牛亞軍 倪衛(wèi)英 李保春

(大港油田公司 天津 300280）

官一聯(lián)合站自動化操作崗是大站的控制心臟，中心控制室投產(chǎn)于1996年，最初采用的是HONEYWELL公司的TDC3000集散控制系統(tǒng)。改造后實(shí)現(xiàn)了對站內(nèi)所有系統(tǒng)的實(shí)時檢測、參數(shù)調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)查詢、超界報(bào)警、遠(yuǎn)程控制等，從而大大降低了勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了生產(chǎn)系統(tǒng)安全性、平穩(wěn)性,并且提高整體工作效益，并在節(jié)約電能，天然氣發(fā)電,降低輕質(zhì)原油蒸發(fā)損失方面起到了積極作用。下面就自動化控制系統(tǒng)在生產(chǎn)節(jié)能中的應(yīng)用做簡單分析。

1 自動化系統(tǒng)進(jìn)行升級改造

現(xiàn)狀：官一聯(lián)合站的TDC3000集散控制（DCS）系統(tǒng)，將過程和現(xiàn)場儀表的管理與生產(chǎn)和信息的管理集成在一起，形成一個信息與控制的集成系統(tǒng)。自1996年投產(chǎn)，由于維護(hù)不力，系統(tǒng)老化嚴(yán)重，觸屏失靈，重啟煩瑣，死機(jī)頻出，多項(xiàng)重要的監(jiān)控功能已不能實(shí)現(xiàn)。這樣不僅影響了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加工人勞動強(qiáng)度，還存在著諸多安全隱患，造成大量能源浪費(fèi)等等。經(jīng)過向上級部門的連續(xù)反映，決定對系統(tǒng)進(jìn)行改造。

對系統(tǒng)進(jìn)行升級和改造，將原先的全英文DOS操作系統(tǒng)更換為Windows全漢文操作系統(tǒng)，改造后的系統(tǒng)操作簡單、明了，并且更換部分老化元件、損壞的溫度變送器、壓力變送器、液位計(jì)、界面儀、流量計(jì)、含水分析儀、氣動調(diào)節(jié)閥等現(xiàn)場設(shè)備，對未損壞儀器儀表進(jìn)行全方面的檢修。實(shí)現(xiàn)了對脫水系統(tǒng)、原油進(jìn)出罐閥組系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)的自動化控制，以及對各類設(shè)備、壓力容器、大罐運(yùn)行狀況實(shí)時監(jiān)測。

系統(tǒng)簡介：系統(tǒng)由一臺控制柜、兩臺計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和組態(tài)軟件等組成。兩臺計(jì)算機(jī)分別為操作員站和工程師站。操作員站具有監(jiān)控儀表數(shù)據(jù)、控制現(xiàn)場設(shè)備、查看趨勢曲線、打印報(bào)表等功能。工程師站除具有操作員站的功能外還具有修改組態(tài)畫面，更改儀表量程等功能,編制PLC程序，PLC調(diào)試。

經(jīng)濟(jì)效益：改造后基本達(dá)到自動化聯(lián)合站管理水平，可預(yù)計(jì)項(xiàng)目投資＝系統(tǒng)升級費(fèi)用＋一次儀表完善費(fèi)用＋新增控制點(diǎn)費(fèi)用＋工程師培訓(xùn)費(fèi)＝80＋36＋10＋5＝131（萬元）。

直接經(jīng)濟(jì)效益＝人員費(fèi)用＋電能費(fèi)用＋輕質(zhì)原油蒸發(fā)損失費(fèi)＝12＋30＋140＝182（萬元 /年）。

投資回收期：131/182＝0.72（年）=262（天）

2 合理利用沉降罐，停用污水泵

現(xiàn)狀：沉降罐正常生產(chǎn)液位10.5米，油位控制在4.5米，底部污水約6米。24小時啟運(yùn)底水泵抽沉降罐底水去污水罐。

建議：由于新投運(yùn)沉降罐底部無積沙，污水水質(zhì)已達(dá)標(biāo)，經(jīng)提議利用液位差壓水，停運(yùn)了55KW底水泵，從長期運(yùn)轉(zhuǎn)底水泵到間斷運(yùn)轉(zhuǎn)，再到徹底停運(yùn)，每日可節(jié)電500度。利用自動化系統(tǒng)監(jiān)控到的沉降罐、污水罐、濾后水罐液位值，調(diào)節(jié)氣動閥開度的大小，合理控制油站污水提升泵管壓，確保污水處理系統(tǒng)平穩(wěn)有序，并且錯峰舊谷，節(jié)約了電能。利用監(jiān)控到得油水界面，調(diào)節(jié)氣動閥開度的大小，合理控制脫水量，利用重力沉降法確保油水分離達(dá)到最好，使脫水泵始終處理罐中低含水原油，不僅節(jié)約加藥量和工人的勞動強(qiáng)度，并且創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。如下：

3 合理利用剩余天然氣，提高發(fā)電量

現(xiàn)狀：天然氣壓力的穩(wěn)定是加熱爐生產(chǎn)運(yùn)行正常與否的關(guān)鍵，我站的三相分離器是由自動化系統(tǒng)全面監(jiān)控的，通過及時調(diào)節(jié)油、水、氣氣動閥的開度，確保其平穩(wěn)，經(jīng)濟(jì)，高效運(yùn)行，但是由于油井，氣井生產(chǎn)的特殊性，造成了天然氣壓力波動比較大，正常為0.12MPa,最低只有0.04MPa,最高達(dá)到0.2MPa。不僅影響到加熱爐的平穩(wěn)運(yùn)行，造成頻繁啟停爐，又導(dǎo)致站內(nèi)的兩臺燃?xì)獍l(fā)電機(jī)400GF-T不能正常運(yùn)行，既增加了勞動強(qiáng)度又增加了安全的不穩(wěn)定性。針對此現(xiàn)狀，利用監(jiān)控到的天然氣外排氣動閥開啟度的歷史曲線，發(fā)現(xiàn)自動控制的氣動閥排氣量非常大。我們積極查找站內(nèi)設(shè)備設(shè)施，與技術(shù)人員通過分析論證，利用閑置三相分離器做儲氣罐。3#三相分離器由于內(nèi)部隔板損壞一直閑置。將3#三相分離器氣出口與燃?xì)夤芫W(wǎng)連通，作為一個百方的儲氣罐使用。當(dāng)燃?xì)夤芫W(wǎng)壓力高時，儲存多余的天然氣；當(dāng)燃?xì)夤芫W(wǎng)壓力降低時，自動放出天然氣，以穩(wěn)定管網(wǎng)壓力。進(jìn)一步提高天然氣供應(yīng)量的持續(xù)性和穩(wěn)定性，使天然氣壓力的波動值控制到最小，使天然氣壓力穩(wěn)定在0.10MPa。確保加熱爐平穩(wěn)運(yùn)行。

建議：經(jīng)過向上級部門反映和科學(xué)論證，新增加一臺天然氣發(fā)電機(jī)，既滿足了生產(chǎn)，減少環(huán)境污染，又創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。此項(xiàng)改造已實(shí)施。

實(shí)施后的效果及效益：此措施實(shí)施后，不但穩(wěn)定了燃?xì)鈮毫?，提高發(fā)電量，而且優(yōu)化燃?xì)饧訜釥t的運(yùn)行參數(shù)。目前燃?xì)夤芫W(wǎng)的壓力波動只有0.01Mpa，有效地保證了燃?xì)庠O(shè)備的正常運(yùn)行，日發(fā)電量提高近1000度，截止目前已多發(fā)電21萬度，累計(jì)創(chuàng)效12.6萬元。（見附件一）

4 對官一聯(lián)合站現(xiàn)有自動化盤庫系統(tǒng)進(jìn)行改造

現(xiàn)狀：原有動態(tài)交接油系統(tǒng)原油含水分析儀沒有溫度和密度補(bǔ)償功能，對原油含水變化跟蹤性差，不能反映原油的實(shí)時含水率，且系統(tǒng)軟件使用VB語言編寫，實(shí)時數(shù)據(jù)處理能力有限，在使用中經(jīng)常存在死機(jī)現(xiàn)象，影響了使用效果。

原油儲罐液位計(jì)老化、損壞嚴(yán)重，計(jì)量工人在每8個小時對站內(nèi)的原油儲罐進(jìn)行盤庫急需更換盤庫，采用人工檢尺盤庫方式，工人勞動強(qiáng)度大，安全風(fēng)險(xiǎn)大，工作效率低，越來越不適應(yīng)油田現(xiàn)代化管理的需要。

針對上述問題，為完善官一聯(lián)自動化系統(tǒng)，在官一聯(lián)中控室新上一套自動盤庫、動態(tài)交接油監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了官一聯(lián)自動盤庫和動態(tài)交接油技術(shù)應(yīng)用，通過在線連續(xù)測量原油儲罐液位、沉降罐界面以及外輸原油含水率、密度及流量，利用上位機(jī)計(jì)算軟件，連續(xù)監(jiān)控原油庫存量、外輸量，從而實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合站原油自動盤庫、外輸動態(tài)交接的目的。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：

從站內(nèi)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)包括壓力傳感器、溫度傳感器、密度儀、含水分析、流量計(jì)以及液位計(jì)上的各個數(shù)據(jù)通過485協(xié)議傳送到主機(jī)柜中。經(jīng)過PLC的內(nèi)部運(yùn)算處理，由網(wǎng)絡(luò)模塊將處理后數(shù)據(jù)經(jīng)內(nèi)網(wǎng)交換機(jī)分別傳送到主服務(wù)器和從服務(wù)器中。自動盤庫及交接油系統(tǒng)實(shí)時讀取現(xiàn)場采集子系統(tǒng)處理的生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)，包括原油外輸瞬時流速、累計(jì)流量、外輸原油溫度、外輸原油含水率、外輸原油密度、儲油罐液位、沉降罐界面等數(shù)據(jù)，實(shí)時監(jiān)測油氣集輸、儲運(yùn)等生產(chǎn)運(yùn)行情況，同時主服務(wù)器通過交換機(jī)能和外網(wǎng)進(jìn)行通訊。外網(wǎng)的合法用戶通過密碼就可查詢到官一聯(lián)合站現(xiàn)場的實(shí)際數(shù)據(jù)。從而利用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)生產(chǎn)參數(shù)遠(yuǎn)程瀏覽功能。

經(jīng)濟(jì)和效益分析：項(xiàng)目實(shí)施后，經(jīng)過運(yùn)行表明，流量計(jì)、液位計(jì)、密度計(jì)、含水分析儀計(jì)量精度較高，與人工計(jì)量基本一致，系統(tǒng)性能穩(wěn)定、功能強(qiáng)大，大大提高了官一聯(lián)合站自動化技術(shù)應(yīng)用水平，方便了生產(chǎn)管理，便于及時調(diào)整生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)。不僅減輕了工人勞動強(qiáng)度，提高了計(jì)量精度，也避免了由于罐內(nèi)含水變化造成的盤庫誤差，提高了盤庫準(zhǔn)確率，同時在確保安全、生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。