1 前言

       明珠號入口分離器 F-V-801 和二級分離器 F-V-702 的油相液位開(kāi)關(guān)頻繁報警或長(cháng)期處于報警狀態(tài)。這些液位開(kāi)關(guān)為罐內安裝的磁浮子式液位開(kāi)關(guān)，受罐內液位、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)條件對內置式液位開(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)現對罐體內液位的準確測量。外置式磁浮子液位計結構基于連通器原理，主導管內的液位和容器設備內的液位高度一致。根據阿基米德定理，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。當被測容器中的液位升降時(shí)，液位計主導管中的浮子也隨之升降，浮子內的永久磁鋼通過(guò)磁耦合驅動(dòng)指示器內的紅白翻柱翻轉 180 度，當液位上升時(shí)，翻柱由白色轉為紅色，液位下降時(shí)，翻柱由紅色轉為白色。指示器的紅白界位處容器內介質(zhì)液位的實(shí)際高度，從而顯示罐內的的液位 。配合磁控液位變送器使用，可就地數字顯示或輸出 4-20mA 的標準遠傳電信號至中控 DCS 系統中，也可以配合磁性控制開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān)使用，對液位監控報警或對進(jìn)液、出液設備進(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)信號線(xiàn)接入中控 ESD 系統備用 DI 點(diǎn)，申請 ESD 廠(chǎng)家服務(wù)工程師進(jìn)行組態(tài)；另一種是在現場(chǎng)接線(xiàn)箱直接將新加液位開(kāi)關(guān)信號與原內置式液位開(kāi)關(guān)信號硬線(xiàn)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)濟性及可行性。

 

3 改造方案確定

3.1 對現有外置磁浮子液位計進(jìn)行換型

       原入口分離器 F-V-801 和二級分離器 F-V-702的油相各有一個(gè) KROHNE 公司的外置式磁浮子液位計，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（www.huoyumi.com），液位變送器 4-20mA 信號可以遠傳到中控 DCS 系統中，提供實(shí)時(shí)數據顯示，給中控操作人員提供操作依據及參考�？紤]到原油中含有腐蝕性物質(zhì)，所以要求 K-TEK 公司對磁浮子及液位計主導管進(jìn)行反腐處理，提高液位計的工作穩定性及使用期限。原油粘性對磁浮子的浮力及動(dòng)作有一定影響，訂購液位計時(shí)也向廠(chǎng)家提供油田原油密度、粘度等數據，廠(chǎng)家對液位計的管桶內部涂敷不沾涂層，根據檢測介質(zhì)密度對磁浮子進(jìn)行配重，從而保證浮子上下浮動(dòng)更順暢，液位顯示更準確。

 

3.2 新加液位變送器信號接入中控 DCS

       由于現場(chǎng)到中控室的電纜鋪設極其困難，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引入中控。并且通過(guò)邏輯，在中控顯示相關(guān)的報警狀態(tài)。具體邏輯和中控組態(tài)如下圖：

       其中圖 1、圖 2 中的低報設定點(diǎn)、高報設定點(diǎn)只作為對中控操作人員的提醒只用，并不參與邏輯運算也不產(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)液位高高報警動(dòng)作頻繁的主要原因是罐內磁浮子較小，受罐內液位、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取自外掛在現場(chǎng)磁翻板上的電器開(kāi)關(guān)上，原內置液位開(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采用內置液位開(kāi)關(guān)和外置液位開(kāi)關(guān)相并聯(lián)后再接入 ESD 系統，實(shí)現邏輯上的雙表決，即當兩個(gè)液位開(kāi)關(guān)都檢測到液位高時(shí)，觸點(diǎn)都斷開(kāi)，觸發(fā)關(guān)斷信號，只有一臺檢測到高液位不發(fā)出關(guān)斷信號，這樣既維持了生產(chǎn)的穩定又保證了安全可靠。改造后的邏輯關(guān)系如下圖：

3.4 功能測試

       為確保改造后液位開(kāi)關(guān)信號有效可靠，在整體線(xiàn)路改造完成后，進(jìn)行如下測試：在 ESD 旁通 V-801 及V-702 液位高高及液位低低開(kāi)關(guān)信號；通過(guò)通斷現場(chǎng)開(kāi)關(guān)接線(xiàn)、人為移動(dòng)外置式磁浮子、主動(dòng)控制罐內液位高低觸發(fā)報警，經(jīng)多次反復測試，換型后的外掛式液位開(kāi)關(guān)與內置式液位開(kāi)關(guān)配合工作穩定，感應靈敏，動(dòng)作準確。

 

4 改造效果檢驗

       2012 年 3 月份完成本次改造之后，并未馬上取消旁通，而是繼續對改造后的開(kāi)關(guān)進(jìn)行為期一個(gè)月的旁通觀(guān)察。5 月初，從 ESD 系統 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 月的報警數據，統計及分析如下：

       其中 LSHH8984 的一次報警為 4 月 14 日進(jìn)行關(guān)斷信號測試時(shí)產(chǎn)生的，LSHH8532 的三次報警，分別為4 月 14 日關(guān)斷信號測試報警 2 次，4 月 27 日調整報警點(diǎn)時(shí)報警 1 次，說(shuō)明 LSHH8984、LSHH8532 在整個(gè) 4月內未產(chǎn)生誤報警，而 LSLL8983、LSLL8531 依然存在由于工藝流程控制而產(chǎn)生的報警。通過(guò)以上數據統計可以看出，經(jīng)過(guò)改造之后，V-801、V-702 油相四個(gè)液位開(kāi)關(guān)，穩定性顯著(zhù)增強。功能測試結果表明，此次改造效果良好，改造后的液位開(kāi)關(guān)能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)期間的液位監測及工藝安全保護需要。隨后逐步取消 LSHH8984 及 LSHH8532 的中期旁通。

 

結語(yǔ)

       本次改造之前，為了維持油田穩定生產(chǎn)，只能退而求其次，申請對 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)量節節攀升，每日處理來(lái)液#高達到 12000 多方，每日產(chǎn)油#高達到 6900 方。缺乏液位高高關(guān)斷信號的保護，萬(wàn)一工藝控制出現小差錯或閥門(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。在對安全環(huán)保越來(lái)越重視的今天，這是油田難以承受的責任。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(lài)的保險。改造成功解決了長(cháng)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(lèi)似的設備問(wèn)題提供了全新的維修和改造思路，對其它海上油田設施平臺亦有一定的借鑒意義。