海上平台油水处理系统的自动控制

胡徐彦 中海石油（中国）有限公司湛江分公司

海上平台油水处理系统的自动控制

胡徐彦 中海石油（中国）有限公司湛江分公司

某海上平台油气处理系统脱水指标：原油平均含水率≤5%，污水平均含油量≤20 mg/L。其仪表及自动控制部分的设计尤其注重其生产数字化。控制信号远传中央控制室（以下简称中控室）PLC控制系统，提供集中监测，分散管理，在中控室设置一套工业控制计算机，对油水处理系统工艺流程、运行参数及装置与系统的工作状态实时监控。该系统具备运行参数在线设置、修改功能，故障诊断、故障提示及自动报警功能；数据存储、调用和查询等功能。本工程根据建筑和工艺使用的情况，主要为C类火灾和E类带电火灾场所，建筑耐火等级二级。

海上平台；油水处理系统；仪表；控制；变频调节

作为某产能建设的重要单元之一，该海上平台油气处理系统处理能力为250×104t/a。脱水指标：原油平均含水率≤5%，污水平均含油量≤20 mg/L。工艺流程为：平台单井来液进入生产汇管，进入加热炉进行加热，加热后进三相分离器，分出含水原油（含水5%）经外输泵外输，分出水去污水处理系统，脱出天然气经除油器除液，一部分用作该平台上透平和加热炉燃料气，其他气去压缩机压缩后通过外输管线输送至陆岸终端。按照国家有关政策和法律、法规，执行国家及行业有关标准、规范和规定，采用先进实用的新工艺、新技术、新设备，确保安全环保、节能降耗，是该海上平台油气处理系统仪表及自动控制部分设计的原则与前提。该设计尤其注重其生产数字化，即采用自控和数字技术，现场无人值守，增压泵、油气分离器、污水处理系统少人值守，提升整体管理水平。

1 集输部分

（1）生产管汇分别设置温度和压力检测仪表，就地显示及远传。

（2）三相分离器本体设置温度和压力检测仪表，就地显示及温度远传；天然气出口管线设置压力检测仪表，远传显示、控制、报警，并在天然气出口管线设置流量检测仪表，就地显示并远传。油、水室液位设置液位检测仪表，就地显示并远传、控制、高低限报警，根据油、水室液位高度自动调节分离器油、水出口调节阀开度，保证油水室液位稳定；在油水室出口管线设置压力和温度检测仪表，就地显示和远传显示，并设置流量检测仪表，就地显示并远传；在油室出口管线设置含水分析仪表，就地显示并远传。

（3）加热炉出口总管设置压力和温度检测仪表，远传显示。

（4）原油罐液位就地显示并远传、高低限报警；温度就地显示和远传显示。

（5）除油器液位就地显示并远传、控制、高低限报警，根据液位高度自动调节气体除油器出口调节阀开度，保证液位稳定，并在本体设置温度和压力检测仪表，就地显示。

（6）在分液罐设置液位检测仪表，就地显示并远传，并在本体设置温度和压力检测仪表，就地显示。

（7）根据三相分离器的液位检测信号，通过控制系统处理后的输入原油外输泵变频调速器，对原油外输泵泵电机转速实施变频调节，以实现三相分离器液位稳定。

（8）在原油外输泵出入口分别设置温度和压力检测仪表，就地显示，并在2台原油外输泵出入口总管分别设置温度和压力检测仪表，远传显示。

（9）在三相分离器入口管线和原油外输泵出口总管分别设置电动切断阀，并与原油外输泵联锁控制。

（10）平台的可燃气体检测及报警设计。

（11）化学药剂加注装置和气体压缩机橇各设置一套就地控制级PLC，完成对各自橇块内工艺过程数据采集和监控；同时通过RS—485通信接口进行互联，将有关信息与仪表自控室控制系统进行交换共享。

2 热工部分

在加热炉操作间设置可燃气体探测器，检测信号远传至仪表自控室可燃气体报警控制器，对可燃气体浓度进行显示及超限报警（可燃气体报警器信号进控制系统进行逻辑表决后输出），并与轴流风机及天然气主干线上电动切断阀联锁。当可燃气体浓度达到高限时，自动启动轴流风机强制排风；当可燃气体浓度达到高高限，自动关闭电动切断阀，以有效杜绝火灾隐患。在天然气主干线上设置流量检测仪表，就地显示并远传。

3 污水处理部分

（1）污水提升泵出入口管线分别设置压力检测仪表，就地显示；出口和入口总管分别设置压力检测仪表，远传显示，出口总管压力检测信号输入污水提升泵变频调速器，对污水提升泵电机转速实施变频调节，以实现压力稳定。

（2）在污油泵和自冲搅拌型潜水排污泵出入口管线分别设置压力检测仪表，就地显示。

（3）在喂水泵出入口管线分别设置压力检测仪表，就地显示；并在喂水泵的出口和入口总管分别设置压力检测仪表，远传显示，出口总管压力检测信号输入喂水泵泵变频调速器，对喂水泵电机转速实施变频调节，以实现压力稳定。

（4）在注水泵出入口管线分别设置压力检测仪表，就地显示；并在污水提升泵的出口总管设置压力检测仪表，远传显示，压力检测信号输入注水泵变频调速器，对注水泵电机转速实施变频调节，以实现压力稳定。

（5）污水缓冲罐本体设置液位检测仪表，就地显示并远传、高低限报警。

（6）净化污水罐本体设置液位检测仪表，就地显示并远传、高低限报警。

（7）在污油池设置液位检测仪表，就地显示并远传、高低限报警、联锁启停污油泵，液位检测信号输入污油泵变频调速器，对污油泵电机转速实施变频调节，以实现污油池液位稳定。

（8）在污水池设置液位检测仪表，就地显示并远传、高低限报警、联锁启停自冲搅拌型潜水排污泵，液位检测信号输入自冲搅拌型潜水排污泵变频调速器，对自冲搅拌型潜水排污泵电机转速实施变频调节，以实现污水池液位稳定。

（9）在净化污水罐入口管线设置流量检测仪表，就地显示并远传；在污水提升泵出口设置流量检测仪表，就地显示并远传；在净化污水罐出口设置流量检测仪表，就地显示并远传。

（10）连续流一体化污水处理装置设置一套就地控制级PLC，完成对橇块内工艺过程数据采集和监控；同时通过RS-485通信接口进行互联，将有关信息与仪表自控室控制系统进行交换共享。

4 结语

（1）本工程根据建筑和工艺使用的情况，主要为C类火灾和E类带电火灾场所，建筑耐火等级二级。按《建筑灭火器配置设计规范（GB50140—2005）》之要求，配置手提式干粉灭火器及推车式干粉灭火器，灭火级别为中危级别。

（2）该油气处理系统控制信号远传中控室PLC控制系统，提供集中监测，分散管理，在仪表自控室设置一套工业控制计算机，对油气处理系统工艺流程、运行参数及装置与系统的工作状态实时监控。该系统具备运行参数在线设置、修改功能，故障诊断、故障提示及自动报警功能，数据存储、调用和查询等功能。

（3）该油气处理系统单体工程主要负荷等级为2级。用电负荷电压等级为380/220 V。电源由自建的6.3 kV发电机系统提供。该平台设低压配电室，室内安装GGD2型低压配电屏及无功补偿屏。配电屏内设置双电源（设电气互锁）手动切换装置，任何情况下只有一路电源向负荷供电。

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.046