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气体压缩机在石化工业的应用
jiang_0514 发表于 2009/2/18 8:14:45 1068 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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随着我国长输管道大型项目的不断建设以及通信和网络技术的不断发展，管道的自动控制技术已经达到了国际先进水平。自动控制系统在输油输气管道的广泛应用，使管道自动化技术得到了不断的发展和完善。同时，管道的智能化程度也得到了很大的提高。大量的实时控制信息，维护信息需要沿线各个站场及时传递到调度控制中心，控制中心下达相应管理控制指令对现场进行控制和处理，从而使管道的运营效率得到了很大提高。
一、自动控制系统结构组成
针对长输管道及其站场的特点，对全线站场和阀室的监控采用了以计算机为核心的控制系统，进行管道输送工艺过程的数据采集、监视控制、操作预测、优化运行、调度和控制管理等工作。全线设有一个或一个以上调度中心 ( 主调度中心和分调度中心 ) 。调度中心通过光缆与各个站场的站控系统进行数据通信，完成对该管道进行数据的采集、处理及存储归档、设备控制、故障处理、安全保护、报警等任务。同时实现运行跟踪、输送调配、故障检测、运营分析等功能。调度中心的操作人员通过工作站提供的管道系统工艺过程的压力、温度、流量、密度、设备运行状态等信息，完成对管道全线的监控及运行管理。沿线各站场的站控系统将完成对该站的数据采集、控制、连锁保护等任务，向调度中心上传各项数据，接受和自动执行调度中心下达的指令。
二、自动控制系统的功能组成与实现
自动控制系统是由调度控制中心系统、站控系统、现场数据采集传输控制设备组成，共同完成系统控制，实现了三级控制。同时现场具备就地手动控制功能。在正常情况下，由调度控制中心对全线进行监视和控制。调度和操作人员在调度控制中心通过计算系统完成对全线的监视、操作和管理。通常，沿线各站无须人工干预，各站的站控系统在调度控制中心的统一指挥下完成各自的工作。控制权限由调度控制中心确定，经调度控制中心授权后，才允许操作人员通过站控系统对各站进行授权范围内的工作。当数据通信系统发生故障或调度控制中心主计算机发生故障或系统检修时，由站控系统完成对本站的监视控制。当进行设备检修或紧急停车时，可就地控制。管道沿线的站场均处于调度控制中心的监控之下；另外，重要部位的线路紧急截断阀和高点压力检测点也直接纳入调度控制中心的监控范围之内。全线的压力和流量控制由调度控制中心根据输送计划和模拟计算，通过通信信道将压力或流量设定点和相关指令传送给有关的站控系统执行。在非正常情况下，根据沿线的工作情况改变相关的压力或流量设定值，使管道在新的条件下安全、稳定地运行。
控制中心控制的范围和功能包括：
(1) 模拟计算，包括输送介质计算模拟、管道泄漏计算等。
(2) 输送计划的制定：输送各种介质的总量，各分输站各种介质分输总量、分输瞬时流量、分输时刻等。
(3) 介质界面跟踪、清管器跟踪。
(4) 各控制点压力或流量设定；在非正常情况下，根据沿线的工况，改变相关的压力或流量设定值。
(5) 启输控制。
(6) 增量或减量输送控制。
(7) 停输 ( 包括计划停输和事故停输 ) 控制。
(8) 启动分输站，并向其下达分输总量和分输瞬时流量设定值以及分输紧急结束指令。
(9) 确定各泵站泵的运行、停止及运行参数。
(10) 向管道沿线各控制点下达压力和流量设定值。
(11) 直接监视控制管道沿线线路紧急截断阀和高点压力检测点。
(12) 发布 ESD 指令，包括线路紧急截断阀和各中间泵站进站阀门的控制。
(13) 管道事故处理，如对管道泄漏、发生威胁管道安全的水击、沿线各站非正常关闭等事故的处理。
(14) 控制权限的确定。
(15) 通信通道故障时主备信道的自动切换。
(16) 水击控制保护。
(17) 报警和事件打印。
(18) 输送泵、干线减压阀和紧急截断阀等重要设备的状态显示。
(19) 管道系统动态参数记录及趋势图显示。
站场功能的实现
全线各站的工艺操作以站控系统为主，控制制中心主要完成全线的灾害保护和全线联合运行的调控，在站控系统出现故障时也可以利用就地操作按钮或手柄、手轮等对泵、阀等设备进行单独的操作。
首、末站在中间站的基础上增加了消防系统 PLC ，采集现场的消防信号。线路截断阀室、高点压力监测点、分输阀室设置远程终端装置 RTU ，通过通讯网络采集第三方智能仪表信号，并通过光纤信道传到主、备用控制中心。系统的数据采集主要由站场控制系统来完成，站场控制功能主要包括：
(1) 首、末站介质的接收和发送。
(2) 本站设备启动、停运和自动切换的实现。
(3) 本站清管器的接收和发送。
(4) 分输作业的实现。
(5) 工艺流程的实现。
(6) 接收来自调度控制中心的指令和授权并完成相应的操作。
(7) 本站介质计量和流量计的标定。
(8) 掺混的操作。
(9) 本站各种设备的保护和调控。
(10) 向调度控制中心传送各种信号。
(11) 流程显示。
(12) 数据采集、传输、显示。
(13) 报警和打印。
(14) 动态参数的记录及趋势图显示。
三、系统的可靠性和稳定性
由于长输管道输送距离长，对于运营和维护方式及手段来说，简便、快捷、高效尤为重要。这就对自动控制系统的可靠性和稳定性提出了更高的要求，系统安全可靠成了重中之重。因此在系统设计时，着重考虑了系统设备的软硬件安全性和设备运行的可靠性。同时，通信信道交换的稳定度和可靠度，将直接影响自动化控制系统的运行。长输管道的通信系统和自控系统有完好的接入方式，提供了丰富的点到点、端到端的网络远程管理和监控。
自控系统在长输管道上的发展和应用，大大提高了生产和运行管理的安全性和可靠性，降低了恶劣工作环境对操作人员的影响，保证了人员的安全，同时提高了预测突发事件的能力以及在紧急情况下的快速反应和处理能力，减少生命和财产的损失，从而带来良好的社会效益和经济效益。