石油安全课程设计 (板卡、plc).doc

1 绪 论 集油站是油田原油集输生产中最重要的生产工艺过程它是集油水分离污水处理原油及天然气集输等多个工艺系统为一体的综合性生产过程，主要包括输油脱水污水浅处理污水深处理注水锅炉和配电等生产岗位或工艺环节。目前各大油田集油站生产工艺过程的控制主要有人工监测控制常规仪表自动监测控制计算机监测控制等三种方法.。计算机监测控制是从上世纪七十年代迅速发展起来的一种功能强大的现代工业过程控制方法，它采用计算机技术与自动化仪表相结合对工业生产过程中的各种工艺参数进行处理运算显示和控制。相对于常规仪表控制它可以提供更为复杂的控制方法通过对各种相关参数进行综合分析实现协调管理和优化控制。 在油田集油站生产过程中如何合理选择设计安全可靠和便于维护的计算机监控系统保证集油站生产的平稳运行和优化控制实现节能降耗和安全生产提高生产水平是目前自动化技术在油田生产应用中面临的重要课题。 1.1 目前国内外集油站安全监控系统硬件现状 目前,我国大部分油田已处在开发后期,采出液含水率较高,原油在处理、输送、储备过程中造成很大的能源损耗。在整个油气集输系统中,能量消耗最多的就是集油站。科学有效地对集油站进行用能分析评价和潜力预测,可以有效降低集油站的能耗,为企业带来更大的经济效益,具有重要的现实意义。 集油站作为油气集输系统的核心,其工艺技术是否先进,能量利用是否科学合理,生产运营费用的高低对油田总的生产成本有着重要的影响。目前,我国大部分油田进入中高含水的开发后期,集油站系统运行成本在不断增长。对其进行优化设计和优化运行研究,提高集油站的能量利用率,可以达到节能降耗的目的,并有着显著的经济效益。 在集油站系统分析的基础上,建立了以年最低运行费用为目标函数,以加药量、油水界面高度、温度等为优化变量,以油相出口的含水要求、水相出口的含油要求和单体设备安全运行等为约束条件的数学模型。在C++ Builder 6.0语言环境下,采用遗传算法对模型进行求解,研制开发了集油站系统设备选型与运行优化软件。 软件以集油站系统作为研究对象,进行集油站单体设备选型,实现了集油站设备选型的智能化计算,提高设计的效率;对油田中的典型流程进行详细研究,分析关键参数对整个系统能量消耗的影响,从节能降耗的角度对选定的参数进行优化。开发出的软件具有较好的收敛性和稳定性。优化软件实现了数据的可视化,使软件具有近似人类智能的功能。软件采用可视的人机交互界面,操作方便、直观,优化效果明显。可作为生产和管理人员实时核算和管理的有效工具,具有一定的现场应用价值。 集油站是储存和供应石油产品的专业性仓库，是协调原油生产和加工、成品油运输及供应的纽带。国外的集油站管理已经进入先进的工业控制技术、网络技术、数据库技术等，对集油站日常的首发油作业、储油管理、集油站监控系统等进行全方位的综合管理。我国的集油站自动化技术与国际先进水平相比还有一定差距。各种计量仪表精度较低，稳定性较差，控制系统控制精度比较低，信息化水平还不够健全，这使得我国集油站的自动化控制和管理系统经历了一个较长的发展阶段。 1.1.1 国外集油站自动化计量系统 国外的自动化计量方法主要采用:检尺法、静压法和液位法。检尺法是全球通用的测量方法；静压法是应用压力传感器检测罐内的静压力;液位法是检测罐内液体的液位高度及密度等参数，后两种方法都可以获得罐内储液的容量及重量。 欧美油罐储量测量仪表品种齐全、技术先进而且性能优良。他们不光发展高精度、多功能的仪表，还考虑其性能可靠、价格便宜、适应不同目的和用途。 1.1.2 国内集油站自动化计量系统 目前国内计量仪表的发展主要采用引进加仿制等手段，还有一些企业代理国外相应产品。我国在该领域的发展相对外国还有很大差距，普遍存在产品性能指标低、仪表可靠性差、企业技术力量及装备差等问题。最近几年，由于不断努力，一些产品已经达到国际先进水平，但在市场的占有率远远不及国外仪表的份额。 1.2 集油站的总体布局 集油站将开采的原油集中进行管线运输，进行油罐存储，完成对来油、输油及有关储油量得计算、存盘管理。在此过程中，对含水的原油要进行脱水工艺处理，这样形成了原油集输的若干个工艺处理过程。集油站是油田原油集输生产过程中最重要的生产工艺过程。它是集发油、卸又等多个工艺系统为一体的综合性生产过程，主要包括输油脱水，污水浅处理、污水深处理、注水、锅炉和配电等生产岗位或工艺环节。 在集油站安全监控系统中，采用下位机硬件控制和上位机软件监视构架。在下位机控制系统中，通过PLC可编程逻辑控制器来采集与处理现场数字量信号和模拟量信号。在上位机监视系统中，采用组态王软件开发人机界面，生产实时状况直观形象。 1.3 集油站的工艺流程与主要技术指标 集油站安全监控系统总体方案设计： 从各个油井或计