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[摘 要]油田联合站是原油集输和处理的枢纽，为提高其运行效率与管理质量，降低故障和事故发生率，实现节约能源，需要对主要生产流程进行自动化改造。本文主要针对油田联合站自动化改造问题进行研究，旨在为油田自动化改进提供一定参考。
[关键词]油田；联合站；自动化；改造
中图分类号：TE978 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0002-01
油田联合站（库）设有输油、脱水、分离、污水处理、注水、化验等生产装置，主要作用是通过对原油的处理，达到三脱（原油脱水，脱盐，脱硫；天然气脱水，脱油；污水脱油）三回收（回收污油，污水，轻烃），并生产出4种合格产品（天然气，净化油，净化污水，轻烃）以及进行成品油的储存和外输。联合站是高温、高压、易燃、易爆的场所，对于安保要求极高。
一、油田联合站自动化改造的意义
调查发现，当前油田联合站普遍存在如下问题：一是集输系统操作繁琐，工人劳动强度大，效率低，系统运行波动大，稳定性差；二是安全性差，无预警能力；三是能源（油、气、电等）浪费严重；四是计量盘库数据录取時差大，存在较大的人为因素；五是现有的生产自动采集与控制设备利用率低；六是各站库规模不同，自动化的程度不统一，自控技术水平各异，没有统一的系统标准，管理难度大。基于此，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。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他生产管理系统提供原始数据。
二、油田联合站自动化改造技术分析
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自动化控制提出合理化建议。
（一）油站的自动化改造
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。
1、高效分水器。大庆油田目前井口来油的含水大部分都在80%以上，需要利用高效分水器将井口来油大部分的水去掉。高效分水器替代了电—化学两段式脱水三相分离器和电脱水器，具有脱气、分水、分油、除砂等功能，并具有适用性强、节能效果好、减轻工人劳动强度等三大优点，在确保安全生产的前提下，能大幅度降低生产成本，提高油田综合经济效益。
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。
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。
4、原油稳定（包括压缩机和稳定塔）。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。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，为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。另外，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，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。详见图1。
5、原油外输。经稳定塔处理后的成品油 （含水 0.5%以下）输送到好油罐存储，经原油外输泵对外输送。好油罐起到稳定外输量的作用。将好油罐的液位、密度、含水率、温度送入计算机进行库存计算，为调度人员统一调配起到关键的指导作用，好油罐的液位设置高限和低限报警，联锁控制外输泵转速。
（二）水站的自动化改造
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。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。
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。油和谁分别从集油槽、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，但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、加藥系统。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、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。
三、结语
综上所述，必须要立足实际，选择合适的自动化改造技术方案，及时对油田联合站进行自动化改造，从而优化控制生产过程，实现自动采集、监测生产过程的各个参数，达到节能降耗的目的。
参考文献
[1] 金云旺.油田联合站改造探析[J].化工管理，2016，（19）：166-167.
[2] 唐越.解析油田联合站的自动化改造技术[J].科技与企业，2014，（17）：205.
[关键词]油田；联合站；自动化；改造
中图分类号：TE978 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0002-01
油田联合站（库）设有输油、脱水、分离、污水处理、注水、化验等生产装置，主要作用是通过对原油的处理，达到三脱（原油脱水，脱盐，脱硫；天然气脱水，脱油；污水脱油）三回收（回收污油，污水，轻烃），并生产出4种合格产品（天然气，净化油，净化污水，轻烃）以及进行成品油的储存和外输。联合站是高温、高压、易燃、易爆的场所，对于安保要求极高。
一、油田联合站自动化改造的意义
调查发现，当前油田联合站普遍存在如下问题：一是集输系统操作繁琐，工人劳动强度大，效率低，系统运行波动大，稳定性差；二是安全性差，无预警能力；三是能源（油、气、电等）浪费严重；四是计量盘库数据录取時差大，存在较大的人为因素；五是现有的生产自动采集与控制设备利用率低；六是各站库规模不同，自动化的程度不统一，自控技术水平各异，没有统一的系统标准，管理难度大。基于此，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。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他生产管理系统提供原始数据。
二、油田联合站自动化改造技术分析
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自动化控制提出合理化建议。
（一）油站的自动化改造
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。
1、高效分水器。大庆油田目前井口来油的含水大部分都在80%以上，需要利用高效分水器将井口来油大部分的水去掉。高效分水器替代了电—化学两段式脱水三相分离器和电脱水器，具有脱气、分水、分油、除砂等功能，并具有适用性强、节能效果好、减轻工人劳动强度等三大优点，在确保安全生产的前提下，能大幅度降低生产成本，提高油田综合经济效益。
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。
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。
4、原油稳定（包括压缩机和稳定塔）。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。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，为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。另外，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，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。详见图1。
5、原油外输。经稳定塔处理后的成品油 （含水 0.5%以下）输送到好油罐存储，经原油外输泵对外输送。好油罐起到稳定外输量的作用。将好油罐的液位、密度、含水率、温度送入计算机进行库存计算，为调度人员统一调配起到关键的指导作用，好油罐的液位设置高限和低限报警，联锁控制外输泵转速。
（二）水站的自动化改造
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。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。
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。油和谁分别从集油槽、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，但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、加藥系统。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、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。
三、结语
综上所述，必须要立足实际，选择合适的自动化改造技术方案，及时对油田联合站进行自动化改造，从而优化控制生产过程，实现自动采集、监测生产过程的各个参数，达到节能降耗的目的。
参考文献
[1] 金云旺.油田联合站改造探析[J].化工管理，2016，（19）：166-167.
[2] 唐越.解析油田联合站的自动化改造技术[J].科技与企业，2014，（17）：205.