輸油泵輸油定量控制報(bào)警儀的技改與應(yīng)用

郭 勇（遼河油田曙光采油廠，遼寧盤錦 124109）

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輸油泵輸油定量控制報(bào)警儀的技改與應(yīng)用

郭 勇
（遼河油田曙光采油廠，遼寧盤錦 124109）

摘 要：超稠油區(qū)塊采油站，外輸機(jī)泵處于全天運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由于原油粘度高物性差，輸油過程中存在油段和水段變化，造成機(jī)泵運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，造成外輸泵壓力忽高忽低，外輸量也會(huì)忽高忽低，會(huì)增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，采用PLC與變頻器自動(dòng)控制后能夠達(dá)到平穩(wěn)輸油的目的，并且當(dāng)出現(xiàn)異常情況后能夠及時(shí)報(bào)警，提醒當(dāng)班工人及時(shí)檢查，避免出現(xiàn)大的事故。

關(guān)鍵詞：外輸泵；定量；報(bào)警；技改

對(duì)于石油而言，管道運(yùn)輸是最佳的運(yùn)輸方案。對(duì)于大型超稠油區(qū)塊采油站，外輸機(jī)泵處于全天運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由于外輸干線壓力忽高忽低，會(huì)使外輸量出現(xiàn)異常；而一旦當(dāng)外輸泵輸不出去油發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，還會(huì)發(fā)生緩沖罐冒罐、燒壞泵機(jī)械密封的事故，要用自動(dòng)輸油系統(tǒng)后，能夠保證平穩(wěn)輸油，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)也能夠及時(shí)報(bào)警，避免冒罐、燒機(jī)械密封等事故。

1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

隨著科技不斷進(jìn)步，越來越多的新技術(shù)、新設(shè)備在油田生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。變頻器在原油外輸中的位置越來越重要，由變頻器拖動(dòng)外輸離心泵輸油，一是可以降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流，減少電網(wǎng)電壓的波動(dòng)；二是變頻器拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速緩慢提升，降低了電動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)瞬間到高速狀態(tài)時(shí)，對(duì)離心泵各部件的損耗；三是電動(dòng)機(jī)由變頻器拖動(dòng)，可以根據(jù)需要靈活的調(diào)整電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率，控制離心泵的輸油壓力，可以平穩(wěn)的控制油罐液位，減少由于罐位不穩(wěn)的啟、停泵次數(shù)，四是電動(dòng)機(jī)由變頻器拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率低，通常在35—45Hz之間，降低了電機(jī)功率，減少了電能損耗，達(dá)到了節(jié)電的目的。

在輸油過程中，輸油壓力、變頻器的頻率需要由值班人員進(jìn)行調(diào)整。為了保證輸油干線壓力、外輸量平穩(wěn)，輸油干線壓力低時(shí)，就需要降低頻率，輸油干線壓力高時(shí)，就需要升高頻率，否則，如果干線壓力低時(shí)，頻率不變，會(huì)使輸油量加大，由于緩沖罐進(jìn)油量一定，就會(huì)造成緩沖罐輸空，停外輸泵，發(fā)現(xiàn)不及時(shí)還會(huì)造成外輸泵空轉(zhuǎn)，燒壞泵機(jī)械密封存；反之，當(dāng)干線壓力高時(shí)，如果不及時(shí)調(diào)高輸油頻率，外輸泵就會(huì)輸不出去油，空轉(zhuǎn)使機(jī)械密封燒壞。

2 技改內(nèi)容

PLC是可編程邏輯控制器，是一種具有微處理機(jī)的數(shù)位電子設(shè)備，用于自動(dòng)化控制的數(shù)位邏輯控制器，可以將控制指令隨時(shí)加載內(nèi)存內(nèi)儲(chǔ)存與執(zhí)行?？删幊炭刂破饔蓛?nèi)部CPU，指令及資料內(nèi)存、輸入輸出單元、電源模塊、數(shù)位類比等單元模組化組合而成。

使用西門子S7—200型PLC與變頻器配合，使外輸能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到平穩(wěn)輸油的目的。在值班室內(nèi)安裝一臺(tái)PLC，輸油干線上安裝一臺(tái)數(shù)字式壓力變送器，與配電間變頻器進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)輸油干線壓力的大小情況，運(yùn)用PLC的PID功能模塊實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算，根據(jù)結(jié)果控制變頻器，合理調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)整輸油壓力。當(dāng)輸油干線壓力高時(shí)，輸油量就會(huì)降低，這時(shí)就可以通過提高變頻器輸出頻率的方式，加快電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，來提高輸油量；反之如果輸油干線壓力低，輸油量就會(huì)升高，這時(shí)就可以通過降低變頻器輸出頻率的方式，降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，來減少輸油量以此來達(dá)到平穩(wěn)外輸?shù)哪康摹?/p>

為了由于外輸壓力變化而引起的外輸油量突變，還在外輸流量計(jì)上安裝一臺(tái)光電式脈沖/電流轉(zhuǎn)換器，通過PLC的內(nèi)部程序設(shè)置報(bào)警，當(dāng)流量超過或低于某一定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒當(dāng)班工人注意檢查，避免出現(xiàn)事故。為了防止緩沖罐進(jìn)油量與出油量不均衡，還在緩沖罐頂部安裝雷達(dá)液位探測(cè)器，當(dāng)液位超過某一數(shù)值時(shí)報(bào)警。還在外輸干線上安裝一臺(tái)數(shù)字式溫度變送器，及時(shí)顯示外輸溫度，以便當(dāng)班工人及時(shí)對(duì)輸油溫度做出調(diào)整，這些都可以通過在值班室內(nèi)安裝的觸摸屏顯示出來。

圖1 光電式脈沖/電流轉(zhuǎn)換器

3 實(shí)施效果

運(yùn)用PLC與變頻器組成的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)ν廨斄窟M(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到平穩(wěn)外輸?shù)哪康?。安裝后經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行平穩(wěn)，當(dāng)外輸壓力及外輸流量出現(xiàn)異常情況后，能夠及時(shí)報(bào)警，提醒當(dāng)班工人及時(shí)停泵，檢查，避免事故發(fā)生。

4 效益分析

自動(dòng)輸油系統(tǒng)安裝后，一是減少了當(dāng)班工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，二是可以穩(wěn)定干線輸油壓力，避免干線壓力忽高忽低對(duì)輸油管線的沖擊，由于石油管線使用年頭都比較長(zhǎng)，而且埋入地下，容易受到腐蝕，干線壓力的突變會(huì)對(duì)管線造成沖擊，使管線穿孔，不僅造成原油泄露污染環(huán)境，而且還會(huì)產(chǎn)生大量清污費(fèi)用；三是安裝光電式脈沖/電流轉(zhuǎn)換器后，當(dāng)流量出現(xiàn)異常后，及時(shí)報(bào)警，提醒當(dāng)班工人及時(shí)檢查，避免出現(xiàn)外輸泵空轉(zhuǎn)，外輸泵空轉(zhuǎn)幾分鐘就會(huì)把泵的機(jī)械密封燒壞，而一套機(jī)械密封就價(jià)值4 000元左右；四是在緩沖罐頂部安裝雷達(dá)液位探測(cè)器后，當(dāng)液位出現(xiàn)異常時(shí)報(bào)警，避免液位過高發(fā)現(xiàn)不及時(shí)而造成冒罐，冒罐后不僅造成污染，產(chǎn)生清污費(fèi)用，還會(huì)使氣管線充油，產(chǎn)生大量工作量。

5 結(jié)論

在采油站外輸泵上采用PLC與變頻器控制后，不僅實(shí)現(xiàn)了外輸自動(dòng)化，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且當(dāng)出現(xiàn)異常情況后，多次成功報(bào)警，避免多起事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

［1］ 韓安榮.通用變頻器及其應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995. ［2］ 柴敬鏞.維修電工［M］.北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2003.

［3］ 廖常初.PLC編程及應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

Quantitative Control of Oil Pump and Technological Application Alarm Device

Guo Yong

Abstract：The super heavy oil blocks stand outside all day in the pump output operation state，the high oil viscosity was poor，oil-water segment segment changes and the presence of oil in the process，causing the pump is not running smoothly，resulting Efflux Pump pressure fluctuated，the amount will be lost outside fluctuated，will increase the labor intensity，and frequency converter using the PLC to achieve automatic control of oil steady purpose，and when there is abnormal situation timely alarm to alert workers on duty promptly check to avoid a major accident.

Key words：external pump；quantitative；alarm；technological

中圖分類號(hào)：TM921.51

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1003–6490（2016）02–0016–02

收稿日期：2016–02–06

作者簡(jiǎn)介：郭勇（1973—），男，河北河間人，高級(jí)技師，主要從事采油井站電路維修，管理等工作。