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分離器的液位變送器和開(kāi)關(guān)改造探索
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分離器的液位變送器和開(kāi)關(guān)改造探索

時(shí)間:2017-12-13 16:07:56

 摘 要: 渤海明珠號(hào) FPSO 入口分離器 F-V-801 及二級(jí)分離器 F-V-702 的油相內(nèi)置式磁浮子液位變送器穩(wěn)定性欠缺、 液位開(kāi)關(guān)經(jīng)常誤動(dòng)作,為保證油田穩(wěn)定生產(chǎn),只能申請(qǐng)中期旁通。 由于油田始終處于生產(chǎn)狀態(tài), 無(wú)條件對(duì)其進(jìn)行維修。 通過(guò)添加外掛式液位變送器及配套液位開(kāi)關(guān),與原內(nèi)置式液位開(kāi)關(guān)硬線并聯(lián),組成邏輯上的雙表決,解決了長(zhǎng)期困擾油田工藝流程運(yùn)行的隱患, 為公司節(jié)省了經(jīng)濟(jì)成本并穩(wěn)定了生產(chǎn),對(duì)其它油田類似問(wèn)題的解決有很好的借鑒意義。bC1壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
1 前言
       明珠號(hào)入口分離器 F-V-801 和二級(jí)分離器 F-V-702 的油相液位開(kāi)關(guān)頻繁報(bào)警或長(zhǎng)期處于報(bào)警狀態(tài)。這些液位開(kāi)關(guān)為罐內(nèi)安裝的磁浮子式液位開(kāi)關(guān),受罐內(nèi)液位、壓力、泡沫、原油粘性等因素影響較大,而正常生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)條件進(jìn)行維修及測(cè)試,再加上明珠 FPSO 的生產(chǎn)處理量的增加,為了不影響油田生產(chǎn),只能將四個(gè)液位開(kāi)關(guān)進(jìn)行中期旁通,但是這也成為影響安全和穩(wěn)定生產(chǎn)的隱患。
 
 
2 改造思路探索
       在油田正常生產(chǎn)狀態(tài)下,無(wú)條件對(duì)內(nèi)置式液位開(kāi)關(guān)進(jìn)行維修,只能在罐外安裝新的液位變送器和開(kāi)關(guān),以實(shí)現(xiàn)對(duì)罐體內(nèi)液位的準(zhǔn)確測(cè)量。外置式磁浮子液位計(jì)結(jié)構(gòu)基于連通器原理,主導(dǎo)管內(nèi)的液位和容器設(shè)備內(nèi)的液位高度一致。根據(jù)阿基米德定理,磁性浮子在液位中產(chǎn)生的浮力和重力平衡,浮子浮在液面上。當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí),液位計(jì)主導(dǎo)管中的浮子也隨之升降,浮子內(nèi)的永久磁鋼通過(guò)磁耦合驅(qū)動(dòng)指示器內(nèi)的紅白翻柱翻轉(zhuǎn) 180 度,當(dāng)液位上升時(shí),翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色,液位下降時(shí),翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色。指示器的紅白界位處容器內(nèi)介質(zhì)液位的實(shí)際高度,從而顯示罐內(nèi)的的液位 。配合磁控液位變送器使用,可就地?cái)?shù)字顯示或輸出 4-20mA 的標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)傳電信號(hào)至中控 DCS 系統(tǒng)中,也可以配合磁性控制開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān)使用,對(duì)液位監(jiān)控報(bào)警或?qū)M(jìn)液、出液設(shè)備進(jìn)行控制。在功能上,可以通過(guò)兩種方式讓新加液位開(kāi)關(guān)參與到工藝流程的邏輯控制中。一種是將新加液位開(kāi)關(guān)信號(hào)線接入中控 ESD 系統(tǒng)備用 DI 點(diǎn),申請(qǐng) ESD 廠家服務(wù)工程師進(jìn)行組態(tài);另一種是在現(xiàn)場(chǎng)接線箱直接將新加液位開(kāi)關(guān)信號(hào)與原內(nèi)置式液位開(kāi)關(guān)信號(hào)硬線并聯(lián),只有兩個(gè)液位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)同時(shí)斷開(kāi)才會(huì)觸發(fā)報(bào)警,從而組成邏輯上的雙表決。綜合比較兩種方案,后者無(wú)疑更具經(jīng)濟(jì)性及可行性。
 
3 改造方案確定
3.1 對(duì)現(xiàn)有外置磁浮子液位計(jì)進(jìn)行換型
       原入口分離器 F-V-801 和二級(jí)分離器 F-V-702的油相各有一個(gè) KROHNE 公司的外置式磁浮子液位計(jì),換型為 K-TEK 公司的帶液位變送器及液位開(kāi)關(guān)的磁翻板液位計(jì)(www.huoyumi.com),液位變送器 4-20mA 信號(hào)可以遠(yuǎn)傳到中控 DCS 系統(tǒng)中,提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示,給中控操作人員提供操作依據(jù)及參考�?紤]到原油中含有腐蝕性物質(zhì),所以要求 K-TEK 公司對(duì)磁浮子及液位計(jì)主導(dǎo)管進(jìn)行反腐處理,提高液位計(jì)的工作穩(wěn)定性及使用期限。原油粘性對(duì)磁浮子的浮力及動(dòng)作有一定影響,訂購(gòu)液位計(jì)時(shí)也向廠家提供油田原油密度、粘度等數(shù)據(jù),廠家對(duì)液位計(jì)的管桶內(nèi)部涂敷不沾涂層,根據(jù)檢測(cè)介質(zhì)密度對(duì)磁浮子進(jìn)行配重,從而保證浮子上下浮動(dòng)更順暢,液位顯示更準(zhǔn)確。
 
3.2 新加液位變送器信號(hào)接入中控 DCS
       由于現(xiàn)場(chǎng)到中控室的電纜鋪設(shè)極其困難,改造借用除沙器裝置(目前處于停用狀態(tài))上兩個(gè)差壓變送器(PDT-9510A 和 PDT-9510B) 的電纜及 AI 通道(=18EB501 和=18EB502),將新裝液位變送器信號(hào)引入中控。并且通過(guò)邏輯,在中控顯示相關(guān)的報(bào)警狀態(tài)。具體邏輯和中控組態(tài)如下圖:
DCS報(bào)警邏輯圖DCS流程圖組態(tài)圖
       其中圖 1、圖 2 中的低報(bào)設(shè)定點(diǎn)、高報(bào)設(shè)定點(diǎn)只作為對(duì)中控操作人員的提醒只用,并不參與邏輯運(yùn)算也不產(chǎn)生任何關(guān)斷。
 
3.3 液位開(kāi)關(guān)關(guān)斷邏輯改造
       原來(lái)液位高高報(bào)警動(dòng)作頻繁的主要原因是罐內(nèi)磁浮子較小,受罐內(nèi)液位、壓力、泡沫、原油粘性等因素影響較大。改造后 V-702 及 V-801 的油相液位低低的信號(hào)取自外掛在現(xiàn)場(chǎng)磁翻板上的電器開(kāi)關(guān)上,原內(nèi)置液位開(kāi)關(guān)進(jìn) ESD 功能取消。改造后 V-801 及 V-702 的油相液位高高信號(hào)采用內(nèi)置液位開(kāi)關(guān)和外置液位開(kāi)關(guān)相并聯(lián)后再接入 ESD 系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)邏輯上的雙表決,即當(dāng)兩個(gè)液位開(kāi)關(guān)都檢測(cè)到液位高時(shí),觸點(diǎn)都斷開(kāi),觸發(fā)關(guān)斷信號(hào),只有一臺(tái)檢測(cè)到高液位不發(fā)出關(guān)斷信號(hào),這樣既維持了生產(chǎn)的穩(wěn)定又保證了安全可靠。改造后的邏輯關(guān)系如下圖:
油相液位高高關(guān)斷邏輯圖
3.4 功能測(cè)試
       為確保改造后液位開(kāi)關(guān)信號(hào)有效可靠,在整體線路改造完成后,進(jìn)行如下測(cè)試:在 ESD 旁通 V-801 及V-702 液位高高及液位低低開(kāi)關(guān)信號(hào);通過(guò)通斷現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)接線、人為移動(dòng)外置式磁浮子、主動(dòng)控制罐內(nèi)液位高低觸發(fā)報(bào)警,經(jīng)多次反復(fù)測(cè)試,換型后的外掛式液位開(kāi)關(guān)與內(nèi)置式液位開(kāi)關(guān)配合工作穩(wěn)定,感應(yīng)靈敏,動(dòng)作準(zhǔn)確。
 
4 改造效果檢驗(yàn)
       2012 年 3 月份完成本次改造之后,并未馬上取消旁通,而是繼續(xù)對(duì)改造后的開(kāi)關(guān)進(jìn)行為期一個(gè)月的旁通觀察。5 月初,從 ESD 系統(tǒng) SOE 記錄中提取出LSLL8983、LSHH8984、LSLL8531、LSHH8532 四個(gè)液位開(kāi)關(guān)從 2011 年 9 月至 2012 年 4 月的報(bào)警數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)及分析如下:
四個(gè)液位 開(kāi)關(guān)從 2011 年 9 月至 2012 年 4 月的報(bào)警數(shù)據(jù)
       其中 LSHH8984 的一次報(bào)警為 4 月 14 日進(jìn)行關(guān)斷信號(hào)測(cè)試時(shí)產(chǎn)生的,LSHH8532 的三次報(bào)警,分別為4 月 14 日關(guān)斷信號(hào)測(cè)試報(bào)警 2 次,4 月 27 日調(diào)整報(bào)警點(diǎn)時(shí)報(bào)警 1 次,說(shuō)明 LSHH8984、LSHH8532 在整個(gè) 4月內(nèi)未產(chǎn)生誤報(bào)警,而 LSLL8983、LSLL8531 依然存在由于工藝流程控制而產(chǎn)生的報(bào)警。通過(guò)以上數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以看出,經(jīng)過(guò)改造之后,V-801、V-702 油相四個(gè)液位開(kāi)關(guān),穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。功能測(cè)試結(jié)果表明,此次改造效果良好,改造后的液位開(kāi)關(guān)能夠滿足生產(chǎn)期間的液位監(jiān)測(cè)及工藝安全保護(hù)需要。隨后逐步取消 LSHH8984 及 LSHH8532 的中期旁通。
 
結(jié)語(yǔ)
       本次改造之前,為了維持油田穩(wěn)定生產(chǎn),只能退而求其次,申請(qǐng)對(duì) LSHH8984、LSHH8532 進(jìn)行中期旁通,這卻給工藝流程埋下了不小的安全隱患。2012 年,油田產(chǎn)量節(jié)節(jié)攀升,每日處理來(lái)液#高達(dá)到 12000 多方,每日產(chǎn)油#高達(dá)到 6900 方。缺乏液位高高關(guān)斷信號(hào)的保護(hù),萬(wàn)一工藝控制出現(xiàn)小差錯(cuò)或閥門(mén)失靈,洶涌的單點(diǎn)來(lái)液很容易由 V-801 竄入火炬分液罐,再通過(guò)火炬塔落入海里。在對(duì)安全環(huán)保越來(lái)越重視的今天,這是油田難以承受的責(zé)任。改造之后,液位高高動(dòng)作靈敏可靠,無(wú)疑給生產(chǎn)安全加上了一道值得信賴的保險(xiǎn)。改造成功解決了長(zhǎng)期困擾油田的安全隱患,為海上安全生產(chǎn)提供了有力保障,為油田類似的設(shè)備問(wèn)題提供了全新的維修和改造思路,對(duì)其它海上油田設(shè)施平臺(tái)亦有一定的借鑒意義。
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