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輸油泵輸油定量控制報(bào)警儀的技改與應(yīng)用

文檔作者：郭勇文檔來源：遼河油田曙光采油廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月27日
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石油工程化 工 設(shè) 計(jì) 通 訊
·16·
Petroleum Engineering Chemical Engineering Design Communications
第42卷第2期
2016年2月
對于石油而言，管道運(yùn)輸是最佳的運(yùn)輸方案。對于大型
超稠油區(qū)塊采油站，外輸機(jī)泵處于全天運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由于外輸
干線壓力忽高忽低，會使外輸量出現(xiàn)異常；而一旦當(dāng)外輸泵
輸不出去油發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，還會發(fā)生緩沖罐冒罐、燒壞泵機(jī)械
密封的事故，要用自動輸油系統(tǒng)后，能夠保證平穩(wěn)輸油，當(dāng)
出現(xiàn)故障時(shí)也能夠及時(shí)報(bào)警，避免冒罐、燒機(jī)械密封等事故。
1 現(xiàn)場調(diào)查
隨著科技不斷進(jìn)步，越來越多的新技術(shù)、新設(shè)備在油田
生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。變頻器在原油外輸中的位置越來
越重要，由變頻器拖動外輸離心泵輸油，一是可以降低電動
機(jī)起動電流，減少電網(wǎng)電壓的波動；二是變頻器拖動電動機(jī)，
電動機(jī)起動時(shí)轉(zhuǎn)速緩慢提升，降低了電動機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)瞬間
到高速狀態(tài)時(shí)，對離心泵各部件的損耗；三是電動機(jī)由變頻
器拖動，可以根據(jù)需要靈活的調(diào)整電動機(jī)運(yùn)行頻率，控制離
心泵的輸油壓力，可以平穩(wěn)的控制油罐液位，減少由于罐位
不穩(wěn)的啟、停泵次數(shù)，四是電動機(jī)由變頻器拖動，電動機(jī)運(yùn)
行頻率低，通常在35—45Hz 之間，降低了電機(jī)功率，減少了
電能損耗，達(dá)到了節(jié)電的目的。
在輸油過程中，輸油壓力、變頻器的頻率需要由值班人
員進(jìn)行調(diào)整。為了保證輸油干線壓力、外輸量平穩(wěn)，輸油干
線壓力低時(shí)，就需要降低頻率，輸油干線壓力高時(shí)，就需要
升高頻率，否則，如果干線壓力低時(shí)，頻率不變，會使輸油
量加大，由于緩沖罐進(jìn)油量一定，就會造成緩沖罐輸空，停
外輸泵，發(fā)現(xiàn)不及時(shí)還會造成外輸泵空轉(zhuǎn)，燒壞泵機(jī)械密封存；
反之，當(dāng)干線壓力高時(shí)，如果不及時(shí)調(diào)高輸油頻率，外輸泵
就會輸不出去油，空轉(zhuǎn)使機(jī)械密封燒壞。
2 技改內(nèi)容
PLC 是可編程邏輯控制器，是一種具有微處理機(jī)的數(shù)位
電子設(shè)備，用于自動化控制的數(shù)位邏輯控制器，可以將控制
指令隨時(shí)加載內(nèi)存內(nèi)儲存與執(zhí)行?？删幊炭刂破饔蓛?nèi)部CPU，
指令及資料內(nèi)存、輸入輸出單元、電源模塊、數(shù)位類比等單
元模組化組合而成。
使用西門子S7—200 型PLC 與變頻器配合，使外輸能夠
自動調(diào)節(jié)，達(dá)到平穩(wěn)輸油的目的。在值班室內(nèi)安裝一臺PLC，
輸油干線上安裝一臺數(shù)字式壓力變送器，與配電間變頻器進(jìn)
行聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)輸油干線壓力的大小情況，運(yùn)用PLC 的PID 功
能模塊實(shí)現(xiàn)PID 運(yùn)算，根據(jù)結(jié)果控制變頻器，合理調(diào)整電機(jī)
轉(zhuǎn)速來調(diào)整輸油壓力。當(dāng)輸油干線壓力高時(shí)，輸油量就會降低，
這時(shí)就可以通過提高變頻器輸出頻率的方式，加快電動機(jī)轉(zhuǎn)
速，來提高輸油量；反之如果輸油干線壓力低，輸油量就會
升高，這時(shí)就可以通過降低變頻器輸出頻率的方式，降低電
動機(jī)轉(zhuǎn)速，來減少輸油量以此來達(dá)到平穩(wěn)外輸?shù)哪康摹?
為了由于外輸壓力變化而引起的外輸油量突變，還在外
輸流量計(jì)上安裝一臺光電式脈沖/ 電流轉(zhuǎn)換器，通過PLC 的
內(nèi)部程序設(shè)置報(bào)警，當(dāng)流量超過或低于某一定值時(shí)，發(fā)出報(bào)
警信號提醒當(dāng)班工人注意檢查，避免出現(xiàn)事故。為了防止緩
沖罐進(jìn)油量與出油量不均衡，還在緩沖罐頂部安裝雷達(dá)液位
探測器，當(dāng)液位超過某一數(shù)值時(shí)報(bào)警。還在外輸干線上安裝
一臺數(shù)字式溫度變送器，及時(shí)顯示外輸溫度，以便當(dāng)班工人
及時(shí)對輸油溫度做出調(diào)整，這些都可以通過在值班室內(nèi)安裝
的觸摸屏顯示出來。
圖1 光電式脈沖/電流轉(zhuǎn)換器
3 實(shí)施效果
運(yùn)用PLC 與變頻器組成的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，能夠?qū)ν?
輸量進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，達(dá)到平穩(wěn)外輸?shù)哪康?。安裝后經(jīng)過觀察，
發(fā)現(xiàn)運(yùn)行平穩(wěn)，當(dāng)外輸壓力及外輸流量出現(xiàn)異常情況后，能
夠及時(shí)報(bào)警，提醒當(dāng)班工人及時(shí)停泵，檢查，避免事故發(fā)生。
4 效益分析
自動輸油系統(tǒng)安裝后，一是減少了當(dāng)班工人的勞動強(qiáng)度，
二是可以穩(wěn)定干線輸油壓力，避免干線壓力忽高忽低對輸油
管線的沖擊，由于石油管線使用年頭都比較長，而且埋入地下，
摘 要：超稠油區(qū)塊采油站，外輸機(jī)泵處于全天運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由于原油粘度高物性差，輸油過程中存在油段和水段變化，造
成機(jī)泵運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，造成外輸泵壓力忽高忽低，外輸量也會忽高忽低，會增加工人的勞動強(qiáng)度，采用PLC 與變頻器自動控制后
能夠達(dá)到平穩(wěn)輸油的目的，并且當(dāng)出現(xiàn)異常情況后能夠及時(shí)報(bào)警，提醒當(dāng)班工人及時(shí)檢查，避免出現(xiàn)大的事故。
關(guān)鍵詞：外輸泵；定量；報(bào)警；技改
中圖分類號：TM921.51 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1003-6490（2016）02-0016-02
Quantitative Control of Oil Pump and Technological Application Alarm Device
Guo Yong
Abstract ：The super heavy oil blocks stand outside all day in the pump output operation state，the high oil viscosity was poor，
oil-water segment segment changes and the presence of oil in the process，causing the pump is not running smoothly，resulting Efflux
Pump pressure fluctuated，the amount will be lost outside fluctuated，will increase the labor intensity，and frequency converter using
the PLC to achieve automatic control of oil steady purpose，and when there is abnormal situation timely alarm to alert workers on duty
promptly check to avoid a major accident.
Key words ：external pump ；quantitative ；alarm ；technological
輸油泵輸油定量控制報(bào)警儀的技改與應(yīng)用
郭 勇
（遼河油田曙光采油廠，遼寧盤錦 124109）
收稿日期：2016-02-06
作者簡介： 郭勇（1973—），男，河北河間人，高級技師，主要從事
采油井站電路維修，管理等工作。
化 工 設(shè) 計(jì) 通 訊 石油工程
·17·
Chemical Engineering Design Communications Petroleum Engineering
第42卷第2期
2016年2月
容易受到腐蝕，干線壓力的突變會對管線造成沖擊，使管線
穿孔，不僅造成原油泄露污染環(huán)境，而且還會產(chǎn)生大量清污
費(fèi)用；三是安裝光電式脈沖/ 電流轉(zhuǎn)換器后，當(dāng)流量出現(xiàn)異常
后，及時(shí)報(bào)警，提醒當(dāng)班工人及時(shí)檢查，避免出現(xiàn)外輸泵空轉(zhuǎn)，
外輸泵空轉(zhuǎn)幾分鐘就會把泵的機(jī)械密封燒壞，而一套機(jī)械密
封就價(jià)值4 000 元左右；四是在緩沖罐頂部安裝雷達(dá)液位探測
器后，當(dāng)液位出現(xiàn)異常時(shí)報(bào)警，避免液位過高發(fā)現(xiàn)不及時(shí)而
造成冒罐，冒罐后不僅造成污染，產(chǎn)生清污費(fèi)用，還會使氣
管線充油，產(chǎn)生大量工作量。
5 結(jié)論
在采油站外輸泵上采用PLC 與變頻器控制后，不僅實(shí)現(xiàn)
了外輸自動化，減少工人的勞動強(qiáng)度，并且當(dāng)出現(xiàn)異常情況后，
多次成功報(bào)警，避免多起事故的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)
[1] 韓安榮. 通用變頻器及其應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.
[2] 柴敬鏞. 維修電工[M]. 北京：中國勞動社會保障出版社，2003.
[3] 廖常初.PLC 編程及應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.
（上接第2頁）
5.2.1 優(yōu)化工況，提高CO2產(chǎn)量
停用原料氣氨深冷器EA203，提高硫化氫吸收塔入口原
料氣溫度，降低原料氣中的二氧化碳在甲醇中的溶解度，達(dá)
到降低酸性氣量，增產(chǎn)CO2 的目的?？刂坪玫此肟诿撎?
氣溫度，減少甲烷尾氣中一氧化碳的含量，提高送至變換崗
位的富一氧化碳?xì)饬浚_(dá)到增產(chǎn)CO2 的目的。通過降低硫化
氫吸收塔的吸收甲醇量，提高甲醇溫度，減少甲醇中溶解的
二氧化碳量，達(dá)到降低酸性氣量，增產(chǎn)CO2 的目的。通過降
低二氧化碳再生塔二段、三段的壓力，保證CO2 最大限度的
解吸，達(dá)到增產(chǎn)CO2 的目的。
5.2.2 通過技術(shù)改造，回收二氧化碳，提高尿素產(chǎn)量
技改一
2005 年8 月在合成氨裝置實(shí)施原料路線由渣油向天然氣的
改造時(shí)，因CO2 量的減少，新增加了一套真空閃蒸系統(tǒng)進(jìn)行
CO2 的回收，閃蒸出的CO2 由兩臺真空壓縮機(jī)加壓后送尿素
裝置。
通過對真空CO2 壓縮機(jī)K02401A/B 負(fù)荷的分析（額定電
流74.7A，實(shí)際運(yùn)行時(shí)的電流是45A），真空CO2 壓縮機(jī)還能
加負(fù)荷運(yùn)行。因此從二氧化碳鼓風(fēng)機(jī)（A-GB401）入口管線配
管到真空二氧化碳壓縮機(jī)K02401B 入口閥和止逆閥中間的管
線上，用K02401B 將DA402塔四段的二氧化碳加壓后送到尿
素二氧化碳壓縮機(jī)入口。同時(shí)在A-GB401入口后的管線上增
加手動閥，在K02401B 入口處增加濾網(wǎng)、壓力表、排放導(dǎo)淋，
確保技改管線安全投用。在A-GB401故障或檢修時(shí)投用此管
線可回收二氧化碳2 800 Nm3/h，具體流程（見圖7）。
PCV412A
K02401B GB401 DA402
流程圖
PG
技改二
將公用工程部的空氣風(fēng)機(jī)W-GB302 移到GB401 東側(cè)空
地上，將出口管線與GB401 出口管線連接，入口管線連接
到GB401 至K02401 的技改管線上。碰口位置后安裝16″蝶
閥（1# 閥），在投用技改一的管線時(shí)用于調(diào)節(jié)真空CO2 壓縮機(jī)
K02401A/B的負(fù)荷。因CO2比重大于空氣的比重，故在A-GB401
故障或檢修時(shí)投用風(fēng)機(jī)W-GB302 技改線只可回收二氧化碳
1 800m3/h 具體流程（見圖8）。風(fēng)機(jī)W-GB302相關(guān)指標(biāo)如下：
型號：55-7L 進(jìn)口風(fēng)量：55m3/min（空氣量）
出口壓力：58 800 Pa 介質(zhì)：空氣
主軸轉(zhuǎn)數(shù)：2 970 r/min 軸功率≤76 kW
電壓：380 V 電流：167 A 級數(shù)：6 級
頻率：50Hz 進(jìn)出口管徑：DN250
潤滑脂：2# 鋰基脂
技改管線
DA402
PCV412A
GB401
尿素
技改管線
W-GB302
流程圖
K02401B
甲醇
車間
技改管線
1
2
3
4
5
6
PG
圖7 流程圖
6 小結(jié)
甲醇洗單元的二氧化碳鼓風(fēng)機(jī)A-GB401沒有備機(jī)，設(shè)備
現(xiàn)在的運(yùn)行狀況是振值偏高，聲音異常，屬于崗位重點(diǎn)特護(hù)
設(shè)備，隨時(shí)有可能停機(jī)檢修。但在二氧化碳鼓風(fēng)機(jī)A-GB401
停車時(shí)，有5 300m3/h 的二氧化碳放空，造成尿素減產(chǎn)，氨庫
液位上升，給公司的經(jīng)濟(jì)效益帶來損失，也影響氨庫的安全
運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)改造后，在A-GB401停車時(shí)投用此管線，可回收
二氧化碳4 600m3/h 左右的二氧化碳，基本實(shí)現(xiàn)了平衡氨生產(chǎn)
的目的，為實(shí)現(xiàn)全年的生產(chǎn)任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。
（上接第15頁）
氣、電力線路、站址、場地、數(shù)據(jù)點(diǎn)資料的錄入，把地面工
程建設(shè)現(xiàn)狀、管線走向、大地坐標(biāo)真正納入到數(shù)字化管理系
統(tǒng)，避免了隨時(shí)間的推移，地形地貌的變化，地下信息自然
模糊、不準(zhǔn)的現(xiàn)象，提高了準(zhǔn)確率。
2）總圖管理上報(bào)資料規(guī)范統(tǒng)一，經(jīng)過對總圖管理工作的
不斷探索、調(diào)整和實(shí)踐，總圖管理程序進(jìn)入良好運(yùn)行狀態(tài)。
3）建立總圖與地面工程數(shù)據(jù)庫的鏈接和傳遞方式。進(jìn)一
步規(guī)范了總圖管理、數(shù)據(jù)庫更新和審核管理等各方面的工作
程序，職責(zé)清晰，目標(biāo)明確，管理維護(hù)具體，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈接
和有效利用。
參考文獻(xiàn)
[1] 閆宏偉. 油田地面工程航空攝影測量像控布點(diǎn)的探討[J]. 油氣田地
面工程，2011，（06）.

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