聚中一联放水站自控系统投用成功原因分析 |
| 2012-07-29 10:05 作者：李锐 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网7月29日消息 （原文载于《硅谷》杂志）聚中一联放水站自控系统进行全面改造，采用硬件为可编程控制器，进行PID调节，通过自控系统进行试投，通过分析“偏流”原因查找出系统控制参数设定的问题，由于自控的控制参数设定偏离实际生产情况，对原来的系统控制参数进行了调整。然后根据游离水调节界面调节。
聚中一联放水站设计规模8000立方米每天，设计含水油含水量为30%。采用密闭流程。
聚中一联放水站主要流程有：
油处理流程：聚驱中转站来液来液阀组→1#、2#游离水罐→含水油缓冲罐→外输泵→本站流量计→中一联
污水处理流程：聚驱中转站来液阀组→1#、2#游离水罐→2000立污水沉降罐→污水泵→聚中一污水站
经处理后污水外输至聚中一污水站。含水油外输至中一联。该站进行了自控工艺改造，对原来的自控系统进行了全面更新改造。
改造后的聚中一放水站自控系统采用PID调节，硬件为SLC500TM系列可编程控制器，软件为Rsview32（上位），Ligix500（下位）。通过动态组合采集点的数据，使主控制台能够实时监控各采集点的状态，可自动和手动对现场设备进行控制，发生故障时及时报警，并能够保存历史数据、报警数据、及操作记录等信息，为系统进行数据查询提供数据源，真正形成无人值守的、自动监控系统。
聚中一放水站设计需要实现5项自动控制：
1）1#游离水脱除器界面调节自动控制：即1#水出口气动调节阀根据1#游离水脱除器界面高低进行自动控制。
2）2#游离水脱除器界面调节自动控制：即2#水出口气动调节阀根据2#游离水脱除器界面高低进行自动控制。
3）1#、2#游离水脱除器出口汇管压力调节自动控制：即1#、2#出油汇管气动调节阀根据1#、2#游离水脱除器出口汇管压力自动控制。
4）含水油缓冲罐液位调节自动控制：即外输油气动调节阀根据含水油缓冲罐液位控制。
5）污水沉降罐液位调节自动控制：即外输污水气动调节阀根据污水沉降罐液位自动控制。
2自控系统试投
第一次自控系统进行试投。试投3个控制参数。由于两个游离水罐放水出口各有一个气动调节阀控制，而两个游离水罐含水油出口只有一个气动调节阀控制，所以对两个游离水参数设定为6个。
设
定
值 1#游离水
界面 1#气动阀
开度 2#游离水
界面 2#气动阀
开度 1、2#出口
汇管压力 1#、2#油汇管
气动阀开度
3米 0-100% 3米 0-100% 0.2MPa 0-100%
试投现象：现场和控制参数系统投用初期，各项参数运行正常，运行时出现游离水罐出现“偏流”现象，根据手动生产操作经验，“偏流”现象是两个游离水罐由于进液量不同，造成两个游离水罐界面差值大于0.4米，使得两个游离水界面难于控制到相同界面，非常容易造成含水油通过放水进入2000立污水沉降罐，造成跑油事故。所以自控系统新设置了偏流报警，即任何一个游离水界面小于等于2.7米，同时两个游离水界面差值大于或等于0.4米，即报警，提示岗位员工马上改手动控制。
运行4小时后1#、2#出口汇管压力为0.18Mpa，1#2#油出口气动阀开度为60%，现场岗位员工发现1#游离水放水阀看窗出现跑油现象，针对这种情况现场岗位员工马上把系统由自动控制转为手动控制，生产恢复正常。
3试投失败原因分析
通过对试投过程的分析，参照手动控制过程中的各项参数的设定，检查各项参数的初始设定，1#2#油出口气动阀开度控制是根据1#、2#出口汇管压力变化进行自动控制，发现由于设定控制参数1#、2#出口汇管压力为0.2Mpa过高，从而造成1#2#含水油出口气动阀动作慢，开度过小，只有50-60%，而在正常手动生产过程中，两个游离水含水油出口都达到阀门最大开度的70-80%，造成两个含水油罐出口放油量偏少。随着时间的延长，没有及时排出去的含水油滞留在游离水罐中。
4研究对策
在经过这样的认真分析后，查找出系统控制参数设定的问题，我们对原来的系统控制参数进行了调整。这次参数设定值，1#游离水界面为2.9米，2#游离水界面为3米。1#、2#出口汇管压力为0.17Mpa，出口汇管压力设定值由0.2Mpa，调整到0.17Mpa，
在试投过程中我们发现一开始自控系统十分稳定，两个游离水的界面十分稳定，汇管压力保持稳定，但是我们在试投2个小时后发现，由于系统来液不稳定，当来液突然增大后，汇管系统压力增长大迅速，而两个游离水的气动阀的放水量不能足够大到使得汇管压力稳定和下降，汇管系统压力迅速达到系统报警压力0.24Mpa，按照正常程序此时启动系统泄压程序，程序将抛开界面调节，比较两界面的高低，开启界面高的游离水脱除器水出口阀门，直到压力降到这一高限之下。但是由于泄压泻压程序泻压完后，系统原有的正常的参数控制被打乱了，汇管压力高即进入泄压程序：打开游离水阀门-汇管压力下降-游离水界面快速下降，转入正常程序：快速关闭游离水阀门-控制界面下降-汇管压力迅速上升，系统再次进入泄压程序。
为了实现压力控制优先这个目的，在原有的自动控制基础上重新修改了升压与卸压程序，为了避免卸压过程造成游离水缓冲罐油出口汇管压力频繁波动，造成系统不稳定，因此，此时程序不会立即回到界面调节程序中去，而是强制把1#2#游离水放水气动阀开度设定为60%，（根据手动调节控制经验，在正常来液过程中，放水气动阀开度设定为60%，系统相对最稳定。）然后重新恢复正常的根据游离水调节界面调节。
在升压程序中，为出油汇管压力设定了压力低限0.12Mpa，当反馈的压力小于此低限时，程序也将抛开界面调节，比较两水出口阀门的开度，缓慢关闭开度较大的阀门，如果两阀门开度相同，则同时关闭两阀门，直到压力升到正常值为止，然后程序会转到正常的界面调节上来。但出现外来液在某一时段内来得特别多或者特别少的情况，而系统反映不及时，则可转为手动方式（即软手动）直接输出值到阀门，恢复正常后再战为自动方式。手动方式到自动方式的转换为无扰切换，保证流程的平稳过渡。目前通过72小时的连续投运该自控系统稳定可靠，系统不蹩压、不跑油，证明放水站自控系统非常可靠有效的。
5通过对放水站自控系统投运，我们得出以下认识
1）对自控系统的投运一定要结合现场生产工况实际，谨慎选择控制参数，确保系统的平稳运行。
2）在自控系统出现的投运困难的时候，一定要认真分析自控系统各项参数变化情况，同系统平稳手动过程中各项参数稳定时进行比较，就能发现其中的参数设定差别，从中找出自控系统投运困难真正原因。
作者简介：
李锐，工程师，大庆油田有限责任公司第一采油厂第六油矿。
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