自動(dòng)化儀器儀表在煉化生產(chǎn)節(jié)能中的應(yīng)用

曹 暉

（中國(guó)石油天然氣股份有限公司大港石化分公司，天津 300280）

0 引言

經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展給環(huán)境帶來一定影響，必須要采取保護(hù)措施進(jìn)行防范，避免對(duì)環(huán)境造成破壞，保護(hù)人類家園，同時(shí)也可以推動(dòng)環(huán)境發(fā)展。需要加大力度研發(fā)高科技產(chǎn)品，堅(jiān)持節(jié)能減排的戰(zhàn)略目標(biāo)。保護(hù)環(huán)境，減少對(duì)環(huán)境造成危害。本文主要分析在煉化生產(chǎn)過程中，應(yīng)用自動(dòng)化儀器儀表以及取得相應(yīng)的成果。

1 自動(dòng)化技術(shù)

最近幾年，技術(shù)在不斷發(fā)展，科技是第一生產(chǎn)力，我國(guó)已經(jīng)加大力度研發(fā)自動(dòng)化技術(shù)，取得很大成效。自動(dòng)化已經(jīng)廣泛應(yīng)用在人們生產(chǎn)生活中，改善了人們生活、工作的質(zhì)量，推動(dòng)了時(shí)代發(fā)展。在高科技時(shí)代背景下，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)可以改變事物發(fā)展?fàn)顟B(tài)，各行各業(yè)都要靈活應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，使企業(yè)在市場(chǎng)中更好生存。隨著自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展，科技成果越來越成熟，同時(shí)也出現(xiàn)了很多新型設(shè)備，廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。

2 煉化生產(chǎn)中自動(dòng)化儀表的應(yīng)用現(xiàn)狀

在煉化生產(chǎn)過程中，會(huì)對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行監(jiān)控，掌握所有動(dòng)態(tài)，保障自動(dòng)化設(shè)備順利應(yīng)用。在應(yīng)用控制單元和執(zhí)行單元這種形式時(shí)，可以控制遠(yuǎn)程設(shè)備，及時(shí)了解相關(guān)情況。如果發(fā)生問題也可以及時(shí)解決，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化管理，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患，避免造成嚴(yán)重事故，確保煉化順利生產(chǎn)。

在煉化生產(chǎn)過程中也有自動(dòng)化儀表系統(tǒng)，它主要用來測(cè)量壓力、溫度、流量和物位等相關(guān)參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)控制，確保生產(chǎn)參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)。在這個(gè)系統(tǒng)中還有一些其他自控系統(tǒng)，起到一定調(diào)節(jié)作用，及時(shí)對(duì)煉化生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)整，確保煉化設(shè)備具備一定生產(chǎn)能力。

在煉化生產(chǎn)過程中引用很多其他儀器，如壓力變送器，它主要用來檢測(cè)壓力容器和管線所承受的壓力，是否超過負(fù)荷，同時(shí)結(jié)合自控系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。將獲取到的相關(guān)數(shù)據(jù)與發(fā)展的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)超出規(guī)定范圍就啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制，通知相關(guān)工作人員進(jìn)行處理。煉化設(shè)備還安裝泄壓裝置，及時(shí)降低壓力，避免發(fā)生火災(zāi)，造成嚴(yán)重后果。在測(cè)量油井產(chǎn)能過程中，應(yīng)用自動(dòng)化儀表可以及時(shí)掌握煉化生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)并對(duì)其進(jìn)行分析，從而找出影響煉化生產(chǎn)的因素，制定相應(yīng)措施。采取最優(yōu)采油工程技術(shù)，提高水區(qū)開發(fā)效率，選擇合適的自動(dòng)化儀表，及時(shí)觀察使用情況，獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)煉化生產(chǎn)進(jìn)行數(shù)字化管理。

煉化生產(chǎn)是十分重要的工程，它的開發(fā)不斷深入，因此自動(dòng)化控制系統(tǒng)也在不斷完善。在煉化生產(chǎn)過程中應(yīng)用PLC 和DCS。它可以監(jiān)測(cè)煉化生產(chǎn)中的所有性能和參數(shù)，如果發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保煉化生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行，最終達(dá)到生產(chǎn)目標(biāo)。

3 煉化生產(chǎn)節(jié)能中應(yīng)用自動(dòng)化儀器儀表

3.1 合理設(shè)計(jì)自動(dòng)化儀器儀表系統(tǒng)

企業(yè)在進(jìn)行煉化生產(chǎn)過程中，需要借助自動(dòng)化儀器儀表來對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。這是十分關(guān)鍵的一步，在整個(gè)項(xiàng)目中，儀器儀表雖然只是起到一個(gè)輔助作用，但是在整個(gè)煉化生產(chǎn)過程中起著重要作用，它關(guān)系到項(xiàng)目能否正常運(yùn)行。

煉化生產(chǎn)過程中，一些處理裝置都會(huì)設(shè)計(jì)加熱爐等耗能大的設(shè)備，檢測(cè)這種設(shè)備會(huì)使用不同的自動(dòng)化儀表，降低能耗，避免造成更大損失。一些加熱爐需要收集介質(zhì)進(jìn)出口的溫度以及壓力參數(shù)，同時(shí)也要將這些參數(shù)信息輸送到總的控制系統(tǒng)，然后對(duì)其進(jìn)行處理，并且將處理結(jié)果再次反饋到加熱爐，使得加熱爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平衡，優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。

計(jì)算機(jī)科學(xué)在不斷發(fā)展，測(cè)量壓力溫度等的儀表也越來越朝著智能化的方向發(fā)展，這樣煉化工作人員的工作任務(wù)得到減輕。不再依靠人員進(jìn)行管理，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，同時(shí)也提高了精確性，降低了能耗。

3.2 優(yōu)化自動(dòng)化儀器儀表的選型

在優(yōu)化其他工藝項(xiàng)目過程中，可以看出自動(dòng)化儀表優(yōu)化時(shí)需要考慮相關(guān)性能，以及它是否具備經(jīng)濟(jì)性。目前，已研發(fā)出無壓損流量的儀表。因此在選擇儀表時(shí)，需要考慮技術(shù)和結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)聯(lián)合站時(shí)，經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在測(cè)量同一流體過程中，采用均速管流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，它所產(chǎn)生的壓力差比較小。但是這一項(xiàng)目十分復(fù)雜，雖然均速管流量計(jì)價(jià)格較高，但是耗能小、準(zhǔn)確度高，因此應(yīng)選擇這類儀表。

3.3 控制自動(dòng)化儀表的傳輸阻力

煉化生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化儀表與地面之間發(fā)生接觸，會(huì)受到一定阻力，并且這種阻力會(huì)受到各種因素影響。阻力不斷加大，在線路傳輸流體過程中會(huì)消耗更多能量，介質(zhì)和流量?jī)x表之間也會(huì)發(fā)生阻礙，并且阻礙很大，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，就要降低儀表所造成的阻礙。

（1）在流量測(cè)量裝置中，需要增加節(jié)流裝置的直徑比，這樣可以增大節(jié)流。在煉化生產(chǎn)監(jiān)測(cè)過程中都應(yīng)用了這種節(jié)流裝置，它使用范圍廣，但是從流體性質(zhì)來說具有黏性。當(dāng)液體傳輸經(jīng)過這些器件時(shí)會(huì)形成一些漩渦，消耗很多能量。當(dāng)液體靜壓力傳輸時(shí)，經(jīng)過這些節(jié)流裝置也會(huì)造成損失，并且難以恢復(fù)。由此可見，壓力損失越大，直徑比就越小，兩者是反比關(guān)系。如果要減少壓力損失，就需要增大直徑比，只有這樣才可以節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。

（2）可以通過控制調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)節(jié)能，為講述優(yōu)化調(diào)節(jié)閥的使用，在此說明閥阻比的概念，它是指當(dāng)閥體全部打開過程中，壓力降低的值除以管路總體壓力降低的數(shù)值。如果這個(gè)數(shù)據(jù)越大，說明在調(diào)節(jié)閥中所損失的能量就越多，然后在實(shí)際使用時(shí)會(huì)計(jì)算這一數(shù)值，一般所規(guī)定的數(shù)值在0.30.5，氣體的閥阻比較高。在煉化生產(chǎn)過程中，會(huì)利用調(diào)節(jié)閥來控制流量，降低閥阻比，這樣可以減少機(jī)泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中造成的消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

3.4 充分利用交流變頻技術(shù)

目前，工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用變頻技術(shù)，它的節(jié)能效果很好，具有很高經(jīng)濟(jì)性，為工業(yè)生產(chǎn)提供便利。在工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)中使用調(diào)速計(jì)，它可以控制好速度。在生產(chǎn)過程中應(yīng)用變頻技術(shù)，在安裝時(shí)其不會(huì)受到阻力，并且不會(huì)接觸；其次在控制速度時(shí)利用調(diào)速器直接控制機(jī)泵轉(zhuǎn)動(dòng)速度，這樣可以直接有效地控制好流量；最后在調(diào)速過程中它所涉及到的范圍很廣，取得了良好調(diào)速效果，也省掉了很多環(huán)節(jié)，避免受到其他因素影響，根據(jù)使用原則選擇相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥，降低壓力。通過變頻控制器組成一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這樣可以提高整體效率，采用這種方式可以降低電能消耗。

3.5 加強(qiáng)自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)

要使系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，就需要定期維護(hù)自動(dòng)化儀表系統(tǒng)。一般在維護(hù)過程中主要是查看檢測(cè)儀表的信號(hào)是否正常，還要檢查相關(guān)元件和線路，避免發(fā)生安全隱患，確保儀表順利運(yùn)行。在儀表使用過程中也要定期進(jìn)行清潔和潤(rùn)滑，保證其順利運(yùn)行。如干式高壓水表是對(duì)每口井進(jìn)行注水，然后計(jì)算注水量，在齒輪運(yùn)行時(shí)會(huì)增大耗能，但是如果注入的數(shù)值比測(cè)量值大，會(huì)使得注入的水過多，這樣也會(huì)浪費(fèi)資源，因此需要檢修表芯。

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)的儀器儀表應(yīng)用在煉化生產(chǎn)中，無法有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，因此煉化生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計(jì)階段就需要優(yōu)化自動(dòng)化儀器儀表系統(tǒng)。在安裝時(shí)也需要選擇合適類型，并對(duì)其進(jìn)行不斷處理，控制好自動(dòng)化儀表的傳輸阻力，使其在規(guī)定范圍內(nèi)。要借助交流變頻技術(shù)降低壓力，避免浪費(fèi)，同時(shí)又要維護(hù)自動(dòng)化儀表系統(tǒng)，確保其穩(wěn)定運(yùn)行，避免出現(xiàn)問題，造成嚴(yán)重事故。