TS3000控制系統(tǒng)在油田產(chǎn)能裝置中的使用研究

李永超

摘 要：在我國(guó)石油天然氣行業(yè)中，深冷裝置的核心設(shè)備目前來(lái)講是壓縮機(jī)。所以在石油天然氣生產(chǎn)過(guò)程中，壓縮機(jī)的地位非常重要，能夠有效地保障石油天然氣生產(chǎn)過(guò)程的高效以及平穩(wěn)運(yùn)行。目前我國(guó)很多的石油天然氣生產(chǎn)廠家都在使用TS3000控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)壓縮機(jī)設(shè)備進(jìn)行控制，正是有了TS3000控制系統(tǒng)的有效控制，才能夠在根本上保障壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，保障生產(chǎn)的平穩(wěn)連續(xù)運(yùn)行。文章主要針對(duì)TS3000控制系統(tǒng)在我國(guó)油田生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)能裝置應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的論述以及分析，希望通過(guò)文章的闡述以及分析能夠有效地提升我國(guó)控制系統(tǒng)在油田生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用效果，同時(shí)也為我國(guó)油田進(jìn)一步的提升產(chǎn)能貢獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞：TS3000控制系統(tǒng)；三重冗余；智能分析；在線更新

通過(guò)目前針對(duì)TS3000控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以了解到，該控制系統(tǒng)在石油天然氣的生產(chǎn)過(guò)程中主要有五個(gè)主要特點(diǎn)和作用。首先，TS3000控制系統(tǒng)能夠有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控壓縮機(jī)設(shè)備的運(yùn)行；其次，TS3000控制系統(tǒng)能夠通過(guò)相應(yīng)的控制程序來(lái)自動(dòng)控制在生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)基本指標(biāo)，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，讓設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中有最佳的運(yùn)行狀態(tài)，能夠有效的延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；再次，TS3000控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效的分析設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中數(shù)據(jù)的真?zhèn)危瑥脑搭^上保障設(shè)備運(yùn)行信號(hào)的準(zhǔn)確，避免由于設(shè)備運(yùn)行信號(hào)出問(wèn)題導(dǎo)致的設(shè)備停機(jī)；第四，TS3000控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)⒃O(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)有效的保存，根據(jù)保存的歷史數(shù)據(jù)來(lái)分析設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的圖樣曲線以及運(yùn)行規(guī)律，能夠幫助更加有效的控制設(shè)備的運(yùn)行；最后TS3000控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)三重冗余，通過(guò)處理器自動(dòng)進(jìn)行切換，確保設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)自主更新，進(jìn)而有效的避免了設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中由于設(shè)備系統(tǒng)更新不及時(shí)導(dǎo)致的設(shè)備停車。

目前我國(guó)很多石油企業(yè)為有效緩解天然氣處理能力不足的問(wèn)題，同時(shí)也為了進(jìn)一步緩解處理設(shè)備對(duì)于濕氣放空的問(wèn)題，正在逐漸地應(yīng)用TS3000控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)相關(guān)的生產(chǎn)進(jìn)行控制和監(jiān)督。通過(guò)TS3000的應(yīng)用在天然氣相關(guān)濕氣處理效率以及加工深度的問(wèn)題上有了很大提升，進(jìn)一步提升了輕烴的生產(chǎn)能力，從根本上提升了油田的經(jīng)濟(jì)效益。由于有了TS3000控制系統(tǒng)的應(yīng)用，從根本上改善了油田生產(chǎn)天然氣的能力，提升了天然氣的質(zhì)量，同時(shí)對(duì)于油田的進(jìn)一步發(fā)展和布局有戰(zhàn)略性意義。在油田天然氣生產(chǎn)中，深冷裝置運(yùn)行過(guò)程中，壓縮機(jī)的突然停車不僅僅能夠?qū)е律a(chǎn)的暫停，還會(huì)導(dǎo)致石油企業(yè)經(jīng)濟(jì)造成損失，因此在油田生產(chǎn)過(guò)程中TS3000控制系統(tǒng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，取得了非常好的應(yīng)用效果。下面本文針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的論述以及分析。

1 簡(jiǎn)要敘述TS3000控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

（1）通過(guò)TUV標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的TMR系統(tǒng)體系。（2）輸入表決錯(cuò)誤的“自治愈功能”確保主處理器使用正確的輸入表決值。（3）從輸入端子到輸出端子（其中包括掃描輸入、執(zhí)行程序和驅(qū)動(dòng)輸出）所有的控制功能都是在獨(dú)立的三冗余硬件體系中完成的。（4）無(wú)易出故障的硬件繼電器順控邏輯。（5）3、2、1的工作方式：只有一個(gè)主處理器時(shí)，系統(tǒng)也能工作。（6）保證單點(diǎn)甚至多點(diǎn)故障時(shí)的功能完整性。（7）“熱備份”卡件帶電并時(shí)刻診斷，保證在需要的時(shí)候是可以運(yùn)行。“無(wú)沖突”切換是自動(dòng)地有保證的。（8）在故障的情況下，主處理器和I/O模塊可以在線更換而不影響運(yùn)行。（9）在線修改軟件并下裝到控制器中，不中斷設(shè)備的正常運(yùn)行。（10）全面的硬件診斷和系統(tǒng)診斷，診斷覆蓋率達(dá)到90%以上。（11）診斷對(duì)用戶是透明的，診斷結(jié)果可以在工程師站（PC）上得到。（12）開(kāi)放的系統(tǒng)，應(yīng)用程序由使用者掌握。（13）TS3000控制系統(tǒng)是目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛以及最先進(jìn)的石油天然氣生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

2 簡(jiǎn)要敘述TS3000控制系統(tǒng)在控制方面的主要應(yīng)用

在石油企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中TS3000控制系統(tǒng)的應(yīng)用有很多的方面，但是最主要的方面有三種，首先是對(duì)設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)控制；其次是對(duì)信號(hào)真假問(wèn)題的智能分析，最后是對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的歷史數(shù)據(jù)的分析。下面針對(duì)這三種主要應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析和闡述。

2.1 TS3000控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制分析

目前我國(guó)石油天然氣生產(chǎn)過(guò)程中，廣泛應(yīng)用的壓縮機(jī)主要為三級(jí)壓縮的工作方式。設(shè)備運(yùn)行的主要指標(biāo)為壓縮機(jī)之間的各級(jí)壓力以及壓縮機(jī)的工作流量。在石油天然氣的生產(chǎn)過(guò)程中，壓縮機(jī)各個(gè)出口之間的壓力波動(dòng)以及各級(jí)之間的氣體流動(dòng)和變化是造成壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振問(wèn)題的主要原因。壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振問(wèn)題最直接的影響及時(shí)導(dǎo)致壓縮機(jī)的軸出現(xiàn)過(guò)大振動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備的停機(jī)。我們?yōu)榱擞行У奶幚磉@一問(wèn)題或者緩解這一問(wèn)題，最大限度的保障壓縮機(jī)各級(jí)之間的氣體流量正常穩(wěn)定，讓壓縮機(jī)在正常的狀態(tài)下工作，我們應(yīng)用了TS3000控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)壓縮機(jī)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行控制，TS3000控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)防喘閥的有效控制能夠有效的計(jì)算出壓縮機(jī)各個(gè)出口之間的壓力比，同時(shí)還能夠?qū)Ω骷?jí)之間的流量進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)，保障了壓縮機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定有效運(yùn)行。

2.2 TS3000控制系統(tǒng)的智能信號(hào)真假分析

傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中，石油天然氣生產(chǎn)應(yīng)用的壓縮機(jī)采用在線監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)到的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)量?jī)x器傳遞到設(shè)備的控制系統(tǒng)中，由于設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)距離中央控制中心較遠(yuǎn)，這樣就會(huì)造成多種監(jiān)測(cè)信號(hào)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)交叉，導(dǎo)致設(shè)備的檢測(cè)信號(hào)失真或者出現(xiàn)誤讀。一旦出現(xiàn)這種情況設(shè)備的控制系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤的停機(jī)命令導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)停機(jī)問(wèn)題。需要注意的是中央控制中心發(fā)出的 停機(jī)命令是一種連鎖停機(jī)命令，牽扯的設(shè)備較多。為了有效的避免這種問(wèn)題的發(fā)生TS3000控制系統(tǒng)的應(yīng)用就顯得尤為重要和及時(shí)。TS3000控制系統(tǒng)能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況智能地分析相關(guān)的運(yùn)行信號(hào)，對(duì)運(yùn)行信號(hào)的真假進(jìn)行智能分析判斷。如果設(shè)備的信號(hào)出現(xiàn)了監(jiān)控儀表虛接的問(wèn)題，或者是出現(xiàn)斷線的問(wèn)題，TS3000控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出設(shè)備離線命令，并不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的停機(jī)。接到離線命令后，相關(guān)的工作人員可以到現(xiàn)場(chǎng)去查看具體的設(shè)備運(yùn)行情況，通過(guò)手動(dòng)接觸連鎖的方式來(lái)處理設(shè)備的運(yùn)行信號(hào)故障，修復(fù)好后對(duì)連鎖信號(hào)給予恢復(fù)，這樣就能避免設(shè)備由于信號(hào)的虛假導(dǎo)致的停機(jī)，最大限度的保障了設(shè)備的持續(xù)正常運(yùn)行。

2.3 TS3000控制系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)形勢(shì)對(duì)比分析

在石油天然氣生產(chǎn)過(guò)程中，TS3000控制系統(tǒng)能夠有效的記錄設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的歷史數(shù)據(jù)。當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)連鎖停機(jī)問(wèn)題時(shí)，能夠通過(guò)相關(guān)的運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)來(lái)分析設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題的點(diǎn)。在設(shè)備停機(jī)后，我們能夠及時(shí)的對(duì)設(shè)備運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查看和分析，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)的運(yùn)行趨勢(shì)來(lái)分析導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行連鎖停機(jī)的原因，同時(shí)還能夠通過(guò)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)找出其他設(shè)備的運(yùn)行故障問(wèn)題，全面的了解設(shè)備出現(xiàn)連鎖停機(jī)的原因。例如設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的問(wèn)題就會(huì)造成設(shè)備的連鎖停機(jī)。這種問(wèn)題能夠在TS3000控制系統(tǒng)中歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)找到答案。出現(xiàn)這種問(wèn)題我們要分析壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中氣體放空時(shí)間，放空時(shí)間是否過(guò)長(zhǎng)，壓力是否過(guò)大等等。TS3000控制系統(tǒng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)在處理設(shè)備故障的過(guò)程中非常重要，因此我們?cè)趹?yīng)用的過(guò)程中要充分的發(fā)揮TS3000控制系統(tǒng)的這一特點(diǎn)，更好的保障設(shè)備的正常運(yùn)行。

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