关于原油稳定压缩机的改进

武宇萍　金莉娜　徐铎

摘 要：压缩机被看作是制冷系统的心脏，承担的职责是提升压力，将吸气压力状态提升到排气压力状态。原油稳定压缩机需要更多的自动运行能力，其生产过程易燃易爆，装置工艺流程复杂，因此需要更安全、高效的控制系统。详细分析了DCS控制系统和变频器在原油压缩机上的应用，以认识和提高原油压缩机在工业生产中的先进性和实用性。

关键词：原油；压缩机；DCS控制；变频器

中图分类号：TE967 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0012-02

原油稳定压缩机是油气集输系统生产中原油稳定、油气处理的重要设备，该装置对生产参数的控制要求较严格。目前，压缩机控制仪表为220 V供电，防爆等级低，没有数据远传功能，大多靠人为手动或简单仪表监测，仪表故障率较高，控制效率低，不容易查找事故原因，不便于生产管理，严重限制了压缩机装置自动化的进一步提高。为了提高压缩机自动运行能力，同时确保原油产量和质量，提高原油外输率，应用DCS控制系统对原油资源进行高效处理，既节约了资源，又最大限度地减少了对大气环境的污染，做到了社会效益、经济效益、环境效益三效益的协调统一。

1 原油稳定压缩机中引入变频器

压缩机启动时，电机的电流会比额定电流高5～6倍，不仅会影响电机的寿命，而且还会消耗较多的电量。电机的速度是固定不变的，而在实际使用过程中，有时要以较低或较高的速度运行，因此实行变频改造是非常必要的。变频器可以启动较小的电流获得较大的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷。它实行的是电机软启动，通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的，同时给设备提供过流、过压、过载等保护功能。

2 DCS的应用

2.1 DCS的概述

DCS又称分散控制系统，是由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又是可以集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统。它的控制功能比较分散，但管理功能相对比较集中。这种将模块分散化的控制方式，不仅可以改善控制的可靠性，不会因某个计算机的小故障使整个系统失去控制；而且当管理级发生故障时，下层的监控级仍具有独立控制能力，每级之间独立又有联系，各别控制器发生故障时不会对整个系统造成影响。DCS结构如图1所示。

2.2 DCS的结构特点

2.2.1 满足实时性、可靠性、扩充性的要求

由于网络对DCS系统的实时性、可靠性和扩充性有着严格的要求，因此DCS针对这些基本的性能有精心的设计。实时性，即确定的时间限度内完成信息的传送，这里的“确定”是指在任何情况下信息的传送都能在这个时间完成，它的通信网络有快速的实时响应能力。为增加可靠性，采用双总线、环线或双重星线的网络拓扑结构，且最大节点数量比实际的节点数量大几倍，这样随时可以增加新的节点，也迎合了扩充性的要求。

2.2.2 分层式的体系结构

第一层分散式的控制级直接面向工业对象，由不同的控制器完成各自的控制，完成各数据的采集和现场情况的信息整理，并向上级（即第二层监控级和CRT操作站）发送报告，检查各模块的正常工作运行；同时，加入报警模块，以便及时解决各模块出现的问题。第三层也是最顶层管理层，主要由高档微机或小型的管理计算机构成，为工厂的自动化综合体系和办公自动化系统服务。

2.2.3 有高速通信系统，可综合控制

DCS的实时性使传输速率提高，将各自的控制器和监控的计算机连接起来，使得控制更加准确、高效。每个模块与计算机的连接，便于了解分散控制和集中管理，实现系统的综合调控。

2.2.4 加入CRT操作站，可集中监测和操作

CRT是人—机接口，具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可以调节多种分辨模式且响应时间极短的优势，这样的显示器是一个图像更加精细的电视机，性价比也比LED高很多。

2.2.5 节能

该系统是对新型环保循环流换床补然锅炉和余热电站的控制方案的有益尝试。实践证明，该系统具有良好的性能价格比，可以最大程度地满足安全性要求高和控制复杂的特点，环保节能效益显著。

3 报警停机控制

安全性是原油工业中的一个重要因素，加工中易燃易爆设备的安全性不易控制。引入DCS控制系统，将各部分功能分散化，每部分出现故障时不会引起大的安全问题，也便于故障得到及时解决。报警停机控制由安全栓和报警设定器构成。欠油时，以压力润滑式自动空压机运转过程中的油压变化作为油控阀的控制指令，以排气筒压力作为气控阀的延时控制，在实现空压机欠油压时，断掉其空压机离合的进气气流并报警，从而实现自动保护。油压正常时，不影响空压机的正常工作。

参考文献

[1]张国雄.测控电路[M].第三版.北京：机械工业出版社，2008.

[2]郁汉琪.电气控制与可编程控制器应用技术[M].北京：东南大学出版社，2003.

[3]曹丰文，刘振来，祁春清.电力电子技术基础[M].北京：中国电力出版社，2007.

[4]周泽存，沈其王.高电压技术[M].北京：中国电力出版社，2007.

〔编辑：李珏〕

Abstract： The refrigeration compressor is regarded as the heart of the system， is to enhance the responsibilities pressure to suction pressure to enhance the exhaust gas pressure. Crude steady compressor run automatically need more capacity， the production process explosive device complex process， requiring a more secure and efficient control system. Detailed analysis of the DCS control system and inverter compressor used in the crude oil to raise awareness and compressors in industrial production of crude oil advanced and practical.

Key words： crude oil； compressor； DCS control； drive

摘 要：压缩机被看作是制冷系统的心脏，承担的职责是提升压力，将吸气压力状态提升到排气压力状态。原油稳定压缩机需要更多的自动运行能力，其生产过程易燃易爆，装置工艺流程复杂，因此需要更安全、高效的控制系统。详细分析了DCS控制系统和变频器在原油压缩机上的应用，以认识和提高原油压缩机在工业生产中的先进性和实用性。

关键词：原油；压缩机；DCS控制；变频器

中图分类号：TE967 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0012-02

原油稳定压缩机是油气集输系统生产中原油稳定、油气处理的重要设备，该装置对生产参数的控制要求较严格。目前，压缩机控制仪表为220 V供电，防爆等级低，没有数据远传功能，大多靠人为手动或简单仪表监测，仪表故障率较高，控制效率低，不容易查找事故原因，不便于生产管理，严重限制了压缩机装置自动化的进一步提高。为了提高压缩机自动运行能力，同时确保原油产量和质量，提高原油外输率，应用DCS控制系统对原油资源进行高效处理，既节约了资源，又最大限度地减少了对大气环境的污染，做到了社会效益、经济效益、环境效益三效益的协调统一。

1 原油稳定压缩机中引入变频器

压缩机启动时，电机的电流会比额定电流高5～6倍，不仅会影响电机的寿命，而且还会消耗较多的电量。电机的速度是固定不变的，而在实际使用过程中，有时要以较低或较高的速度运行，因此实行变频改造是非常必要的。变频器可以启动较小的电流获得较大的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷。它实行的是电机软启动，通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的，同时给设备提供过流、过压、过载等保护功能。

2 DCS的应用

2.1 DCS的概述

DCS又称分散控制系统，是由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又是可以集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统。它的控制功能比较分散，但管理功能相对比较集中。这种将模块分散化的控制方式，不仅可以改善控制的可靠性，不会因某个计算机的小故障使整个系统失去控制；而且当管理级发生故障时，下层的监控级仍具有独立控制能力，每级之间独立又有联系，各别控制器发生故障时不会对整个系统造成影响。DCS结构如图1所示。

2.2 DCS的结构特点

2.2.1 满足实时性、可靠性、扩充性的要求

由于网络对DCS系统的实时性、可靠性和扩充性有着严格的要求，因此DCS针对这些基本的性能有精心的设计。实时性，即确定的时间限度内完成信息的传送，这里的“确定”是指在任何情况下信息的传送都能在这个时间完成，它的通信网络有快速的实时响应能力。为增加可靠性，采用双总线、环线或双重星线的网络拓扑结构，且最大节点数量比实际的节点数量大几倍，这样随时可以增加新的节点，也迎合了扩充性的要求。

2.2.2 分层式的体系结构

第一层分散式的控制级直接面向工业对象，由不同的控制器完成各自的控制，完成各数据的采集和现场情况的信息整理，并向上级（即第二层监控级和CRT操作站）发送报告，检查各模块的正常工作运行；同时，加入报警模块，以便及时解决各模块出现的问题。第三层也是最顶层管理层，主要由高档微机或小型的管理计算机构成，为工厂的自动化综合体系和办公自动化系统服务。

2.2.3 有高速通信系统，可综合控制

DCS的实时性使传输速率提高，将各自的控制器和监控的计算机连接起来，使得控制更加准确、高效。每个模块与计算机的连接，便于了解分散控制和集中管理，实现系统的综合调控。

2.2.4 加入CRT操作站，可集中监测和操作

CRT是人—机接口，具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可以调节多种分辨模式且响应时间极短的优势，这样的显示器是一个图像更加精细的电视机，性价比也比LED高很多。

2.2.5 节能

该系统是对新型环保循环流换床补然锅炉和余热电站的控制方案的有益尝试。实践证明，该系统具有良好的性能价格比，可以最大程度地满足安全性要求高和控制复杂的特点，环保节能效益显著。

3 报警停机控制

安全性是原油工业中的一个重要因素，加工中易燃易爆设备的安全性不易控制。引入DCS控制系统，将各部分功能分散化，每部分出现故障时不会引起大的安全问题，也便于故障得到及时解决。报警停机控制由安全栓和报警设定器构成。欠油时，以压力润滑式自动空压机运转过程中的油压变化作为油控阀的控制指令，以排气筒压力作为气控阀的延时控制，在实现空压机欠油压时，断掉其空压机离合的进气气流并报警，从而实现自动保护。油压正常时，不影响空压机的正常工作。

参考文献

[1]张国雄.测控电路[M].第三版.北京：机械工业出版社，2008.

[2]郁汉琪.电气控制与可编程控制器应用技术[M].北京：东南大学出版社，2003.

[3]曹丰文，刘振来，祁春清.电力电子技术基础[M].北京：中国电力出版社，2007.

[4]周泽存，沈其王.高电压技术[M].北京：中国电力出版社，2007.

〔编辑：李珏〕

Abstract： The refrigeration compressor is regarded as the heart of the system， is to enhance the responsibilities pressure to suction pressure to enhance the exhaust gas pressure. Crude steady compressor run automatically need more capacity， the production process explosive device complex process， requiring a more secure and efficient control system. Detailed analysis of the DCS control system and inverter compressor used in the crude oil to raise awareness and compressors in industrial production of crude oil advanced and practical.

Key words： crude oil； compressor； DCS control； drive

摘 要：压缩机被看作是制冷系统的心脏，承担的职责是提升压力，将吸气压力状态提升到排气压力状态。原油稳定压缩机需要更多的自动运行能力，其生产过程易燃易爆，装置工艺流程复杂，因此需要更安全、高效的控制系统。详细分析了DCS控制系统和变频器在原油压缩机上的应用，以认识和提高原油压缩机在工业生产中的先进性和实用性。

关键词：原油；压缩机；DCS控制；变频器

中图分类号：TE967 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0012-02

原油稳定压缩机是油气集输系统生产中原油稳定、油气处理的重要设备，该装置对生产参数的控制要求较严格。目前，压缩机控制仪表为220 V供电，防爆等级低，没有数据远传功能，大多靠人为手动或简单仪表监测，仪表故障率较高，控制效率低，不容易查找事故原因，不便于生产管理，严重限制了压缩机装置自动化的进一步提高。为了提高压缩机自动运行能力，同时确保原油产量和质量，提高原油外输率，应用DCS控制系统对原油资源进行高效处理，既节约了资源，又最大限度地减少了对大气环境的污染，做到了社会效益、经济效益、环境效益三效益的协调统一。

1 原油稳定压缩机中引入变频器

压缩机启动时，电机的电流会比额定电流高5～6倍，不仅会影响电机的寿命，而且还会消耗较多的电量。电机的速度是固定不变的，而在实际使用过程中，有时要以较低或较高的速度运行，因此实行变频改造是非常必要的。变频器可以启动较小的电流获得较大的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷。它实行的是电机软启动，通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的，同时给设备提供过流、过压、过载等保护功能。

2 DCS的应用

2.1 DCS的概述

DCS又称分散控制系统，是由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又是可以集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统。它的控制功能比较分散，但管理功能相对比较集中。这种将模块分散化的控制方式，不仅可以改善控制的可靠性，不会因某个计算机的小故障使整个系统失去控制；而且当管理级发生故障时，下层的监控级仍具有独立控制能力，每级之间独立又有联系，各别控制器发生故障时不会对整个系统造成影响。DCS结构如图1所示。

2.2 DCS的结构特点

2.2.1 满足实时性、可靠性、扩充性的要求

由于网络对DCS系统的实时性、可靠性和扩充性有着严格的要求，因此DCS针对这些基本的性能有精心的设计。实时性，即确定的时间限度内完成信息的传送，这里的“确定”是指在任何情况下信息的传送都能在这个时间完成，它的通信网络有快速的实时响应能力。为增加可靠性，采用双总线、环线或双重星线的网络拓扑结构，且最大节点数量比实际的节点数量大几倍，这样随时可以增加新的节点，也迎合了扩充性的要求。

2.2.2 分层式的体系结构

第一层分散式的控制级直接面向工业对象，由不同的控制器完成各自的控制，完成各数据的采集和现场情况的信息整理，并向上级（即第二层监控级和CRT操作站）发送报告，检查各模块的正常工作运行；同时，加入报警模块，以便及时解决各模块出现的问题。第三层也是最顶层管理层，主要由高档微机或小型的管理计算机构成，为工厂的自动化综合体系和办公自动化系统服务。

2.2.3 有高速通信系统，可综合控制

DCS的实时性使传输速率提高，将各自的控制器和监控的计算机连接起来，使得控制更加准确、高效。每个模块与计算机的连接，便于了解分散控制和集中管理，实现系统的综合调控。

2.2.4 加入CRT操作站，可集中监测和操作

CRT是人—机接口，具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可以调节多种分辨模式且响应时间极短的优势，这样的显示器是一个图像更加精细的电视机，性价比也比LED高很多。

2.2.5 节能

该系统是对新型环保循环流换床补然锅炉和余热电站的控制方案的有益尝试。实践证明，该系统具有良好的性能价格比，可以最大程度地满足安全性要求高和控制复杂的特点，环保节能效益显著。

3 报警停机控制

安全性是原油工业中的一个重要因素，加工中易燃易爆设备的安全性不易控制。引入DCS控制系统，将各部分功能分散化，每部分出现故障时不会引起大的安全问题，也便于故障得到及时解决。报警停机控制由安全栓和报警设定器构成。欠油时，以压力润滑式自动空压机运转过程中的油压变化作为油控阀的控制指令，以排气筒压力作为气控阀的延时控制，在实现空压机欠油压时，断掉其空压机离合的进气气流并报警，从而实现自动保护。油压正常时，不影响空压机的正常工作。

参考文献

[1]张国雄.测控电路[M].第三版.北京：机械工业出版社，2008.

[2]郁汉琪.电气控制与可编程控制器应用技术[M].北京：东南大学出版社，2003.

[3]曹丰文，刘振来，祁春清.电力电子技术基础[M].北京：中国电力出版社，2007.

[4]周泽存，沈其王.高电压技术[M].北京：中国电力出版社，2007.

〔编辑：李珏〕

Abstract： The refrigeration compressor is regarded as the heart of the system， is to enhance the responsibilities pressure to suction pressure to enhance the exhaust gas pressure. Crude steady compressor run automatically need more capacity， the production process explosive device complex process， requiring a more secure and efficient control system. Detailed analysis of the DCS control system and inverter compressor used in the crude oil to raise awareness and compressors in industrial production of crude oil advanced and practical.

Key words： crude oil； compressor； DCS control； drive