摘 要：本文通過對三元污水處理站序批式流程控制系統(tǒng)在設計建造與生產(chǎn)運行過程中出現(xiàn)的問題與改進方法進行分析總結(jié)，提出該站序批式流程控制優(yōu)化的幾項基本措施，以方便快捷地進行控制轉(zhuǎn)換，節(jié)約人力成本。

關鍵詞：三元復合驅(qū)；污水處理；序批式流程；自動化控制

三元復合驅(qū)油技術是最近發(fā)展起來的一種新型有效的提高采收率的方法，該項技術已經(jīng)成為原油持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的主要接替采油技術。試驗證明三元復合驅(qū)可比普通水驅(qū)提高采收率20%以上，具有極大的應用潛力與前景。隨著三元復合驅(qū)技術的不斷推廣，三元采出污水的處理成為制約該項技術使用的一個重要瓶頸，實驗表明，序批式流程下處理能力對比連續(xù)式流程有顯著提高。但序批式流程涉及工藝較多，流程復雜，優(yōu)化其生產(chǎn)流程的自動化控制，既能方便快捷地進行控制轉(zhuǎn)換，又能較好地節(jié)約人力成本，可謂一舉兩得。

本文擬通過對一座小型三元污水站設計建造與生產(chǎn)運行中過程中序批式流程控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題與改進的方法進行分析總結(jié)，以探討序批式流程生產(chǎn)自動化控制的優(yōu)化方法。

1 三元污水站的基本序批工藝流程

該污水站序批流程主要由四座沉降罐及附屬電動閥、過濾提升泵、羅茨風機構(gòu)成。四座沉降罐依次進水、沉降、出水，沉降時使用羅茨風機進行曝氣，沉降出水由過濾提升泵升壓，輸送至過濾罐過濾。

2 序批式流程自控系統(tǒng)的問題與改進措施

2.1 進出液流量的平衡

該站來水直接采用聯(lián)合站集輸崗外輸污水，來水流量站內(nèi)不可控，沉降罐出液由兩臺過濾提升泵升壓，輸送至過濾罐過濾。初始設計時，兩臺過濾提升泵均工頻運轉(zhuǎn)，使用泵出口閥門人工控制流量。

為使罐液位及沉降時間保持在設計水平，進出液流量需進行平衡，使進液量與出液量相等，保障四座沉降罐內(nèi)總液量維持不變。但由于來水不受控，聯(lián)合站端需根據(jù)自身實際情況調(diào)節(jié)流量，因此需及時根據(jù)來水瞬時流量調(diào)整過濾提升泵排量，人工手動控制的情況下，該項工作十分繁重，基本無法實現(xiàn)序批式流程的投運。

后期改造中，為兩臺過濾提升泵增加了一拖二變頻裝置，使用變頻裝置調(diào)節(jié)排量，大大減輕了工人工作量。但整體運行仍處于半自動狀態(tài)，下一步應將全過程納入自動化調(diào)節(jié)程序中來。

具體實現(xiàn)方法為：將來水流量計、過濾提升泵變頻及過濾提升泵出口流量計進行聯(lián)鎖，由電腦自動根據(jù)來水流量變化控制變頻裝置調(diào)節(jié)過濾提升泵排量，使沉降罐進出液排量精確匹配，達到平衡的目的。

2.2 電動閥動作順序與判定

該站每座沉降罐擁有序批式進口、序批式出口、曝氣進口三臺電動閥，在滿足液位條件后，相關電動閥同時進行動作，完成罐與罐之間的轉(zhuǎn)換。

此種運行方式能夠滿足正常運行需要，但如發(fā)生任一閥門關堵轉(zhuǎn)或未開啟到位，將有可能導致憋泵或抽空，對設備使用造成隱患。因此，需根據(jù)實際使用情況更改判定規(guī)則與動作順序。這樣，在實際運行過程中，一旦出現(xiàn)各電動閥因故障開關不到位或未收到開關信號的情況，流程將停滯在當前步驟并報警，不會進行下一步動作，避免了設備憋泵或抽空。

2.3 羅茨風機選用與判定

該站使用三臺羅茨風機在沉降時對罐內(nèi)污水進行曝氣，加速油珠上浮速度。其中，1#羅茨風機僅能供1#、3#沉降罐曝氣，3#羅茨風機僅能供2#、4#沉降罐曝氣，2#羅茨風機作為備用設備，可供四座沉降罐進行曝氣。

因為此種工藝特殊性，在序批式流程自控程序運行過程中，需加入羅茨風機的選用判定，除區(qū)分為不同沉降罐提供曝氣源的羅茨風機外，還需區(qū)分運行及備用羅茨風機。

為此，在控制程序端賦予每臺羅茨風機兩種屬性：運行/備用，由工人根據(jù)實際情況手動進行勾選，在系統(tǒng)內(nèi)部自動選取將啟動的羅茨風機時，將備用設備排除在外，這樣就避免了維修或保養(yǎng)中的設備自動啟動產(chǎn)生危險。

2.4 應急處理

在實際生產(chǎn)過程中，不可避免會遭遇緊急情況，如停電、單罐維修或清淤、線路穿孔緊急停產(chǎn)等，為保障程序能夠應對這些突發(fā)狀況，需增加一部分應急處置程序。

一是狀態(tài)記憶，失電后恢復供電時，系統(tǒng)能夠自動續(xù)接至失電前的程序狀態(tài)，不至產(chǎn)生自動化程序斷鏈。二是為每座沉降罐增加運行/備用狀態(tài)判定，狀態(tài)由工人根據(jù)實際情況手動勾選，四座罐全部處于運行狀態(tài)時，運行正常序批式程序，有一座罐處于備用狀態(tài)時，繞過備用罐，進行三罐倒換的序批式流程。三是每次系統(tǒng)停產(chǎn)后重新投產(chǎn)進行初始化運作時，能夠自動根據(jù)各罐實際情況判斷進、出液及曝氣罐，無需人工將罐液位調(diào)整至適宜液位再投產(chǎn)。

3 結(jié)論

通過對該三元污水處理站序批式流程控制系統(tǒng)的設計與實際應用情況進行分析，筆者認為，三元污水處理站序批式流程的優(yōu)化設計，應在節(jié)約成本的前提下，最低限度地滿足生產(chǎn)的實際需求，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：①對于操作頻繁、控制精密的生產(chǎn)操作過程，應將其納入自動化控制范圍；②自動化控制應體現(xiàn)連貫、智能的特點，在整個生產(chǎn)流程中應環(huán)環(huán)相扣，在主流程中不宜加入手動控制環(huán)節(jié)；③自動化應具備控制和反饋兩個方面的功能，除自動完成生產(chǎn)操作外，還應將生產(chǎn)動態(tài)及故障信息及時反饋給操作人員，以保證生產(chǎn)的正常進行。

參考文獻：

[1]王月華.含油污水處理自動化系統(tǒng)[J].油氣田地面工程，2012（2）：52-53.

作者簡介：

周濤（1988- ），男，黑龍江大慶人，2012年畢業(yè)于中國石油大學（北京），現(xiàn)從事油氣田地面工程工作。