自動化技術在油田集輸安全方面的應用

孫朝陽 杲靜 曹金龍 李慶磊

摘要：因為油田企業(yè)生產(chǎn)的特殊化，在生產(chǎn)過程中往往伴有較大的安全風險;且隨著國家對于安全環(huán)保的嚴格要求及自動化技術在安全管控方面的高可靠、高擴展、高效率使得自動化技術在油田安全生產(chǎn)中占據(jù)不可或缺的重要地位。

關鍵詞：自動化技術;油田集輸;安全

在油田企業(yè)的開采、集輸、生產(chǎn)過程中，原油及天然氣作為產(chǎn)出物，不僅易燃易爆還往往伴有大量的有毒有害物質(zhì);且生產(chǎn)工藝流程多為高溫高壓性質(zhì)的連續(xù)作業(yè)。油田集輸作為原油及天然氣的集中處理場所，在生產(chǎn)過程中往往伴有較大的安全風險，在生產(chǎn)過程中一旦發(fā)生控制失誤時，極易導致重大的安全事故。在自動化和信息化迅猛發(fā)展的新世紀，將自動化、信息化技術應用于油田集輸生產(chǎn)可有效降低安全事故的發(fā)生率，規(guī)范生產(chǎn)流程，加強生產(chǎn)安全管理是一種有效手段。

油田集輸生產(chǎn)的特點：

1.生產(chǎn)規(guī)模較大、連續(xù)化生產(chǎn)

2.設備運行周期長、工藝生產(chǎn)連續(xù)性較高

3.裝置常滿負荷運行、工藝過程要求參數(shù)較為穩(wěn)定

4.工藝條件苛刻，常有高溫、高壓、低溫、真空、有毒有害等特點

5.外界環(huán)境因素惡劣，如腐蝕、沙塵等

西北油田三號聯(lián)合站現(xiàn)自動化建設狀況：

塔河油田三號聯(lián)合站于2005年建成投運，現(xiàn)已投用14年，設計原油處理能力為180萬噸/年，主要負責塔河油田8區(qū)、10區(qū)、TP區(qū)的原油處理任務。輕烴站于2008年建成投運，已投用11年，設計處理規(guī)模為50×104m3/d，主要負責處理三號聯(lián)伴生氣。目前三號聯(lián)合站、輕烴站DCS系統(tǒng)硬件均使用FOXBORO的IA系統(tǒng)，其中三號聯(lián)合站DCS系統(tǒng)于2005年投用，輕烴站DCS系統(tǒng)于2008年投用：兩套系統(tǒng)共用一套軟件及操作站（1臺工程師站和7臺操作員站）。另外ESD系統(tǒng)于2005年建成投運，已投運12年，ESD系統(tǒng)使用施耐德集團旗下TRICONEX公司TRIDENT三重化安全控制系統(tǒng)。

監(jiān)測信號通過冗余的工業(yè)以太網(wǎng)與操作室及值班室的計算機管理控制系統(tǒng)連接，將全站所有的測控信號上傳，實現(xiàn)全站的集中控制和管理。加熱爐、加藥系統(tǒng)、大罐抽氣、儀表風壓縮系統(tǒng)、無熱再生式干燥器、高效過濾器系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)及火炬系統(tǒng)等均設計成撬，撬塊的就地控制系統(tǒng)由成撬廠家配套提供，負責完成撬塊內(nèi)部工藝參數(shù)的采集、檢測及調(diào)節(jié)、控制功能，并使用RS485接口與DCS系統(tǒng)進行通訊，在DCS系統(tǒng)的操作站上顯示部分自控參數(shù)和進行部分聯(lián)鎖。從系統(tǒng)設計和配備上來說，三套系統(tǒng)都選用國際較為先進的進口控制系統(tǒng)。

目前數(shù)據(jù)采集總點總數(shù)為3281處，控制總點數(shù)為439處，占總點數(shù)的13.4%;視頻總點數(shù)為48臺，包括周界防護及站內(nèi)視頻監(jiān)控，視頻完好率100%;基本能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)廠區(qū)裝置運行監(jiān)控的全覆蓋。

一、工藝生產(chǎn)參數(shù)監(jiān)控

現(xiàn)場儀表對于生產(chǎn)過程中，各工藝重要節(jié)點的參數(shù)進行實時監(jiān)控并將數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫中，通過設置報警值，在達到參數(shù)預設值時報警，使得崗位員工能夠及時發(fā)現(xiàn)問題所在，保障在問題出現(xiàn)時能夠及時組織各專業(yè)人員查看分析，將安全隱患扼殺于萌芽之中，進而減少事故的發(fā)生，防患于未然。所以儀表對于工藝系統(tǒng)的監(jiān)測尤為重要，不僅可以反映生產(chǎn)過程中存在的隱患問題，還可以通過發(fā)現(xiàn)關鍵參數(shù)的異常來及時對工藝環(huán)節(jié)進行調(diào)整，保障產(chǎn)品的合格率，提高經(jīng)濟效益。

二、緊急停車降低風險

在正常情況下，三號聯(lián)輕烴站ESD系統(tǒng)是處于靜態(tài)的，不需要人為干預。作為安全保護系統(tǒng)，凌駕于生產(chǎn)過程控制之上，實時在線監(jiān)測裝置的安全性。只有當生產(chǎn)裝置出現(xiàn)緊急情況時，直接由ESD發(fā)出保護聯(lián)鎖信號，對現(xiàn)場設備及人員進行安全保護，避免危險擴散造成巨大損失。而且人在危險時刻的判斷和操作往往是滯后的、不可靠的，而ESD系統(tǒng)則可以進行準確有效的指令下達，避免危害的擴大。

三、連鎖報警快捷迅速

在油田集輸?shù)纳a(chǎn)過程中，設備及裝置常處于連續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，就使得對于溫度、液位、壓力等參數(shù)做出了較高的要求;當工作人員進行了誤操作或者參數(shù)異常時能夠及時報警，使得操作人員可及時作出反應，對相應的參數(shù)進行聯(lián)調(diào)。另有部分裝置設備進行設置相關參數(shù)聯(lián)鎖控制，在參數(shù)波動范圍較大時能夠根據(jù)前端或后端的設備進行連鎖控制，使得參數(shù)維持于較小的正常波動范圍內(nèi)。

四、視頻監(jiān)控直觀高效

西北油田三號聯(lián)合站地處新疆庫車縣與沙雅縣交界處，在新疆反恐維穩(wěn)新形勢的要求下，保障油田集輸生產(chǎn)安全，全方位、全天候、無死角監(jiān)控顯得尤為重要。而作為安防技術的視頻監(jiān)控對于監(jiān)控區(qū)域可以直觀、方便進行實時顯示;并可使遠程監(jiān)控人員及時發(fā)現(xiàn)不安全行為，通過喊話裝置進行及時制止，避免更大的損失產(chǎn)生。

五、周界防護保障安全

西北油田三號聯(lián)合站周界防護系統(tǒng)通過對站庫圍欄整體振動光纖的安裝，在現(xiàn)場圍欄有振動源的情況下，通過對震動信號的采集至現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集柜上傳至集中控制室控制平臺產(chǎn)生報警并聯(lián)鎖各防區(qū)視頻監(jiān)控進行報警跟蹤;確保站庫能夠無死角對各防區(qū)進行監(jiān)控及追蹤。

綜上所述，自動化及信息化技術在油田集輸過程中的使用，不僅可實現(xiàn)工藝參數(shù)、生產(chǎn)過程的自動監(jiān)控和調(diào)整等從而減少事故的發(fā)生幾率，降低人員和財產(chǎn)損失;而且在保障工藝生產(chǎn)安全、高效運行中也起著尤為關鍵的作用。