原油外輸泵控制盤改造

董鵬林

(中海石油(中國)有限公司天津分公司遼東作業(yè)公司 天津300450)

原油外輸泵控制盤改造

董鵬林

(中海石油(中國)有限公司天津分公司遼東作業(yè)公司 天津300450)

機(jī)械振動是物體在平衡位置附近做的往復(fù)運動，振動會影響儀器設(shè)備的功能，降低機(jī)械設(shè)備的工作精度，加劇構(gòu)件磨損，嚴(yán)重時可能造成零件斷裂、螺栓松動、密封泄露，甚至引起結(jié)構(gòu)的疲勞損壞。介紹了本特利振動探頭及其監(jiān)測模塊，可以用于原油外輸泵振動數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，通過程序?qū)崿F(xiàn)高振動停泵，為平臺的安全生產(chǎn)提供有力的保障。

振動 外輸泵 振動探頭 振動實時監(jiān)測

0 引 言

近年來，海上石油蓬勃發(fā)展，為我國石油事業(yè)注入了新的活力，為國家建設(shè)作出了很大貢獻(xiàn)。機(jī)械設(shè)備在海上生產(chǎn)必不可少，機(jī)械設(shè)備的振動對平臺安全生產(chǎn)制造了隱患。采用振動監(jiān)測系統(tǒng)對機(jī)械設(shè)備振動情況進(jìn)行實時監(jiān)測，以及通過邏輯控制使設(shè)備在高振動情況下停機(jī)，保護(hù)了機(jī)械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，為平臺的正常生產(chǎn)提供了良好保障。

1 背景及目的

原油外輸泵是油氣田進(jìn)行原油儲運的大型關(guān)鍵設(shè)備，錦州25-1南油氣田CEP平臺共有5臺原油外輸泵，這5臺泵承擔(dān)著整個油田群原油向綏中 36-1陸地終端外輸?shù)闹厝?，運行狀態(tài)關(guān)系著整個油田群原油的外輸及整個油田群的正常生產(chǎn)。因此，對這 5臺原油外輸泵的保護(hù)也就變得尤為重要。外輸泵的振動會導(dǎo)致機(jī)械密封、軸承、葉輪內(nèi)套環(huán)和軸套的損壞，會嚴(yán)重影響外輸泵的正常運行及使用壽命。錦州 25-1南油氣田的 5臺外輸泵一直運行在缺乏高振動保護(hù)的狀態(tài)下，這也使外輸泵不能時時得到有效的保護(hù)。在此背景下，為了更好地管理及使用原油外輸泵，充分發(fā)揮原油外輸泵的效能，本平臺決定對 5臺原油外輸泵加裝高振動保護(hù)裝置，使用本特利振動監(jiān)測系統(tǒng)對原油外輸泵的振動進(jìn)行實時監(jiān)測，以達(dá)到更好的保護(hù)原油外輸泵的目的。

2 改造計劃

為配合質(zhì)量效益年的開展，平臺決定將本應(yīng)由外委單位進(jìn)行的控制盤升級改造項目列為本年度的自建自修工作。改造過程初期決定先對外輸A泵添加新的本特利振動探頭以及本特利 1900振動監(jiān)測模塊，以用來試驗改造效果。經(jīng)過半年多的運轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)試驗效果良好，試驗成功后，按順序依次改造B、C、D泵。此種改造方法相對于外委施工，試驗時間更長，易于發(fā)現(xiàn)問題，這也使改造后外輸泵運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性大大提高。

3 主要部件簡介

3.1 本特利1900振動監(jiān)測模塊

1900/65一般設(shè)備用途是連續(xù)監(jiān)測和保護(hù)，應(yīng)用于多個行業(yè)、多種場合，可以提供 4個振動輸入和 4個溫度輸入，提供6個繼電器輸出，根據(jù)用戶對某個或某幾個通道的 OK、警告和報警狀態(tài)的邏輯定義進(jìn)行編程、斷開或閉合觸點。提供4個4～19,mA記錄儀輸出，每個記錄儀輸出可以通過軟件組態(tài)，從任意通道輸出任意變量。

3.2 本特利振動探頭

加速度傳感器由 1個壓電陶瓷剪切模態(tài)原件和電子器件組成。當(dāng)感受到機(jī)器振動時，該質(zhì)量/彈簧系統(tǒng)會在壓電陶瓷上施加1個作用力，從而產(chǎn)生1個正比于該作用力的電信號；傳感器的電子器件把這個電信號轉(zhuǎn)換成電壓輸送到本特利振動監(jiān)測系統(tǒng)。330400和330425壓電式加速度傳感器被設(shè)計用來測量頻率為 10,Hz到 15,kHz的振動信號。330400和330425壓電式加速度傳感器是三線制傳感器，要求外供電電壓為24,V DC。其簡化的方框圖如圖1所示。

圖1 方框原理圖Fig.1 Block diagram

加電時，330400和330425壓電式加速度傳感器的內(nèi)部電路自動設(shè)置輸出直流偏壓。引腳“A”和“C”之間輸出直流偏壓和交流信號。

4 改造過程

此次改造首先按初步設(shè)計方案，決定在外輸 A泵上進(jìn)行功能及效果測試，試驗時間為 3個月，試驗后效果良好，遂決定對初步設(shè)計方案進(jìn)行完善并對其他 3臺泵進(jìn)行改造。改造過程如下：

4.1 對原控制盤進(jìn)行拆除(見圖2)

圖2 拆除原控制盤Fig.2 Disassembling the original control p late

4.2 對新控制盤進(jìn)行內(nèi)部接線(見圖3)

圖3 內(nèi)部接線Fig.3 Internal w iring

4.3 對 PLC程序進(jìn)行優(yōu)化、振動監(jiān)測儀調(diào)試及人機(jī)界面制作(見圖4)

圖4 優(yōu)化、制作Fig.4 Optim ization and programm ing

4.4 對新控制盤及探頭進(jìn)行現(xiàn)場安裝(見圖5)

圖5 安裝Fig.5 Installation

4.5 對控制盤進(jìn)行外部接線及調(diào)試(見圖6)

圖6 調(diào)試Fig.6 Comm issioning

5 改造后效果

按照原設(shè)計，外輸泵顯示屏上只能觀察到外輸泵的振動情況，振動情況在顯示屏上不顯示。改造后，外輸泵的溫度及振動情況可以在新安裝的 AB觸摸屏上直觀顯示，在泵運行狀態(tài)下，經(jīng)過測試，可以觸發(fā)停泵邏輯，實現(xiàn)外輸泵在高振動情況下的停泵功能。新的人機(jī)操作界面將外輸泵的各項參數(shù)全部集中于主界面顯示，這樣顯示更加直觀，同時新增加了旁通及報警條目界面，更方便了操作人員讀取及操作外輸泵，在有報警情況時，能更好、更及時地發(fā)現(xiàn)，以達(dá)到更好保護(hù)外輸泵的目的。

6 總 結(jié)

此次改造不僅提高了儀表專業(yè)人員的專業(yè)技術(shù)水平，還提高了平臺人員創(chuàng)新改造的積極性，也為公司節(jié)約了很大一筆費用，為質(zhì)量效益年的開展奠定了良好的基礎(chǔ)，也為其他海上生產(chǎn)單元解決類似問題積累了成功的經(jīng)驗?！?/p>

［1］ 樂嘉謙. 儀表工手冊[M]. 2版，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［2］ 鄭明方，楊長春. 石油化工儀表及自動化[M]. 北京：中國石化出版社，2009.

［3］ 李曉雷，孫縫春. 機(jī)械振動基礎(chǔ)[M]. 2版，北京：北京理工大學(xué)出版社，2012.

［4］ 顧海明，周勇軍. 機(jī)械振動理論與應(yīng)用[M]. 南京：東南大學(xué)出版社，2007.

The Upgrade of the Control Panel of Crude Oil Export Pum p

DONG Penglin
(CNOOC China Ltd．Tianjin Branch Liaodong Operating Co.，Tianjin 300450，China)

Mechanical vibration refers to a reciprocating movement of an object in a balanced position．The vibration w ill affect instrument and equipment functions，reduce the accuracy of machinery and equipment，and aggravate the wear of components，even causing parts fracture，bolts loose，seal leakage，and even structural fatigue damage．This paper introduces Bentley vibration sensor and monitoring module，which is able to enable the real-time monitoring of crude oil export pump vibration data，shutdown the pump by program when it is under a high vibration condition and provide a strong guarantee for the safe production of the platform.

vibration；export pump；vibration sensor；vibration data of real-time monitoring

TE94

：A

：1006-8945(2015)10-0041-02

2015-09-18