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輸油泵輸油定量控制報警儀的技改與應用

文檔作者：郭勇文檔來源：遼河油田曙光采油廠		點擊數：	更新時間： 2021年09月27日
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石油工程化 工 設 計 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，管道運輸是最佳的運輸方案。對于大型
超稠油區(qū)塊采油站，外輸機泵處于全天運轉狀態(tài)，由于外輸
干線壓力忽高忽低，會使外輸量出現異常；而一旦當外輸泵
輸不出去油發(fā)現不及時，還會發(fā)生緩沖罐冒罐、燒壞泵機械
密封的事故，要用自動輸油系統后，能夠保證平穩(wěn)輸油，當
出現故障時也能夠及時報警，避免冒罐、燒機械密封等事故。
1 現場調查
隨著科技不斷進步，越來越多的新技術、新設備在油田
生產中得到了廣泛的應用。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
機起動電流，減少電網電壓的波動；二是變頻器拖動電動機，
電動機起動時轉速緩慢提升，降低了電動機由靜止狀態(tài)瞬間
到高速狀態(tài)時，對離心泵各部件的損耗；三是電動機由變頻
器拖動，可以根據需要靈活的調整電動機運行頻率，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，四是電動機由變頻器拖動，電動機運
行頻率低，通常在35—45Hz 之間，降低了電機功率，減少了
電能損耗，達到了節(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
員進行調整。為了保證輸油干線壓力、外輸量平穩(wěn)，輸油干
線壓力低時，就需要降低頻率，輸油干線壓力高時，就需要
升高頻率，否則，如果干線壓力低時，頻率不變，會使輸油
量加大，由于緩沖罐進油量一定，就會造成緩沖罐輸空，停
外輸泵，發(fā)現不及時還會造成外輸泵空轉，燒壞泵機械密封存；
反之，當干線壓力高時，如果不及時調高輸油頻率，外輸泵
就會輸不出去油，空轉使機械密封燒壞。
2 技改內容
PLC 是可編程邏輯控制器，是一種具有微處理機的數位
電子設備，用于自動化控制的數位邏輯控制器，可以將控制
指令隨時加載內存內儲存與執(zhí)行?？删幊炭刂破饔蓛炔緾PU，
指令及資料內存、輸入輸出單元、電源模塊、數位類比等單
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
自動調節(jié)，達到平穩(wěn)輸油的目的。在值班室內安裝一臺PLC，
輸油干線上安裝一臺數字式壓力變送器，與配電間變頻器進
行聯網，根據輸油干線壓力的大小情況，運用PLC 的PID 功
能模塊實現PID 運算，根據結果控制變頻器，合理調整電機
轉速來調整輸油壓力。當輸油干線壓力高時，輸油量就會降低，
這時就可以通過提高變頻器輸出頻率的方式，加快電動機轉
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，這時就可以通過降低變頻器輸出頻率的方式，降低電
動機轉速，來減少輸油量以此來達到平穩(wěn)外輸的目的。
為了由于外輸壓力變化而引起的外輸油量突變，還在外
輸流量計上安裝一臺光電式脈沖/ 電流轉換器，通過PLC 的
內部程序設置報警，當流量超過或低于某一定值時，發(fā)出報
警信號提醒當班工人注意檢查，避免出現事故。為了防止緩
沖罐進油量與出油量不均衡，還在緩沖罐頂部安裝雷達液位
探測器，當液位超過某一數值時報警。還在外輸干線上安裝
一臺數字式溫度變送器，及時顯示外輸溫度，以便當班工人
及時對輸油溫度做出調整，這些都可以通過在值班室內安裝
的觸摸屏顯示出來。
圖1 光電式脈沖/電流轉換器
3 實施效果
運用PLC 與變頻器組成的閉環(huán)自動控制系統，能夠對外
輸量進行自動調節(jié)，達到平穩(wěn)外輸的目的。安裝后經過觀察，
發(fā)現運行平穩(wěn)，當外輸壓力及外輸流量出現異常情況后，能
夠及時報警，提醒當班工人及時停泵，檢查，避免事故發(fā)生。
4 效益分析
自動輸油系統安裝后，一是減少了當班工人的勞動強度，
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，外輸機泵處于全天運轉狀態(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
成機泵運轉不平穩(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度，采用PLC 與變頻器自動控制后
能夠達到平穩(wěn)輸油的目的，并且當出現異常情況后能夠及時報警，提醒當班工人及時檢查，避免出現大的事故。
關鍵詞：外輸泵；定量；報警；技改
中圖分類號：TM921.51 文獻標志碼：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警儀的技改與應用
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 計 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，而且還會產生大量清污
費用；三是安裝光電式脈沖/ 電流轉換器后，當流量出現異常
后，及時報警，提醒當班工人及時檢查，避免出現外輸泵空轉，
外輸泵空轉幾分鐘就會把泵的機械密封燒壞，而一套機械密
封就價值4 000 元左右；四是在緩沖罐頂部安裝雷達液位探測
器后，當液位出現異常時報警，避免液位過高發(fā)現不及時而
造成冒罐，冒罐后不僅造成污染，產生清污費用，還會使氣
管線充油，產生大量工作量。
5 結論
在采油站外輸泵上采用PLC 與變頻器控制后，不僅實現
了外輸自動化，減少工人的勞動強度，并且當出現異常情況后，
多次成功報警，避免多起事故的發(fā)生。
參考文獻
[1] 韓安榮. 通用變頻器及其應用[M]. 北京：機械工業(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 編程及應用[M]. 北京：機械工業(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
到降低酸性氣量，增產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
位的富一氧化碳氣量，達到增產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，達到降低酸性氣量，增產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，達到增產CO2 的目的。
5.2.2 通過技術改造，回收二氧化碳，提高尿素產量
技改一
2005 年8 月在合成氨裝置實施原料路線由渣油向天然氣的
改造時，因CO2 量的減少，新增加了一套真空閃蒸系統進行
CO2 的回收，閃蒸出的CO2 由兩臺真空壓縮機加壓后送尿素
裝置。
通過對真空CO2 壓縮機K02401A/B 負荷的分析（額定電
流74.7A，實際運行時的電流是45A），真空CO2 壓縮機還能
加負荷運行。因此從二氧化碳鼓風機（A-GB401）入口管線配
管到真空二氧化碳壓縮機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
素二氧化碳壓縮機入口。同時在A-GB401入口后的管線上增
加手動閥，在K02401B 入口處增加濾網、壓力表、排放導淋，
確保技改管線安全投用。在A-GB401故障或檢修時投用此管
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機W-GB302 移到GB401 東側空
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用于調節(jié)真空CO2 壓縮機
K02401A/B的負荷。因CO2比重大于空氣的比重，故在A-GB401
故障或檢修時投用風機W-GB302 技改線只可回收二氧化碳
1 800m3/h 具體流程（見圖8）。風機W-GB302相關指標如下：
型號：55-7L 進口風量：55m3/min（空氣量）
出口壓力：58 800 Pa 介質：空氣
主軸轉數：2 970 r/min 軸功率≤76 kW
電壓：380 V 電流：167 A 級數：6 級
頻率：50Hz 進出口管徑：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
甲醇洗單元的二氧化碳鼓風機A-GB401沒有備機，設備
現在的運行狀況是振值偏高，聲音異常，屬于崗位重點特護
設備，隨時有可能停機檢修。但在二氧化碳鼓風機A-GB401
停車時，有5 300m3/h 的二氧化碳放空，造成尿素減產，氨庫
液位上升，給公司的經濟效益帶來損失，也影響氨庫的安全
運行。實現改造后，在A-GB401停車時投用此管線，可回收
二氧化碳4 600m3/h 左右的二氧化碳，基本實現了平衡氨生產
的目的，為實現全年的生產任務奠定了基礎。
（上接第15頁）
氣、電力線路、站址、場地、數據點資料的錄入，把地面工
程建設現狀、管線走向、大地坐標真正納入到數字化管理系
統，避免了隨時間的推移，地形地貌的變化，地下信息自然
模糊、不準的現象，提高了準確率。
2）總圖管理上報資料規(guī)范統一，經過對總圖管理工作的
不斷探索、調整和實踐，總圖管理程序進入良好運行狀態(tài)。
3）建立總圖與地面工程數據庫的鏈接和傳遞方式。進一
步規(guī)范了總圖管理、數據庫更新和審核管理等各方面的工作
程序，職責清晰，目標明確，管理維護具體，實現數據鏈接
和有效利用。
參考文獻
[1] 閆宏偉. 油田地面工程航空攝影測量像控布點的探討[J]. 油氣田地
面工程，2011，（06）.

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