屠永龍

摘要：針對天然氣的應用是非常重要的一項工序，其處理裝置控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性直接關系到天然氣處理工藝的最終效果。傳統(tǒng)的天然氣處理裝置控制系統(tǒng)存在著許多缺陷，如功能不夠全面、組態(tài)受到較多限制等，而集散控制系統(tǒng)的出現(xiàn)則為解決該類問題提供了新的思路。本文簡單分析了某天然氣處理裝置控制系統(tǒng)應用，為從事該行業(yè)的人員提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：分散控制系統(tǒng)：天然氣處理裝置

天然氣處理是指天然氣通過過濾、脫烴、脫硫、脫碳、脫水等工藝，得到符合管輸標準的商品氣，涉及有高溫高壓、易燃易爆的有毒介質(zhì)等工藝過程。由于設計上可能存在不足和缺陷，若裝置建成投運將會導致在裝置中存在各種潛在的安全隱患。新型的集散控制系統(tǒng)應用于天然氣處理裝置中，不僅能夠解決傳統(tǒng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題，還能夠保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行，提高系統(tǒng)可靠性，對天然氣處理質(zhì)量有著極為重要的意義，因此對該類系統(tǒng)的分析與研究是十分有必要的。

1系統(tǒng)現(xiàn)狀

某油田天然氣處理裝置自控系統(tǒng)采用RS3-DCS，該系統(tǒng)實現(xiàn)對整個裝置生產(chǎn)過程的監(jiān)控和保護，包括過程控制（PCS）、緊急關斷控制（ESD）、火氣探測（F&G）和消防控制。①控制卡運行負荷重，容易出錯。隨著工藝的不斷改造以及控制規(guī)模的增大使控制卡運行負荷加重。其閑空時間百分比現(xiàn)已降低到5% - 8%，這時控制卡中的程序及數(shù)據(jù)內(nèi)容備份時出錯，當冗余控制卡切換時會使數(shù)據(jù)丟失，從而造成生產(chǎn)運行不平穩(wěn)，并給安全帶來嚴重的不利影響;②無法離線組態(tài)及組態(tài)受限制。該系統(tǒng)無法進行離線組態(tài)并進行邏輯測試?？刂瓶ㄖg變量引用連接有著嚴格的控制，每塊控制卡的卡間連接為80條，這為組態(tài)中的變量引用帶來不方便，使組態(tài)受到較大的限制;③功能不完善，無法滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要。ROS操作站現(xiàn)通過NetDDE功能進行DCS數(shù)據(jù)上傳。無Web數(shù)據(jù)發(fā)布功能，無法適應“管控一體化”的發(fā)展趨勢。天然氣孔板流量計只能采用人工計算流出系數(shù)及普通溫壓補償公式，不能實時反映正確的標況流量，將影響天然氣流量的測量精度。

2某天然氣處理裝置概述

某天然氣地面工程系統(tǒng)，下設第一處理廠和第二處理廠，處理的天然氣主要來源于西集氣干線、東集氣干線等。盡管該系統(tǒng)的工藝流程不很復雜，但要求裝置長期連續(xù)運行。一旦發(fā)生大型事故，其政治經(jīng)濟影響涉及面寬、影響范圍廣、損失嚴重?，F(xiàn)以第一處理廠的TEG吸收塔為例。第一處理廠DCS采用了Honevwell公司的PKS系統(tǒng)，ESD系統(tǒng)采用了該公司的FSC系統(tǒng)，F(xiàn)SC系統(tǒng)具備的功能可滿足AK6級及SIL3級要求。受控工藝介質(zhì)為油水混合物，從9.5MPa操作壓力下通過LVOI調(diào)節(jié)閥限流降至0.6MPa，然后進入TEG加熱再生的低壓系統(tǒng)，工藝介質(zhì)壓降達8.9MPa。從工藝操作安全方面考慮，不允許9.5MPa 工藝介質(zhì)失控泄人設計壓力為1.6MPa的低壓系統(tǒng)，否則會造成低壓系統(tǒng)的設備或管線嚴重超壓發(fā)生爆裂，引發(fā)嚴重的安全事故。因此TEG吸收塔的低低液位成為一個重要的控制參數(shù)，需要加強其控制系統(tǒng)的安全性。

3升級方案

遵循的主導思想：利用新技術、新設備，結(jié)合實際，充分利用現(xiàn)有設備減少投資，盡量降低對生產(chǎn)的影響，努力實現(xiàn)自控系統(tǒng)安全可靠、功能強大、經(jīng)濟實用，為“管控一體化”的生產(chǎn)管理模式打下堅實的物質(zhì)技術基礎。①采用DeltaV冗余控制器及冗余RS31/0接口模塊來代替RS3系統(tǒng)的ControlFile控制器，以充分利用DeltaV的先進性及可靠性;②充分保留原RS31/0模塊，不能保留的可用DeltaVI/O模塊進行替代。這樣可以節(jié)省投資，減少工作量，并可降低對生產(chǎn)的影響程度。

4新型系統(tǒng)構(gòu)成

①工作站：工作站一般配置了三臺操作員站，三臺操作員站中還包括了一臺工程師站，將其作為一般的操作站配置的網(wǎng)絡服務器的作用在于對系統(tǒng)進行有效的管理、組態(tài)、對運行過程進行監(jiān)督，還可以將工廠管理的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與控制系統(tǒng)進行信息通信，并在Web技術的支持下進行遠程瀏覽;②控制站：控制站由高性能的冗余MD控制器、冗余DeltaVforRS31/0接口模塊、DeltaVI/O卡件以及原來的RS31/0模塊所組成。MD控制器提供現(xiàn)場設備與控制網(wǎng)絡中其他節(jié)點之間的通訊和控制。DeltaV系統(tǒng)創(chuàng)建的控制策略和系統(tǒng)組態(tài)也可以在這個功能更強的控制器中使用。功能強大的MD控制器通過底板與10卡件連接;③RS31/O接口模塊：采用RS31/O接口模塊可把RS3系統(tǒng)的ControlFile控制器升級到DeltaV系統(tǒng)的MD控制器。RS31/O接口模塊與ConLrolFile的串行通訊協(xié)議兼容。

5結(jié)語

綜上所述，目前該系統(tǒng)運行平穩(wěn)，安全可靠，通過對該系統(tǒng)的升級，解決了原系統(tǒng)中存在的問題，發(fā)揮DeltaV系統(tǒng)的優(yōu)勢，提高了天然氣處理裝置控制系統(tǒng)的安全性、可靠性、實用性以及先進性，并提高自動化運用水平。今后還可以充分發(fā)揮PlantWeb的功能及性能，擴展工藝參數(shù)的應用范圍并融人生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)中，實現(xiàn)“管控一體化”。

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