冷家油田加热炉熄火报警设计方案讲解.doc

冷家油田加热炉熄火报警 设计方案 盘锦乐泰机械有限公司 2012年3月 目录 一. 概述 1 二. 系 统 结 构 2 三. 系统特点 3 四. 主要技术参数及特点 5 五. 系统界面 6 六. 系统设计安装 7 七. 结束语 8  概述 冷东油田油井井口加热炉运行状态只能靠工人巡检，由于油井在野外分布广，每天两次巡检发现问题才能处理，这样就造成发现问题滞后，留下安全隐患。比如加热炉所供天然气含水比例大、气压不稳等原因，含水高或压力小的时候，很容易被风吹灭，火焰被吹灭后，天然气直接放到炉膛中，再次点燃的时候，容易造成爆炸；部分区域天然气中含有硫化氢，极容易造成巡检工人的硫化氢中毒事件。另外火焰熄灭后加热炉就停止加热，造成管线输油困难，甚至造成管线冻堵。 目前，金马公司在井口加热炉上安装了加热炉熄火断气装置，并实现井场报警。该套装置的安装只能现场报警，采油站工人不能及时发现。为此，我公司开发油井加热炉无线远程监控报警系统，能实时监测到每个加热炉的运行状态（可实时监测加热炉内温度、压力以及是否熄火），当井场加热炉熄火，站内记录仪就会发出报警，及时提醒工人处理，记录仪具有存储查询功能。 通过无线传输技术的应用，建立被监控点和监控中心之间的连接。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性，综合成本低，只需一次性投资，安装周期短、维护方便、扩容能力强。 系 统 结 构 在加热炉上安装数字温度仪、火焰传感器，该仪表将温度传感器、火焰传感器采集到的模拟信号通过数模转换为数字信号，通过433短距离无线通讯方式发送给“RTU”，并通过“RTU集中模块”搜集多个“RTU”模块数据，再通过“RTU集中模块”内的“Modbus通讯协议”传输到长距离无线中继远传“Zigbee无线数据发送模块”，采油站通过“Zigbee无线数据接收模块”接收多个“Zigbee无线数据发送模块”数据，并通过“485通讯协议”传输到“数据处理中心”，采油站“主机”通过485通讯协议接收“数据处理中心”上传数据并显示。（如图一） 图一：加热炉温度、火焰监测系统原理图 系统特点 采集精度高、速度快。 抗干扰能力强。 根据需要系统可实现远传预警功能。 系统容量大，可根据需要随时增加其它数据采集。 采用目前最先进的无线数据传输网络（Zigbee）通信系统，该系统属于2.4G频段，是国际通用的免费频段。 本系统选用仪表具有精度高、抗腐蚀、抗冲击、抗震动、高稳定性、抗电磁干扰等优点；信号处理电路采用必威体育精装版超低功耗处理器和信号处理芯片及电源管理芯片组成，4位数字动态显示+汉字提示功能，可扩展各类通讯输出功能。 该仪表外观精致、小巧、美观，使用操作简单。采用独特的“缓冲、吸附、放流、抑制”防雷击电路，该防雷电路在长庆油田使用过程中取得了良好的防雷效果。 传感器可以自动地将采集到的模拟数据转化成数字数据，通过射频模块从井口采集终端发出传给中转路由器，然后通过路由器传到监测管理中心。 温度采集终端集成符合802.15.4协议标准。内部使用美国ATMEL公司的MEGAL系列作为主控芯片，配接高精度温度传感器，具有响应时间短、使用寿命长、互换性好、测温范围宽-55～+200℃。 无线路由器集成符合802.15.4协议标准的射频收发器和微处理器，它具有通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活、性能可靠稳定等优点。 监测中心集成符合802.15.4协议标准的射频收发器、微处理器和人机界面。监测中心内部使用美国ATMEL公司的MEGAL系列作为主控芯片，可同时监测32路无线温度信号。 主要技术参数及特点 温度变送器技术参数： 1 传感器 光纤 2 测量范围 -55℃～200 ℃ 3 基本精确度 0.3级（两线制输出信号） 4 显示精确度 0.3级 5 过程连接 M20x1.5（外螺纹） 7 线性误差 ≤0.2% 8 电源电压 12VDC供电 9 环境温度 -25℃～60 ℃ 10 温度漂移 ＜0.05%/1 ℃ 11 绝缘电压 输入与输出间500VAC（隔离型） 12 防爆等级 IP62 火焰传感器技术参数： 1 传感器 蓝宝石传感器 2 测量距离 0～2m 3 过载压力 1.5-3倍量程，视测量范围而定 4 环境温度 -25℃～60 ℃ 5 基本精确度 0.2级 6 显示精确度 0.3级 7 过程连接 M20x1.5（外螺纹） 8 线性误差 ≤0.2% 9 电源电压 12VDC供电 10 环境温度 -25℃～75 ℃ 11 温度漂移 ＜0.05%/1 ℃ 12 绝缘电压 输入与输出间500VAC（隔离型） 13 防爆等级 IP62 系统界面 主界面 温度、火焰监测 温度、压力显示