在石油生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節中，采油站緩沖罐的作用主要是對原油進(jìn)行升溫，實(shí)現油氣分離。緩沖罐運行過(guò)程中，為了防止發(fā)生冒罐或排空等情況，要求必須將罐內液面維持在恒定水平，因此采取合理控制措施就顯得十分重要。

 

1 緩沖罐自控輸油的技術(shù)原理

工藝由液位傳感器，溫度傳感器，油罐液位變頻自動(dòng)控制儀，自動(dòng) / 手動(dòng)切換開(kāi)關(guān)，再配接采油站原有的緩沖罐、變頻器、輸油泵組成。

 

液位傳感器通過(guò)采集緩沖罐的液位高度，送往油罐液位變頻自動(dòng)控制儀，控制儀根據變頻曲線(xiàn)控制變頻器的輸出以調整輸油泵的轉數，從而達到緩沖罐液面使緩沖罐液位保持在一定范圍內，實(shí)現轉油站自動(dòng)、連續、平穩輸油。同時(shí)設置緩沖罐高低液位報警系統、輸油泵主軸溫度報警系統、手動(dòng)自動(dòng)轉換系統。

 

2 采油站緩沖罐自控輸油技術(shù)的設計思路

2.1 技術(shù)要求

緩沖罐自控輸油系統具有組成設備多、調控要求高等特點(diǎn)，為了保證整個(gè)系統能夠穩定運行，同時(shí)盡可能降低整體成本，必須要結合實(shí)際生產(chǎn)需要，提前制定詳細的技術(shù)方案，明確具體的設計要求。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，緩沖罐自控輸油系統在設計與應用中應滿(mǎn)足以下方面的要求 ：其一，出于成本控制考慮，在對老舊系統進(jìn)行升級改造時(shí)，要盡可能利用原來(lái)的一些儀器設備等，節約資源。其二，由于緩沖罐在后期使用中，液面一直是波動(dòng)變化的，在設計時(shí)應當設置閾值范圍。當罐內液面高于或低于閾值時(shí)，觸發(fā)報警，以便于值班人員從自動(dòng)控制切換為手動(dòng)控制。其三，自動(dòng)控制系統也有可能發(fā)生設備故障，為了避免出現排空問(wèn)題，應設置應急處理功能，一旦發(fā)生報警，立即暫停進(jìn)油，避免故障擴大化。

 

2.2 設計流程

shou先，根據當前采油站緩沖罐正常運行工況，確定基準液面。然后以該液面為參考，設置上下#大波動(dòng)范圍，例如將基準液面 ±5 cm 作為安全范圍。其次，在緩沖罐內安裝有多個(gè)微型傳感器。當實(shí)際液面低于基準液面 3 cm 時(shí)，傳感器會(huì )將信號發(fā)送給控制單元，然后控制單元發(fā)送指令，控制閥門(mén)增加開(kāi)度，增加進(jìn)液量，實(shí)際液面逐漸上升 ；當實(shí)際液面超過(guò)基準液面 3 cm 時(shí)，傳感器同樣發(fā)送反饋信號，控制單元減小閥門(mén)開(kāi)度。按照上述自動(dòng)控制方式，保證了液面維持在動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。#后，如果實(shí)際液面低于或高于基準液面 5 cm，則發(fā)出報警。然后由當值人員檢查導致液面升高、降低的原因，并采用人工干預，使液面回歸正常。

 

2.3 主要設備

（1）液位采集使用在用的差壓變送器（輸出 4~20 mA，供電 24 V），選用相應的電動(dòng)調節閥應為 4~20 mA 輸入 ；所在泵房?jì)裙╇娭荒芴峁?220 V 供電，電動(dòng)調節閥電機供電需選為 220 V。（2）磁翻板液位計安裝的液位變送器輸出應為 4~20 mA，以滿(mǎn)足備用需要。（3）為了節約空間，盡量使用懸掛式或立體式的好立機柜，后期進(jìn)行日常養護或是故障排查都有一定的便利性。（4）蜂鳴器與傳感器配套使用，傳感器向控制中心反饋液面低位或高位信號后，蜂鳴器報警。（5）阻斷裝置，當自控系統中部分電子元件發(fā)生故障導致液位異常后，阻斷裝置可以保護系統，控制損失。

 

2.4 自動(dòng)控制系統的安裝

在完成上述設計任務(wù)后，按照既定的安裝方案完成緩沖罐自控輸油系統的安裝工作。安裝過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注以下要點(diǎn)：其一，在泵房的進(jìn)出口要安裝流程管線(xiàn)，其作用是方便對泵房所有的進(jìn)出線(xiàn)路進(jìn)行統一管理，減少了管線(xiàn)布設與維護的時(shí)間。在緩沖罐的進(jìn)出口要安裝電控閥門(mén)，可以根據控制指令調節閥門(mén)開(kāi)度。其二，在液位控制系統中增加一個(gè)差壓變送器，當檢測到自控系統中有電流或電壓異常信號后，自動(dòng)切斷自控系統，提供雙保險。其三，不同供電系統好立供電，其中 220 V電源在泵房?jì)龋?4 V 電源在值班室內。這樣既可以避免線(xiàn)路交叉，又可以保障供電安全。其四，完成上述安裝任務(wù)后，還要進(jìn)行調試工作，例如人為調整液位高低變化，觀(guān)察報警系統是否正常運行等。確定自控系統各項功能穩定后，投入使用。

 

3 緩沖罐自控輸油技術(shù)的應用效果

某采油站于 2016 年 6 月份開(kāi)始對緩沖罐輸油控制工藝進(jìn)行升級改造，自控輸油系統投入應用后，取得了顯著(zhù)效益，總結如下。

 

3.1 實(shí)現了連續、穩定輸油

以往采油站緩沖罐的液位波動(dòng)范圍較大，根據工作記錄，液位波動(dòng)浮動(dòng)經(jīng)常在 10~20 cm 之間，一方面輸油不穩定，另一方面也存在較高的安全隱患。而自控輸油技術(shù)投入運行后，罐內液位維持在（16±5）cm 之間，穩定性良好。另外，為了體現統計數據的客觀(guān)性，從該套自控系統投入使用后，利用監控設備每隔 1 h 自動(dòng)記錄一次液位變化，繪制罐內液位變化曲線(xiàn)圖。從整體上來(lái)看，該曲線(xiàn)的波動(dòng)變化規律，且整體保持平穩。

 

3.2 節能增效

在緩沖罐自控輸油系統中，變頻器發(fā)揮了重要作用。它能根據傳感器的反饋信號，以及控制單元發(fā)出的指令，完成自動(dòng)微調。這樣既可以保證罐內液位不會(huì )出現明顯的升降變化，同時(shí)又能夠增強輸油泵效。通過(guò)對比自控輸油系統應用前后的泵效數據，發(fā)現在自控系統投入運行后，泵效增加了約 11 個(gè)百分點(diǎn)。另外，在聯(lián)合站運行中，還有一道加藥脫水工序。使用自控系統后，也減少了破乳劑的用量，節藥效果也比較明顯。如表 1 所示。

 

3.3 安全性提升

以往人工為主的罐內液位調控方式，除了效率低外，還具有一定的安全隱患。例如一旦因為人為操控失誤，或是故障損壞，導致罐內液位異常變化，很有可能發(fā)生泄漏甚至是爆炸事故。而使用自動(dòng)控制輸油系統后，現場(chǎng)不需要安排技術(shù)人員，可以通過(guò)遠程控制的方式，在安全環(huán)境下完成對緩沖罐內部液位高低變化的監控。另外，即便是自控系統發(fā)生故障，也有阻斷功能，在安全環(huán)境下開(kāi)展故障檢修，因此整體安全性也得到了大幅度的提升。

 

3.4 經(jīng)濟效益提升

緩沖罐自控輸油系統自投入以來(lái)，平均日節電35.07 kWh，累節電 60 160 kWh，按照電費 0.56 元 /kWh 計 算， 累 計 節 約 電 費 3.47 萬(wàn) 元 ；平 均 日 節 氣1.024×104 m3，累節氣 122．88×104 m3，按照天然氣 0.58元 /m3 計算，累計創(chuàng )效 71.2704 萬(wàn)元 ；平均日節破乳劑0.825 t，累節藥 99 t，按照破乳劑價(jià)格 9 113 元/t 計算，累節約藥劑費 90.2187 萬(wàn)元。綜合以上，節省三項費用共計 164.9591 萬(wàn)元。

 

4 結語(yǔ)

自動(dòng)化和智能化技術(shù)的運用為采油站各項工作開(kāi)展帶來(lái)了極大的便利。緩沖罐液位控制是關(guān)系到采油站生產(chǎn)效率的重要工序，自控輸油技術(shù)的運用，保證了液位穩定，實(shí)現了持續高效運行，給采油站的效益提升起到了技術(shù)支持作用。采油站要結合自身情況，盡快做好自控輸油系統的設計與應用，在節本增效、保障安全等方面發(fā)揮該技術(shù)的應用價(jià)值。

 

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