第二章2联合站自动化资料课件.ppt
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1、20:48,1,第三节 联合站自动化,联合站的任务集油、计量、油气水分离、脱水稳定、储存、外输、污水处理等主要设备:三相分离器、电脱水器、加热炉、原油稳定装置、天然气处理系统、污水处理系统,20:48,2,20:48,3,20:48,4,一、联合站计算机监控系统的发展现状,国外现状国外在联合站监控系统方面比我国发展的快速,早在上世纪的50年代,美国就建成第一套自动化监控输送系统解决了原油的自动收集、处理、计量、输送问题。60年代,Arco油田公司就已经将PLC用于注水控制,并很快发展到报警、泵控等其它领域。随着监控与数据采集系统越来越多的应用于油田生产控制与管理中,它与油田开采中的处理设备上的
2、检测仪表和控制设备直接连接,能够实时和不断的获取检测仪表所检测到的运行信息。国外有些油田还实现了注气、注水的优化控制。,20:48,5,20:48,6,自从美国Honeywell公司于1975年成功的推出世界上第一套DCS以来,经历了20多年的时间,DCS已走向成熟。目前的DCS发展成为基于计算机技术(Computer)、控制技术(control)、通信技术和图形技术即4C技术,通过通信网络将分布在工业现场(附近)的现场控制站、检测站和操作控制中心的操作管理站、控制管理站及工程师站等联接起来,共同完成分散控制和集中操作、管理和综合控制系统。目前国外已经将自动化技术提升到对原油的生产、储运、销售
3、等环节进行全面监控的现代化管理水平的高度。英国石油公司建立的自动化监控系统可以根据地质情况自动控制产量。美国油田甚至将销售差也考虑在自动化管理系统中。,20:48,7,国内现状 目前的联合站监控系统主要分为人工监测控制、常规仪表自动监测控制、计算机检测控制等三种方法。 上世纪九十年代,计算机控制开始应用于联合站生产过程,尤其是西部塔里木、吐哈、准格儿三大盆地的开发和建设,油田生产过程中的自动控制和管理得到了迅速的发展。 1992年5月,鄯善油田就使308口油水井、19座计量站全部实现了由单井、单个装置,单站自动化向全油田,全线自动化的转变。,20:48,8,随着油田开采的深入,油田已经进入到高
4、含水及日产量不稳定的阶段,因此对油田的自动化水平要求亦越来越高,系统的控制策略已不适合当前中转站来液量大且波动大的实际情况,监控软件中的先进控制方法以及软硬件交互的开放性应用也不够。随着DCS向计算机网络控制发展,集输系统生产过程控制不仅限于联合站范围内的操作和控制,还向过程控制系统和信息管理系统紧密结合方向发展,即控制和管理一体化。因此,联合站采用DCS是最佳选择,目前绝大多数联合站采用的计算机监控系统是DCS。,20:48,9,二、联合站监控系统的体系结构 根据过程控制集中维护、统一管理的基本模式,监控系统在结构上是一个多级的分布式计算机监控网络,一般可分为三级,即监控中心(SCSuper
5、visionCenter)、监控站(SSSupervisionStation)、监控单元(SUSupervisionUnit)。 其中监控中心和监控站中监控主机为PC机或工控机,监控单元通常由现场仪表构成。监控系统中的监控中心和监控站人员可以通过本地中心监控主机,监视其监控范围内的所有被监控对象的工作状态、运行参数。同时监控系统还提供生成规定的各种统计资料、图表等功能。系统各组成部分的主要功能如下:,1.监控单元的功能设备监控单元直接与被控设备相连,主要完成以下功能:(1)周期性的实时采集被监控设备的运行参数与工作状态,并对其进行诸如存储、显示等方面的处理,并实时主动的向监控站发送被监控对象的
6、状态;(2)随时接收和执行上一级计算机下达的对被控设备的控制命令;(3)接受上一级下达的配置信息,刷新配置文件;,20:48,10,2.监控站的功能 监控站是监控系统中数据采集和处理的关键计算机,它向下与各设备监控单元相连,通过串行通信接口接收各设备监控单元传送的数据,进行处理后向上一级传送。其主要功能有:(1)实时监视站内各监控单元的工作状态,同时与监控中心通信,实时的向监控中心转发报警信息,并接收来自各监控单元的故障信息;(2)设置各监控单元的参数如告警门限制、告警等级等等;(4)实时显示监控单元采集的各种监测数据和告警信息;(5)具有统计功能,能生成所需的各种统计报表及曲线,如告警统计报
7、表、设备运行参数曲线等等。,20:48,11,3.监控中心的功能监控中心是监控系统中最高一级计算机。它除具有监控站的功能以外,还应具有实时监视各监控站的工作状态并根据需要显示或打印监控站的数据和报警信息的功能。随着工业自动化技术的迅速发展,综合自动化控制系统的水平在不断提高;从单机控制发展到分布式控制系统(DCS),随着可编程控制器(PLC)性能不断完善,在DCS中得到了广泛的应用。近期又发展了新的全开放、全分散、可操作的系统现场总线控制系统(FCS),已开始应用于DCS的过程控制层。,20:48,12,4、联合站监控系统的技术特点联合站监控系统充分体现信息化和集成化(Information&
8、Integration)联合站监控系统可以采集整个联合站和过程控制的信息数据,这些大量的数据能够以合适的方式体现,并帮助决策过程。监控系统的集成性则体现在两个方面:功能的集成和产品的集成。过去,联合站应用的监控系统基本上是以厂商自主开发为主所提供的系统。当今的联合站监控系统更强调系统本身的集成性和解决方案能力,监控系统中除保留传统DCS所实现的过程控制功能之外,还集成了PLC、RTU(RemoteTerminalUnit,远程终端设备)、FCS、各种多回路调节器、各种智能采集或控制单元等。,20:48,13,5、联合站计算机监控系统的要求对于不同的应用对象有不同的具体要求,但对大多数监测控制系
9、统的设计来说,运行上可靠、技术上先进、使用上方便、应用上灵活、时间上节省、经济上合理是共同的基本要求。,20:48,14,20:48,15,三、三相分离器,一、 工作原理,油气水混合物进入脱气室,靠旋流分离及重力作用脱出大量的原油伴生气,脱气后的油水混合物经导流管进入水洗室,在含有破乳剂的活性水层内洗涤破乳,再经聚结整流后,流入沉降分离室进一步沉降分离,脱气原油翻过隔板进入油室,脱出水靠压力平衡经导管进入水室,再经各自出口管汇导出,从而达到油气水三相分离的目的。,20:48,16,三相分离器工艺流程示意图,20:48,17,三、三相分离器,二、 自控系统,分离器自控系统主要由三部分构成:气路、
10、油路和水路,分别采用常规仪表对三相分离器油(水)室液位及压力进行控制。 控制系统由被控对象(液位、压力)测量单元、调节器和执行器组成。压力检测采用电动压力变送器,油(水)室液位检测采用雷达液位计,远程调节器采用电动调节阀;现场显示采用磁翻板(柱)液位计,现场执行机构采用浮球液面调节阀。,20:48,18,三相分离器测控系统1、天然气计量与测控系统维持罐内压力并计量天然气流量、安全保护(超压)2、油水界面测控系统调节油水界面、出水计量3、油气界面控制系统维持油气界面、出油计量,2、油水界面测控系统调节油水界面、出水计量,20:48,19,20:48,20,三、三相分离器,三、运行参数,设备规格:
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