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海上平臺(tái)開(kāi)排槽液位自動(dòng)控制系統(tǒng)改造
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海上平臺(tái)開(kāi)排槽液位自動(dòng)控制系統(tǒng)改造

時(shí)間:2022-01-12 17:26:30

         摘要:海上某平臺(tái)共有 4 個(gè)開(kāi)排槽,開(kāi)排槽內(nèi)介質(zhì)主要有雨水,污油,聚合物等。在平臺(tái) ODP 設(shè)計(jì)中開(kāi)排槽不安裝液位監(jiān)測(cè)設(shè)備。后期投產(chǎn)使用過(guò)程中,中控一直無(wú)法對(duì)開(kāi)排槽液位進(jìn)行實(shí)時(shí)有效監(jiān)測(cè)。開(kāi)排槽液位監(jiān)測(cè)只能通過(guò)人員定時(shí)巡檢并手動(dòng)啟動(dòng)和停止氣動(dòng)隔膜泵將開(kāi)排槽內(nèi)介質(zhì)輸送到開(kāi)排罐內(nèi)。人員不能全天候?qū)﹂_(kāi)排槽液位進(jìn)行有效監(jiān)測(cè),如突發(fā)異常情況,開(kāi)排槽液位上漲迅速,隔膜泵未及時(shí)啟動(dòng),存在發(fā)生溢油環(huán)保事故的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)此情況,平臺(tái)儀表專業(yè)人員通過(guò)自檢自修對(duì)海上某平臺(tái)開(kāi)排槽安裝液位變送器、中控進(jìn)行組態(tài)、氣動(dòng)隔膜泵進(jìn)行改造,完成了開(kāi)排槽液位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并對(duì)液位進(jìn)行自動(dòng)控制工作。此項(xiàng)工作的完成取得了良好的質(zhì)量效益。qqW壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
1、項(xiàng)目背景
         海上某平臺(tái)共有 4 個(gè)開(kāi)排槽,開(kāi)排槽內(nèi)介質(zhì)主要有雨水,污油,聚合物等。
 
         在平臺(tái)前期設(shè)計(jì)中開(kāi)排槽沒(méi)有設(shè)計(jì)安裝液位監(jiān)測(cè)設(shè)備,中控?zé)o法對(duì)開(kāi)排槽液位進(jìn)行有效監(jiān)控。中控?zé)o法對(duì)開(kāi)排槽液位進(jìn)行監(jiān)測(cè),只能通過(guò)定時(shí)人員巡檢并手動(dòng)啟動(dòng)和停止氣動(dòng)隔膜泵將開(kāi)排槽內(nèi)介質(zhì)輸送到開(kāi)排罐內(nèi)。一方面人員不能 24 小時(shí)對(duì)開(kāi)排槽液位進(jìn)行有效監(jiān)測(cè),突發(fā)異常情況 ( 夏季暴雨 ) 開(kāi)排槽液位上漲迅速,隔膜泵未及時(shí)啟動(dòng),存在發(fā)生溢油環(huán)保事故的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面,每隔一到兩小時(shí)人為啟動(dòng)一次隔膜泵,大大的消耗了人力 ( 如圖 1 所示 )。
開(kāi)排槽生產(chǎn)流程
         本平臺(tái)設(shè)有 1 套中央控制系統(tǒng),其中包括過(guò)程控制系統(tǒng)(PCS),應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng) (ESD) 和火氣監(jiān)控系統(tǒng) (FGS),各平臺(tái)均
設(shè)置 PCS、ESD 系統(tǒng)機(jī)柜,F(xiàn)GS 機(jī)柜全部放置于 N 平臺(tái)中控室。過(guò)程控制系統(tǒng) (PCS) 采用的是 EMERSON DevltaV 產(chǎn)品,應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng) (ESD) 和火氣監(jiān)控系統(tǒng) (FGS) 均采用的是EMERSON DeltaV SIS 產(chǎn)品。3 套系統(tǒng)在控制層及其以下相互好立,在管理層則共享人機(jī)界面和通信網(wǎng)絡(luò)。
 
2、技術(shù)簡(jiǎn)介 
2.1 改造方案 
2.1.1 開(kāi)排槽基本參數(shù) 
海上某平臺(tái)共有四個(gè)開(kāi)排槽,詳細(xì)參數(shù)如下: 
 
O 平臺(tái)開(kāi)排槽:容積為 5 m3 
尺寸:1 500 mm(L)×1 500 mm(W)×2 300 mm(H) 
 
氣動(dòng)隔膜泵:排量為 10 m2/h 
工作壓力 :200 KPa; 
 
N 平臺(tái)開(kāi)排槽:容積均為 3 m3 
尺寸:1 200 mm(L)×1 200 mm(W)×2 300 mm(H) 
 
氣動(dòng)隔膜泵:排量為 6 m2/h 
工作壓力 :200 KPa; 
 
n 平臺(tái)開(kāi)排槽:容積為 2 m3 
尺寸:1 500 mm(L)×850 mm(W)×2 000 mm(H) 
 
氣動(dòng)隔膜泵:排量為 8 m2/h 
工作壓力 :200 KPa; 
 
2.1.2 改造設(shè)計(jì)方案 
平臺(tái)開(kāi)排槽深度為 2 300 mm,開(kāi)排槽內(nèi)介質(zhì)為雨水、粘稠 污油、濾網(wǎng)清洗的聚合物等,正常液位維持在 1 000 mm 左右。 定時(shí)人為的啟動(dòng)排量為 10 m2/h 的氣動(dòng)隔膜泵,將開(kāi)排槽內(nèi)的 介質(zhì)輸送到開(kāi)排從而進(jìn)入生產(chǎn)流程。平臺(tái)上目前有從原油高效分離器和斜板除油器上換型下來(lái)的三暢磁致伸縮液位變送器,廢棄氣動(dòng)蝶閥上拆卸下來(lái)的三通電磁閥,中控有預(yù)留的 AI和 DO 通道,開(kāi)排槽液位自動(dòng)控制系統(tǒng)的改造可行[1]。改造方案如圖 2 所示:
(1) 選取合適量程可用的磁致伸縮液位變送器,經(jīng)改造后安裝到 O平臺(tái)開(kāi)排槽。
(2) 選取中控預(yù)留的 AI 和 DO 通道,完成上位機(jī)的組態(tài)程序和組態(tài)畫(huà)面,并下裝到相應(yīng)的控制器。
(3) 對(duì)啟動(dòng)隔膜泵的控制氣路進(jìn)行改造,安裝電磁閥。
(4) 根據(jù)生產(chǎn)流程,啟泵液位設(shè)置為 1 400 mm,停泵液位設(shè)置為 900 mm。
改造開(kāi)排槽的PID圖
2.2 技術(shù)難點(diǎn)及解決方案
2.2.1 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)/ 停止氣動(dòng)隔膜泵
技術(shù)難點(diǎn):液位變送器輸入到中控卡件信號(hào)為 4~20 mA的模擬量信號(hào),當(dāng)液位高于 1 400 mm 和低于 900 mm 時(shí)要實(shí)現(xiàn)的是數(shù)字信號(hào)輸出。
 
解決方案:Deltav 系統(tǒng) AI 模塊內(nèi)部的比較,將高液位動(dòng)作設(shè)置為 1 400 mm,低液位動(dòng)作設(shè)置為 900 mm。當(dāng)液位高于 1 400 mm 時(shí) HI_ACT 輸出 1,LO_ACT 輸出 0;當(dāng)液位在900 mm 到 1 400 mm 之 間 HI_ACT、LO_ACT 輸 出 0;當(dāng) 液位低于 900 mm 時(shí) HI_ACT 輸出 0,LO_ACT 輸出 1。將 HI_ACT 接入 RS 觸發(fā)器的 SET 位,LO_ACT 接入到 RESET 位�?蓪�(shí)現(xiàn) DO 信號(hào)輸出給控制氣路電磁閥[2]。
 
2.2.2 弱電控制繼電器輸出
技術(shù)難點(diǎn):DO 卡件直接輸出 24 V 電壓信號(hào)到電磁閥,電磁閥故障短路,有損壞 DO 卡件的風(fēng)險(xiǎn)。
解決方案:以弱電控制弱電的供電方式,電磁閥直接由24 V 電源模塊直接供電,在供電回路加入中間繼電器,DO 卡件信號(hào)直接輸出到中間繼電器。
 
2.2.3 液位浮子自由浮動(dòng)改造
技術(shù)難點(diǎn):選用的磁致伸縮液位變送器適用在原油系統(tǒng),開(kāi)排槽內(nèi)的污油非常粘稠,浮子容易卡死在磁致伸縮桿上,浮子在開(kāi)排槽內(nèi)無(wú)法隨著液位浮動(dòng)。
 
解決方案:對(duì)磁性浮子進(jìn)行改造,為增大其浮力與重力。在浮子外包裹一層清管球所用聚氨酯泡沫。
 
2.3 具體施工步驟
(1) 開(kāi)具相關(guān)工單,廣播通知現(xiàn)場(chǎng)人員;(2) 前期調(diào)研及物料準(zhǔn)備工作;(3) 液位變送器及磁性浮子改造;(4) 中控接線及組態(tài);(5) 現(xiàn)場(chǎng)電纜鋪設(shè)及調(diào)試;(6) 電磁閥,液位變送器安裝;(7) 功能測(cè)試;
 
3 工作質(zhì)量效益
完成海上平臺(tái)開(kāi)排槽液位自動(dòng)控制系統(tǒng)改造,對(duì)其進(jìn)行功能測(cè)試,液位變送器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開(kāi)排槽液位,當(dāng)液位高于
1400 mm 時(shí)正常啟泵,當(dāng)液位低于 900 mm 時(shí)正常停泵。
 
3.1 經(jīng)濟(jì)效益
完成平臺(tái)開(kāi)排槽液位自動(dòng)控制改造工作,從前期施工調(diào)研、選型、鋪線、組態(tài)、調(diào)試直到安裝,嚴(yán)格進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)質(zhì)量把控,把施工風(fēng)險(xiǎn)降到#低,#大程度提高施工質(zhì)量,保障施工順利進(jìn)行。本次改造所用料均為廢舊料再利用,節(jié)約費(fèi)用約 5 萬(wàn)元,后期全部改造總計(jì)可節(jié)約 20 萬(wàn)元。
 
改造完成后,中控可以實(shí)時(shí)監(jiān)控開(kāi)排槽液位,并對(duì)液位進(jìn)行自動(dòng)控制。避免了人為監(jiān)控的盲區(qū),降低因突發(fā)情況導(dǎo)致溢油環(huán)保事故的風(fēng)險(xiǎn)。
 
3.2 推廣性
平臺(tái)開(kāi)排槽之前一直處于中控?zé)o法檢測(cè)盲區(qū) , 僅靠人員的定時(shí)巡檢無(wú)法有效的對(duì)液位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本次開(kāi)排槽液位自動(dòng)控制系統(tǒng)成功的改造,實(shí)現(xiàn)了全天 24 小時(shí)對(duì)開(kāi)排槽液位進(jìn)行監(jiān)測(cè)并對(duì)液位進(jìn)行自動(dòng)控制,消除了監(jiān)測(cè)盲區(qū)。一方面大大降低了突發(fā)情況發(fā)生溢油環(huán)保事故的風(fēng)險(xiǎn)。其次改造所用料均為廢棄料再利用,在保證施工質(zhì)量的同時(shí)也為公司降本增效做出了貢獻(xiàn)。也為其他平臺(tái)后續(xù)改造工作提供了經(jīng)驗(yàn),具有極大的參考意義。
 
4 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)本次改造工作,現(xiàn)場(chǎng)人員積累了豐富的自檢自修工作經(jīng)驗(yàn),開(kāi)拓了人員工作思路,加強(qiáng)了人員預(yù)防環(huán)保事故風(fēng)險(xiǎn)的觀念。本次改造現(xiàn)場(chǎng)工作量大,技術(shù)難點(diǎn)多,整體的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作對(duì)班組來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)也是一次鍛煉的機(jī)會(huì)。在此次改造工作中,班組人員對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全局把控、自我監(jiān)督保證了施工質(zhì)量,共同協(xié)作,增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)凝聚力。
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