

2.1 DCS的概述

DCS又稱分散控制系統，是由多臺計算機分別控制生產過程中多個控制回路，同時又是可以集中獲取數據、集中管理和集中控制的自動控制系統。它的控制功能比較分散，但管理功能相對比較集中。這種將模塊分散化的控制方式，不僅可以改善控制的可靠性，不會因某個計算機的小故障使整個系統失去控制；而且當管理級發生故障時，下層的監控級仍具有獨立控制能力，每級之間獨立又有聯系，各別控制器發生故障時不會對整個系統造成影響。DCS結構如圖1所示。

2.2 DCS的結構特點

2.2.1 滿足實時性、可靠性、擴充性的要求

由于網絡對DCS系統的實時性、可靠性和擴充性有著嚴格的要求，因此DCS針對這些基本的性能有精心的設計。實時性，即確定的時間限度內完成信息的傳送，這里的“確定”是指在任何情況下信息的傳送都能在這個時間完成，它的通信網絡有快速的實時響應能力。為增加可靠性，采用雙總線、環線或雙重星線的網絡拓撲結構，且最大節點數量比實際的節點數量大幾倍，這樣隨時可以增加新的節點，也迎合了擴充性的要求。

2.2.2 分層式的體系結構

第一層分散式的控制級直接面向工業對象，由不同的控制器完成各自的控制，完成各數據的采集和現場情況的信息整理，并向上級（即第二層監控級和CRT操作站）發送報告，檢查各模塊的正常工作運行；同時，加入報警模塊，以便及時解決各模塊出現的問題。第三層也是最頂層管理層，主要由高檔微機或小型的管理計算機構成，為工廠的自動化綜合體系和辦公自動化系統服務。

2.2.3 有高速通信系統，可綜合控制

DCS的實時性使傳輸速率提高，將各自的控制器和監控的計算機連接起來，使得控制更加準確、高效。每個模塊與計算機的連接，便于了解分散控制和集中管理，實現系統的綜合調控。

2.2.4 加入CRT操作站，可集中監測和操作

CRT是人—機接口，具有可視角度大、無壞點、色彩還原度高、色度均勻、可以調節多種分辨模式且響應時間極短的優勢，這樣的顯示器是一個圖像更加精細的電視機，性價比也比LED高很多。

2.2.5 節能

該系統是對新型環保循環流換床補然鍋爐和余熱電站的控制方案的有益嘗試。實踐證明，該系統具有良好的性能價格比，可以最大程度地滿足安全性要求高和控制復雜的特點，環保節能效益顯著。

3 報警停機控制

安全性是原油工業中的一個重要因素，加工中易燃易爆設備的安全性不易控制。引入DCS控制系統，將各部分功能分散化，每部分出現故障時不會引起大的安全問題，也便于故障得到及時解決。報警停機控制由安全栓和報警設定器構成。欠油時，以壓力潤滑式自動空壓機運轉過程中的油壓變化作為油控閥的控制指令，以排氣筒壓力作為氣控閥的延時控制，在實現空壓機欠油壓時，斷掉其空壓機離合的進氣氣流并報警，從而實現自動保護。油壓正常時，不影響空壓機的正常工作。

參考文獻

[1]張國雄.測控電路[M].第三版.北京：機械工業出版社，2008.

[2]郁漢琪.電氣控制與可編程控制器應用技術[M].北京：東南大學出版社，2003.

[3]曹豐文，劉振來，祁春清.電力電子技術基礎[M].北京：中國電力出版社，2007.

[4]周澤存，沈其王.高電壓技術[M].北京：中國電力出版社，2007.

〔編輯：李玨〕

Abstract： The refrigeration compressor is regarded as the heart of the system， is to enhance the responsibilities pressure to suction pressure to enhance the exhaust gas pressure. Crude steady compressor run automatically need more capacity， the production process explosive device complex process， requiring a more secure and efficient control system. Detailed analysis of the DCS control system and inverter compressor used in the crude oil to raise awareness and compressors in industrial production of crude oil advanced and practical.

Key words： crude oil； compressor； DCS control； drive