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    海上平臺(tái)油水處理系統(tǒng)的自動(dòng)控制

    2014-03-08 21:04:32胡徐彥中海石油中國(guó)有限公司湛江分公司
    油氣田地面工程 2014年1期
    關(guān)鍵詞:檢測(cè)儀表液位變頻

    胡徐彥 中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司

    海上平臺(tái)油水處理系統(tǒng)的自動(dòng)控制

    胡徐彥 中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司

    某海上平臺(tái)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(dòng)控制部分的設(shè)計(jì)尤其注重其生產(chǎn)數(shù)字化??刂菩盘?hào)遠(yuǎn)傳中央控制室(以下簡(jiǎn)稱中控室)PLC控制系統(tǒng),提供集中監(jiān)測(cè),分散管理,在中控室設(shè)置一套工業(yè)控制計(jì)算機(jī),對(duì)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(shí)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(dòng)報(bào)警功能;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(chǎng)所,建筑耐火等級(jí)二級(jí)。

    海上平臺(tái);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(tái)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(tái)單井來(lái)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(tái)上透平和加熱爐燃料氣,其他氣去壓縮機(jī)壓縮后通過(guò)外輸管線輸送至陸岸終端。按照國(guó)家有關(guān)政策和法律、法規(guī),執(zhí)行國(guó)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(tái)油氣處理系統(tǒng)儀表及自動(dòng)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(chǎng)無(wú)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(cè)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(cè)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(cè)儀表,遠(yuǎn)傳顯示、控制、報(bào)警,并在天然氣出口管線設(shè)置流量檢測(cè)儀表,就地顯示并遠(yuǎn)傳。油、水室液位設(shè)置液位檢測(cè)儀表,就地顯示并遠(yuǎn)傳、控制、高低限報(bào)警,根據(jù)油、水室液位高度自動(dòng)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(cè)儀表,就地顯示和遠(yuǎn)傳顯示,并設(shè)置流量檢測(cè)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(cè)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(bào)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(bào)警,根據(jù)液位高度自動(dòng)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(cè)儀表,就地顯示。

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

    (7)根據(jù)三相分離器的液位檢測(cè)信號(hào),通過(guò)控制系統(tǒng)處理后的輸入原油外輸泵變頻調(diào)速器,對(duì)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(cè)儀表,就地顯示,并在2臺(tái)原油外輸泵出入口總管分別設(shè)置溫度和壓力檢測(cè)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(dòng)切斷閥,并與原油外輸泵聯(lián)鎖控制。

    (10)平臺(tái)的可燃?xì)怏w檢測(cè)及報(bào)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(jí)PLC,完成對(duì)各自橇塊內(nèi)工藝過(guò)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控;同時(shí)通過(guò)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(cè)器,檢測(cè)信號(hào)遠(yuǎn)傳至儀表自控室可燃?xì)怏w報(bào)警控制器,對(duì)可燃?xì)怏w濃度進(jìn)行顯示及超限報(bào)警(可燃?xì)怏w報(bào)警器信號(hào)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(dòng)切斷閥聯(lián)鎖。當(dāng)可燃?xì)怏w濃度達(dá)到高限時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)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(dòng)關(guān)閉電動(dòng)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(cè)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(cè)儀表,就地顯示;出口和入口總管分別設(shè)置壓力檢測(cè)儀表,遠(yuǎn)傳顯示,出口總管壓力檢測(cè)信號(hào)輸入污水提升泵變頻調(diào)速器,對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)儀表,遠(yuǎn)傳顯示,出口總管壓力檢測(cè)信號(hào)輸入喂水泵泵變頻調(diào)速器,對(duì)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(cè)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(cè)儀表,遠(yuǎn)傳顯示,壓力檢測(cè)信號(hào)輸入注水泵變頻調(diào)速器,對(duì)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(cè)儀表,就地顯示并遠(yuǎn)傳、高低限報(bào)警。

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

    (7)在污油池設(shè)置液位檢測(cè)儀表,就地顯示并遠(yuǎn)傳、高低限報(bào)警、聯(lián)鎖啟停污油泵,液位檢測(cè)信號(hào)輸入污油泵變頻調(diào)速器,對(duì)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(cè)儀表,就地顯示并遠(yuǎn)傳、高低限報(bào)警、聯(lián)鎖啟停自沖攪拌型潛水排污泵,液位檢測(cè)信號(hào)輸入自沖攪拌型潛水排污泵變頻調(diào)速器,對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(jí)PLC,完成對(duì)橇塊內(nèi)工藝過(guò)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控;同時(shí)通過(guò)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(yǔ)

    (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(chǎng)所,建筑耐火等級(jí)二級(jí)。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(jí)別為中危級(jí)別。

    (2)該油氣處理系統(tǒng)控制信號(hào)遠(yuǎn)傳中控室PLC控制系統(tǒng),提供集中監(jiān)測(cè),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(duì)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(shí)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(dòng)報(bào)警功能,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(jí)為2級(jí)。用電負(fù)荷電壓等級(jí)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(tái)設(shè)低壓配電室,室內(nèi)安裝GGD2型低壓配電屏及無(wú)功補(bǔ)償屏。配電屏內(nèi)設(shè)置雙電源(設(shè)電氣互鎖)手動(dòng)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

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