新疆油田聯(lián)合站污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)

解雷（新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院（有限公司）， 新疆 克拉瑪依 834000）

新疆油田聯(lián)合站污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)

解雷（新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院（有限公司）， 新疆 克拉瑪依 834000）

油田污水來自于對原油處理的各個(gè)環(huán)節(jié)，不經(jīng)處理或者簡單處理就排放到現(xiàn)場，將對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染?？死斠烙吞锫?lián)合站引進(jìn)了污水計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由硬件部分和軟件部分組成，硬件包括工作站（IPC）和2個(gè)現(xiàn)場過程控制系統(tǒng)，生產(chǎn)過程監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、處理、人機(jī)友好界面、歸檔、報(bào)表、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等組成了系統(tǒng)軟件部分。系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行后，該系統(tǒng)強(qiáng)抗電磁干擾性，可以保證信號采集的可信度，確保新疆油田聯(lián)合站儲罐液位與入口流量的穩(wěn)定，避免加藥滯后對污水處理質(zhì)量的影響。在節(jié)約人員管理成本和減少資源浪費(fèi)方面，具有重大的意義。

油田聯(lián)合站；計(jì)算機(jī)；自動(dòng)控制；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0　引言

新疆克拉瑪依油田污水處理工藝復(fù)雜，引進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以將復(fù)雜的污水處理工藝轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N可視化的監(jiān)測管理平臺，通過人機(jī)界面有效監(jiān)控工藝處理流程，觀察和記錄污水處理過程中參數(shù)的變化，針對異常運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)調(diào)整參數(shù)，比如：對原油的加藥，以及脫水環(huán)節(jié)劑量的調(diào)節(jié)，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控監(jiān)測，避免排放對生態(tài)環(huán)境的污染，而且還能達(dá)到對油田污水的充分利用，是油田污水經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化。自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，在節(jié)約人員管理成本和減小資源浪費(fèi)的同時(shí)，保障污水處理工藝安全進(jìn)行。

1　污水處理流程

油田污水來自于單井、計(jì)量站和原油聯(lián)合站等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，主要是原油進(jìn)行的油、水、氣三相分離的產(chǎn)物，油田污水對周圍的環(huán)境污染性強(qiáng)。

新疆克拉瑪依油田污水成分復(fù)雜，有毒硫化物成分多、固體雜質(zhì)顆粒大小不一，一般采取添加化學(xué)藥劑處理油田污水，比如：化學(xué)方法（絮凝、破乳、中和），物理方法（沉降、過濾），根據(jù)具體污水情況，將兩種方法有機(jī)結(jié)合，來處理油田污水，直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。新疆克拉瑪依油田某一聯(lián)合站污水處理的工藝流程圖如圖1所示。

圖1　克拉瑪依油田某一聯(lián)合站污水處理的工藝流程

2　自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

（1）根據(jù)新疆克拉瑪依油田聯(lián)合站污水實(shí)際情況，設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件部分考慮采取工作站（IPC）和兩個(gè)現(xiàn)場過程控制系統(tǒng)。在建立的可視化的人機(jī)互動(dòng)操作界面，根據(jù)污水處理過程自動(dòng)化調(diào)整工藝參數(shù)，同時(shí)將采集的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、歸檔，實(shí)時(shí)監(jiān)控污水處理的整個(gè)流程。自動(dòng)化控制系統(tǒng)如圖2所示。

圖2　計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)

（2）硬件設(shè)計(jì)部分主要由89C51單片機(jī)、通訊單元、數(shù)據(jù)擴(kuò)展接口、A/D與D/A 、以及數(shù)字I/O等組成。污水處理的數(shù)據(jù)信號采集與識別輸出見圖3所示。

圖3　信號采集與輸出結(jié)構(gòu)示意圖

3　自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

（1）自動(dòng)化控制系統(tǒng)在油田污水處理過程中的作用非常復(fù)雜。現(xiàn)場過程控制系統(tǒng)對聯(lián)合站油田污水處理過程主要是實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，利用工作站（IPC）建立可視化的人機(jī)互動(dòng)操作界面，可以解決數(shù)據(jù)處理和存儲不足等問題，因?yàn)镮PC強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、存儲能力保證了數(shù)據(jù)的存量和可靠性，在Windows系統(tǒng)二次開發(fā)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)克拉瑪依油田聯(lián)合站污水處理的自動(dòng)化控制，并且根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整相應(yīng)參數(shù)，維護(hù)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

（2）生產(chǎn)過程監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、處理、人機(jī)友好界面、歸檔、報(bào)表、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等組成了系統(tǒng)軟件部分。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)管理軟件的核心，對數(shù)據(jù)的銜接傳輸共享都需要借助實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。ASP與HTML語言有機(jī)結(jié)合編寫語句，實(shí)現(xiàn)在人機(jī)界面生成生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)告報(bào)表，操作管理人員可以根據(jù)報(bào)表進(jìn)行對污水處理過程的管理，比如對加藥劑量的調(diào)整、報(bào)表數(shù)據(jù)的查詢和分

（文章題目：新疆油田聯(lián)合站污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)）析、污水排放閥大小的調(diào)整以及運(yùn)行參數(shù)的異常分析處理等等。自動(dòng)化控制系統(tǒng)也可以自動(dòng)根據(jù)正常的運(yùn)行情況調(diào)整相關(guān)參數(shù)。軟件設(shè)計(jì)中上位機(jī)軟件，圍繞實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)污水處理數(shù)據(jù)采集和輸出的功能，見圖4所示。

圖4　軟件設(shè)計(jì)中上位機(jī)模板結(jié)構(gòu)圖

4　結(jié)語

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在克拉瑪依油田聯(lián)合站成功引進(jìn)，提高了油田污水處理效率，自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、自動(dòng)化程度高以及高穩(wěn)定性得到了展現(xiàn)，對污水處理數(shù)據(jù)信號采集實(shí)時(shí)傳輸、污水處理藥劑劑量自動(dòng)調(diào)整、以及處理過程實(shí)時(shí)監(jiān)測等，都充分發(fā)揮了該系統(tǒng)的強(qiáng)大功能。該系統(tǒng)強(qiáng)抗電磁干擾性，可以保證信號采集的可信度；軟件采取模糊Smith預(yù)估控制算法以及專家控制方法，確保污水儲罐液位高度以及污水入口流量之間的關(guān)系，實(shí)時(shí)自動(dòng)化控制藥量劑量，避免加藥滯后對污水處理質(zhì)量的影響。因此，該系統(tǒng)滿足聯(lián)合站油田污水處理要求，節(jié)約了人員管理成本，處理的污水在達(dá)到油田污水回注驅(qū)油效果的同時(shí)，又很好的保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，大大提高了處理時(shí)效，該系統(tǒng)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性和高效性，值得其他油田聯(lián)合站引進(jìn)使用。

［1］陳雪梅，李鑫，李一平，等.油田聯(lián)合站自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2009（S2）：445-448.

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解雷（1988- ），男，黑龍江省佳木斯市人，助理工程師，2012年畢業(yè)于東北石油大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，主要從事國內(nèi)外油氣田自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)。