關(guān)于原油穩(wěn)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(tǒng)的心臟，承擔的職責是提升壓力，將吸氣壓力狀態(tài)提升到排氣壓力狀態(tài)。原油穩(wěn)定壓縮機需要更多的自動運行能力，其生產(chǎn)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(tǒng)。詳細分析了DCS控制系統(tǒng)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(yè)生產(chǎn)中的先進性和實用性。

關(guān)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(wěn)定壓縮機是油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)中原油穩(wěn)定、油氣處理的重要設備，該裝置對生產(chǎn)參數(shù)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(shù)據(jù)遠傳功能，大多靠人為手動或簡單儀表監(jiān)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(chǎn)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(chǎn)量和質(zhì)量，提高原油外輸率，應用DCS控制系統(tǒng)對原油資源進行高效處理，既節(jié)約了資源，又最大限度地減少了對大氣環(huán)境的污染，做到了社會效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益三效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

1 原油穩(wěn)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(zhuǎn)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(jié)能調(diào)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(tǒng)，是由多臺計算機分別控制生產(chǎn)過程中多個控制回路，同時又是可以集中獲取數(shù)據(jù)、集中管理和集中控制的自動控制系統(tǒng)。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(tǒng)失去控制；而且當管理級發(fā)生故障時，下層的監(jiān)控級仍具有獨立控制能力，每級之間獨立又有聯(lián)系，各別控制器發(fā)生故障時不會對整個系統(tǒng)造成影響。DCS結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 DCS的結(jié)構(gòu)特點

2.2.1 滿足實時性、可靠性、擴充性的要求

由于網(wǎng)絡對DCS系統(tǒng)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(nèi)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(wǎng)絡有快速的實時響應能力。為增加可靠性，采用雙總線、環(huán)線或雙重星線的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，且最大節(jié)點數(shù)量比實際的節(jié)點數(shù)量大幾倍，這樣隨時可以增加新的節(jié)點，也迎合了擴充性的要求。

2.2.2 分層式的體系結(jié)構(gòu)

第一層分散式的控制級直接面向工業(yè)對象，由不同的控制器完成各自的控制，完成各數(shù)據(jù)的采集和現(xiàn)場情況的信息整理，并向上級（即第二層監(jiān)控級和CRT操作站）發(fā)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(xiàn)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(gòu)成，為工廠的自動化綜合體系和辦公自動化系統(tǒng)服務。

2.2.3 有高速通信系統(tǒng)，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(jiān)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(xiàn)系統(tǒng)的綜合調(diào)控。

2.2.4 加入CRT操作站，可集中監(jiān)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(diào)節(jié)多種分辨模式且響應時間極短的優(yōu)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(jié)能

該系統(tǒng)是對新型環(huán)保循環(huán)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(tǒng)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(huán)保節(jié)能效益顯著。

3 報警停機控制

安全性是原油工業(yè)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(tǒng)，將各部分功能分散化，每部分出現(xiàn)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(gòu)成。欠油時，以壓力潤滑式自動空壓機運轉(zhuǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(yè)出版社，2008.

[2]郁漢琪.電氣控制與可編程控制器應用技術(shù)[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(shù)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(shù)[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(tǒng)的心臟，承擔的職責是提升壓力，將吸氣壓力狀態(tài)提升到排氣壓力狀態(tài)。原油穩(wěn)定壓縮機需要更多的自動運行能力，其生產(chǎn)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(tǒng)。詳細分析了DCS控制系統(tǒng)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(yè)生產(chǎn)中的先進性和實用性。

關(guān)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(wěn)定壓縮機是油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)中原油穩(wěn)定、油氣處理的重要設備，該裝置對生產(chǎn)參數(shù)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(shù)據(jù)遠傳功能，大多靠人為手動或簡單儀表監(jiān)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(chǎn)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(chǎn)量和質(zhì)量，提高原油外輸率，應用DCS控制系統(tǒng)對原油資源進行高效處理，既節(jié)約了資源，又最大限度地減少了對大氣環(huán)境的污染，做到了社會效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益三效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

1 原油穩(wěn)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(zhuǎn)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(jié)能調(diào)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(tǒng)，是由多臺計算機分別控制生產(chǎn)過程中多個控制回路，同時又是可以集中獲取數(shù)據(jù)、集中管理和集中控制的自動控制系統(tǒng)。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(tǒng)失去控制；而且當管理級發(fā)生故障時，下層的監(jiān)控級仍具有獨立控制能力，每級之間獨立又有聯(lián)系，各別控制器發(fā)生故障時不會對整個系統(tǒng)造成影響。DCS結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 DCS的結(jié)構(gòu)特點

2.2.1 滿足實時性、可靠性、擴充性的要求

由于網(wǎng)絡對DCS系統(tǒng)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(nèi)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(wǎng)絡有快速的實時響應能力。為增加可靠性，采用雙總線、環(huán)線或雙重星線的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，且最大節(jié)點數(shù)量比實際的節(jié)點數(shù)量大幾倍，這樣隨時可以增加新的節(jié)點，也迎合了擴充性的要求。

2.2.2 分層式的體系結(jié)構(gòu)

第一層分散式的控制級直接面向工業(yè)對象，由不同的控制器完成各自的控制，完成各數(shù)據(jù)的采集和現(xiàn)場情況的信息整理，并向上級（即第二層監(jiān)控級和CRT操作站）發(fā)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(xiàn)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(gòu)成，為工廠的自動化綜合體系和辦公自動化系統(tǒng)服務。

2.2.3 有高速通信系統(tǒng)，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(jiān)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(xiàn)系統(tǒng)的綜合調(diào)控。

2.2.4 加入CRT操作站，可集中監(jiān)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(diào)節(jié)多種分辨模式且響應時間極短的優(yōu)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(jié)能

該系統(tǒng)是對新型環(huán)保循環(huán)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(tǒng)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(huán)保節(jié)能效益顯著。

3 報警停機控制

安全性是原油工業(yè)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(tǒng)，將各部分功能分散化，每部分出現(xiàn)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(gòu)成。欠油時，以壓力潤滑式自動空壓機運轉(zhuǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(yè)出版社，2008.

[2]郁漢琪.電氣控制與可編程控制器應用技術(shù)[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(shù)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(shù)[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(tǒng)的心臟，承擔的職責是提升壓力，將吸氣壓力狀態(tài)提升到排氣壓力狀態(tài)。原油穩(wěn)定壓縮機需要更多的自動運行能力，其生產(chǎn)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(tǒng)。詳細分析了DCS控制系統(tǒng)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(yè)生產(chǎn)中的先進性和實用性。

關(guān)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(wěn)定壓縮機是油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)中原油穩(wěn)定、油氣處理的重要設備，該裝置對生產(chǎn)參數(shù)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(shù)據(jù)遠傳功能，大多靠人為手動或簡單儀表監(jiān)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(chǎn)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(chǎn)量和質(zhì)量，提高原油外輸率，應用DCS控制系統(tǒng)對原油資源進行高效處理，既節(jié)約了資源，又最大限度地減少了對大氣環(huán)境的污染，做到了社會效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益三效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

1 原油穩(wěn)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(zhuǎn)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(jié)能調(diào)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(tǒng)，是由多臺計算機分別控制生產(chǎn)過程中多個控制回路，同時又是可以集中獲取數(shù)據(jù)、集中管理和集中控制的自動控制系統(tǒng)。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(tǒng)失去控制；而且當管理級發(fā)生故障時，下層的監(jiān)控級仍具有獨立控制能力，每級之間獨立又有聯(lián)系，各別控制器發(fā)生故障時不會對整個系統(tǒng)造成影響。DCS結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 DCS的結(jié)構(gòu)特點

2.2.1 滿足實時性、可靠性、擴充性的要求

由于網(wǎng)絡對DCS系統(tǒng)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(nèi)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(wǎng)絡有快速的實時響應能力。為增加可靠性，采用雙總線、環(huán)線或雙重星線的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，且最大節(jié)點數(shù)量比實際的節(jié)點數(shù)量大幾倍，這樣隨時可以增加新的節(jié)點，也迎合了擴充性的要求。

2.2.2 分層式的體系結(jié)構(gòu)

第一層分散式的控制級直接面向工業(yè)對象，由不同的控制器完成各自的控制，完成各數(shù)據(jù)的采集和現(xiàn)場情況的信息整理，并向上級（即第二層監(jiān)控級和CRT操作站）發(fā)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(xiàn)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(gòu)成，為工廠的自動化綜合體系和辦公自動化系統(tǒng)服務。

2.2.3 有高速通信系統(tǒng)，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(jiān)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(xiàn)系統(tǒng)的綜合調(diào)控。

2.2.4 加入CRT操作站，可集中監(jiān)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(diào)節(jié)多種分辨模式且響應時間極短的優(yōu)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(jié)能

該系統(tǒng)是對新型環(huán)保循環(huán)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(tǒng)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(huán)保節(jié)能效益顯著。

3 報警停機控制

安全性是原油工業(yè)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(tǒng)，將各部分功能分散化，每部分出現(xiàn)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(gòu)成。欠油時，以壓力潤滑式自動空壓機運轉(zhuǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(yè)出版社，2008.

[2]郁漢琪.電氣控制與可編程控制器應用技術(shù)[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(shù)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(shù)[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