联合站油水分离随机调节均衡自动控制技术

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1、联合站油水分离随机调节均衡自动控制技术：阐述了油水分离分离过程中的巡检，巡控参数及耦合关系和控制系统X络配置，关键性一次仪表选择，提出了一种新的油水分离随机调节均衡控制策略，并分析了该系统实际应用效果。结果表明，完善的控制系统是油水分离智能控制发展的必然趋势，可大幅度地节省人力及提高设备利用率。　　关键词：油水分离射频导纳随进过程调节自动化系统　　联合站油水分离过程是多入多出系统，且变量间耦合严重、干扰因素多且作用频繁，系统可控性差。为此，选择了适合此过程特点的最优控制策略，开发出一套完善的在线监

2、测与控制、故障诊断报警系统具有重大的现实指导意义。　　1现状及发展趋势　　目前，在国内各种规模的联合站中，油水分离控制过程大多数还采用手动或半自动控制放水，即一次仪表加手操器方式或根据经验来控制手动阀门的开启度，自动化程度很低。某油田公司某厂联合站油水分离随机调节均衡自动控制系统就是基于该控制技术而开发的自动放水控制系统。　　2巡控巡检参数间耦合关系　　在联合站集输流程中，主要分为油、气、水三个系统，油系统主要指的是游离水、电脱水、输油等几个岗位；气系统在联合站只进行计量，不进行控制；水系统包括污

3、水、污水处理、注水等岗位。油系统的工作流程是全密闭的，水系统中许多缓冲罐都是常压的，因此，一般只在油系统中存在控制参数的耦合关系。　　2.1保持游离水脱除器界面平稳　　对游离水脱除器来说，脱除器界面是一个重要参数。在每年脱除器上都装有界面子控制系统。当界面由于某种干扰（如来液含水）而变化时，界面控制子系统就通过改变脱除器放水量和油出口流量来维持界面平稳。但是来液含水的改变直接影响的是油出口流量，进而影响系统压力。而游离水脱除器出油量的波动对电脱水器来说是一个进液扰动，使电脱水器的界面平稳受到破坏，

4、甚至出现生产事故。　　2.2保持游离水脱除器系统压力平稳　　对游离水脱除器来说，其系统压力也是一个重要参数。在每个脱除器出油汇管上都装有压力控制子系统。当压力由于某种干扰而变化时，压力控制系统就通过改变脱除器油出口流量改变将影响到游离水脱除器的界面，而影响到沉降效果。　　2.3保持电脱水器面平稳　　对电脱水器来说，从自身平稳操作来说，应保持界面稳定，为此应设置脱水器界面控制子系统，当界面由于某种干扰（如来液量）而变化时，界面控制子系统就通过改变脱水器放水量和油出口流量来维持界面平稳。但是油出口流量

5、的变化将引起脱水器汇管的压力的波动。　　2.4保持电脱水器系统压力平稳　　作为电脱水器，其系统压力是一个重要的参数，为保持系统压力平稳，在每个脱水器出油汇管上都装有压力控制子系统。当压力由于某种干扰而变化时，压力控制子系统就通过改变脱水器油出口流量为维持压力平稳。但是油出口流量改变将影响到电脱水器界面的平稳。　　2.5好油缓冲罐液位与平稳输油之间存在耦合关系　　作为好油缓冲罐，其液位由于某种干扰（如来油量变化）而变化时，变频器或出口汇管调节阀就通过改变输油泵排量来保持液位的稳定。为使各参数间达到最

6、佳耦合关系，一般要根据不同联合站的实际情况建立不同的数学模型—随机、调节、均衡模型，通过系统组态实现整个系统的最佳控制。　　3控制技术　　3.1系统控制X络结构　　油水分离的控制过程是原油经自然沉降、电脱水，进储油罐，然后外输。根据这种生产工艺流程，我们开发的联合站油水分离随机调节均衡自动控制系统包含有三级X络。设备X（DeviceNet）、控制X（ControlNet）、信息X（EtherNet）。　　（1）在信息层采用以太X，用于全厂的数据采集和程序维修。　　（2）在自动化和控制层采用控制X，

7、DH、DH485和远和程I/O，实现实时I/O控制、控制器互锁和报文传送。　　（3）在设备层采用设备X，用于底层设备的低成本、高效率信息集成。　　3.2射频导纳物位计工作原理　　整个系统的技术关键是准确地测定油水界面及油中含水参数。我们采用先进的连续射频导纳原理的油水界面仪及油含水分析仪取代电容技术原理的测量仪表。连续射频导纳技术是采用了三端Cote—shield技术，在电路单元测量信号上引出一个Cote—shield放大器，其输出和同轴电缆屏蔽层相连，然后又连到探头的屏蔽层上（Cote—shie

8、ld元件）。地线是电缆中另一条独立的导线。只有容器中的物位确实上升到中心测杆时，通过被测物料中心测杆与地之间形成被测电流。　　4主要功能及优点　　联合站随机调节均衡控制系统为集散式控制系统，系统生产现场各站由美国AB公司生产的可编程控制器输入/输出单元FLEXI/O构成，各站由DE].北京：石油工业出版社，2004.