（大庆油田自动化仪表有限公司 黑龙江省大庆市 163000）
摘要：根据原油品质和污水品质的不同，联合站内工艺设备有所不同。联合站分为油站和水站，本文列出联合站的典型工艺流程，并对流程中各环节应用的仪表自动化控制提出合理化建议。
关键字：联合站；工艺流程；水站；油站；仪表；自动化控制
1 仪表自动化控制在联合站运行中的作用
联合站是油田原油生产过程中重要的部门，其运行是集油水分离、原油稳定、污水处理、天然气处理、外输计量等多个系统为一体的综合生产过程。为了提高整个联合站的运行质量，避免或减少事故的发生，节约能源，最终提高效率和管理水平，对联合站主要生产流程进行自动化改造显得非常必要[1]。油田联合站自动化改造是实现对整个生产工艺过程及辅助系统的各种主要生产参数的自动采集、监控，保障生产工艺系统安全、可靠、平稳的运行，提高盘库的速度和准确度，提高系统效率，减少能源消耗；并将采集的实时数据上传，为生产报表生成系统和其它生产管理系统提供原始数据[2-3]。
2 水站工艺流程及仪表自动化控制
水站是处理从联合站排出的污水，处理后的水输送到注水站，重新注入地下。目前，油田污水站工艺虽然有一定的差别，但总体上差别不大[4]。水站典型流程包括一次/二次除油罐控制系统、加药系统、过滤器处理系统等。
2.1 一次/二次除油罐、缓冲罐
从油站中排出的含油污水与各种药剂充分混合，在一/二次除油罐停留一定时间将污水中的油分脱掉。油自动从一/二次除油罐的集油槽中溢出，水自动从水槽中溢出。罐的结构使液位和界面始终保持在一定的位置，所以检测一/二次除油罐的液位和界面的意义不大；而缓冲罐的液位检测和高低液位报警非常重要。当低液位时为防止外输水泵抽入大量缓冲罐的密闭天然气，低液位时应自动报警及联锁停外输水泵，高液位报警则是防止冒罐。
2.2 过滤器系统
过滤器为独立设备，一般自带PLC，控制由自带PLC 完成。PLC 将工艺参数上传中控室PLC 系统，在操作站显示过滤器工艺参数。过滤器自带PLC 和中控室PLC 系统之间的数据通信一般通过Modbus 和以太网等，无论采用哪种通信方式，都要求双方通力合作解决二者之间的接口问题。
2.3 加药系统
污水站需要向来液中加絮凝剂、阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等药剂。通常各种药剂加入量一直是人工凭经验控制，无法保证污水处理的技术指标，同时生产成本难以控制。采用自动化技术，根据来液参数经过复杂计算，由计算机自动、实时控制加药量，可保证系统加药量符合生产需要，合理控制生产成本。
3 油站工艺流程及仪表自动化控制
油站主要包括高效分水器（油水气分离控制）、一次/二次沉降罐、加热炉，其作用是原油稳定，原油外输等[5]。
3.1 高效分水器
高效分水器是将水、原油和溶解于原油中的气体在分水器中一定的压力和温度下分离，采用浮子液位三相调节阀来调节油、水、气的排出量。高效分水器的自动化控制主要为精细调节，以控制出油、出水和出气量，使分水器的效率发挥到最大。整个系统采用了应急安全保护措施，利用油气界面高低限报警，在出水调节回路中加入快速切断阀作为旁通回路。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设定压力报警上上限值，一旦压力超高立即启动紧急保护控制措施，保证分水器在正常压力下平稳运行。在实际运行中，如果两级分离器串联运行，则要求加入一级、二级气体（压力） 平衡调节，保证整个系统平稳运行。
3.2 一次/二次沉降罐
在重力作用下，一次沉降罐的原油不断溢入集油槽并流入二次沉降罐；污水从一次沉降罐的水槽中经虹吸管不断流出。为了达到较好的除水效果，含水原油和各种药剂在进入沉降罐前充分混合，在一/二次沉降罐中停留一定时间，使含水原油在经过一/二次沉降罐后含水降到30％以下。一次沉降罐的油和污水自动流出，水槽的高度根据原油中的含水量来调节。在二次沉降罐中油和水的排出基本上采用人工操作，工人根据经验确定脱手泵和排水阀的开关时间和长短。在二次沉降罐中加入液位和界面的检测，根据油和水的高度来自动控制泵和阀的开关，从而达到较精确的分离。一/二次沉降罐中如果含的天然气较多，可以采用大罐密闭抽气，回收天然气，减轻大气污染。
3.3 加热炉
加热炉控制采用实时采集现场仪表数据，自动调节加热炉的运行状态，出现故障紧急停机等措施来提高燃料油燃烧效率，保障安全运行，从而提高生产效率。每台加热炉设立压力、温度、氧含量、液位、燃料量检测等仪表，设置自动、实时的采集方式，改手动控制为计算机远程控制，并且自动监视加热炉的运行状况，既保证了工艺设备的安全，又减少了能源消耗，同时减轻了工人的劳动强度。密闭的加热炉系统需要加入压力检测，设置压力高限报警；对于常压炉系统，液位是较重要的检测参数，设置液位极低限报警。将压力高限报警或液位极低限报警加入变频器控制回路中，控制变频器，如果压力高限报警或液位达极低限，则切断燃料油，防止空烧，避免事故的发生。在加热炉系统中，加入带比例式调节器的燃烧控制器，控制加热炉的燃烧，能检测火焰的明暗，控制燃料油的大小。可以从燃烧器的控制继电器把加热炉的工作状态、故障报警、加热炉启停、燃烧火焰引入计算机控制系统，监视加热炉的工作状态。
3.4 原油稳定（包括压缩机和稳定塔）
压缩机在整个联合站占重要地位，其运行的好坏将影响站内原油的处理。天然气处理不完全，原油中就会含大量天然气，造成加热炉负荷增大，能源浪费，也会使轻质油油品质量下降。
压缩机一般自带电气控制柜，使用的仪表为DDZⅡ型表，无法将检测参数引进设计的PLC系统，拟改为报警设定器控制压缩机的启停，可同时将信号引入计算机系统。 压缩机的电机转速由变频器根据稳定塔的出气压力（压缩机的进口压力） 控制。如果压缩机的进口压力很低，电机转速就会很慢，甚至停机。为了保证在进口压力很低时压缩机不停机，给变频器设定最低下限频率，让压缩机在进口压力很低的情况下以一定的转速匀速运行。正常运行时压缩机一开一备，检测点温度、压力分为两路，一路引入报警设定器，根据报警系统程序，按照设定值发出故障报警停机的控制信号，停机保护；另一路引入PLC系统，在发生故障或压缩机停机时声光报警，提示操作工对问题进行处理。
稳定塔的液位检测采用双法兰液位计。在实际生产过程中，稳定塔上层液位采用调节阀或变频器来控制，根据大罐液位设定值，将稳定塔液位控制在一定的高度，以保证压缩机的进气压力。稳定塔塔顶温度由加热炉控制，它影响压缩机的气体处理，影响闪蒸温度；将塔顶温度加入加热炉的控制系统中以保证稳定塔的运行温度，进而保证压缩机的运行。
4 结束语
在采油生产中大量应用智能化、系统化程度越来越高的自动化仪表装备, 来满足采油生产、开发的需要,特别是油田生产的油水处理站、中转站的现场仪表的测量要求更加精准,确保前端采油生产参数准确测量，并能将生产参数数据采集后传到网络服务器,这对于提高采油生产的可控度及减轻工人的劳动强度,保障操作员工的人身安全起到了重要的作用,使油田由原来的粗放式生产向精细化、数字化方向转变，极大的提高了油田生产的自动化程度。
参考文献：
[1]吴明,孙万富.油气储运自动化[M].北京:化学工业出版社,2006.
[2]蒋勤勤.自动化仪表与装置[M].北京:中国标准出版社,2005.
[3] 潘永湘,杨延西,赵跃.过程控制与自动化仪表(第2版)[M].北京:机械工业出版社,2008.
[4] 夏立明.自动化仪表在实现数字化油田中的应用[J]. 吉林化工学院学报.2012,29(11): 13~16
[5]徐超平,兰婷.油田联合站的自动化改造[J].仪表电气,32(02):55~57
作者简介：
许化文，19820623，男，大庆油田自动化仪表有限公司，工程师，本科。
论文作者:许化文
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/13
标签：加热炉论文; 液位论文; 原油论文; 压缩机论文; 压力论文; 系统论文; 油田论文; 《电力设备》2016年第22期论文;