自动化技术在油气储运中的应用分析

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  摘 要:作为油气储运中的重要应用技术,自动化技术对于提高油气储运的效率具有重要作用。本文首先对油田油气自动化系统进行分析,然后介绍了罐区自动化的作用,最后具体探讨了自动化控制的应用,以期为相关技术人员提供参考。
  关键词:自动化技术 油气储运 应用
  随着现代信息技术的迅猛发展,油气储运工作对于信息技术的应用需求也越来越高。由于自动化技术能够实现对油田油气生产过程的智能控制、集中管理和实时监控,所以,其在油气生产的各环节中都得到了广泛应用。油气储运工作任务繁重、所需的人力物力都非常巨大,而将自动化技术应用到油气储运工作中将会极大地提高油气储运效率和节省储运成本。因此加强自动化技术在油气储运中的应用分析具有重要的现实意义。
  一、油田油气自动化控制系统分析
  根据对现有油田油气自动化控制系统的分析,其主要包含了数据层、现场层、监控层和决策层四个部分,各层之间通过网络信息的有机结合进行联系。
  (1)自动化控制系统的数据层:数据层的主要功能是实时收集、分类和存储相关的参数和数据。其通过自动提取相关数据资料完成实际生产的报表,然后提供实时查询和显示,并做好对年度、季度、月份的资料的分析汇总,以保证管理者在分析和决策过程中拥有相对可靠的数据资料。
  (2)自动化控制系统的现场层:现场层的主要功能是收集和控制生产流程中的数据资料,以此尽可能降低工人劳动强度、消除安全隐患,进而为生产过程的可靠性和安全性提供保证。其主要包括污水处理系统、加热炉控制系统等部分。
  (3)自动化控制系统的监控层:监控层的主要功能是对各集输站库内的数据资料进行收集和控制、对生产故障点进行报警监控,并及时向管理层提供数据报表,以实现生产数据的实时显示和储存。[1]
  (4)自动化控制系统的决策层:决策层的主要功能是进行数据上传,然后对数据开展系统的分析和统计,并将数据报表呈现给管理层,以方便管理者及时掌握和了解生产状况,做好生产决策和指挥,进而保证生产管理的合理性。
  二、灌区自动化的作用
  (1)操作管理
  操作站能够采用岗位巡检系统对操作工的巡检状况进行检查,并实时提醒操作工进行岗位巡检以保证生产的安全性和可靠性。操作站还能够实时记录并储存操作工在生产过程中的每一项操作,其有利于操作工提高责任意识和理念,避免不必要错误的发生。如果系统出现报警,操作站也会将其进行记录储存,并提醒操作工及时处理设备故障。这样在事故发生时,管理人员能够从操作记录和报警记录中了解和分析事故原因、明确事故责任,从而加强操作工的责任意识和服务意识。通过操作站的监督管理、权限管理、操作记录等功能的运行,可以极大地减轻管理人员工作任务量和强度,提高了生产活动的效率和水平。
  (2)生产作业
  相关技术人员会事先向操作站输入一定数量的工艺流程,当收付油时操作站能够按照相关的调度需求恰当选择合适的工艺流程,并通过人工干预或自动完成的方式实现该流程的各项功能。当选择“人工干预”时,操作站会根据要求提供相关的操作提示,操作工按照操作提示打开对应的阀门,此时操作站会按照设定流程对比操作,若出现故障问题会及时提醒报警;当选择“自动”时,操作站会按照设定流程“自动”打开对应的阀门,并对阀门和泵的运行状态进行监督。付油过程中操作站可以自动进行油罐切换,也可以根据提前设置的设定量进行报警提醒。操作站能够实时记录每次收付过程和数据,并在设定的日期内提前自动打印当前期限内的收付报表。
  操作站的数据库内记录了各储罐的水尺、温度、密度、液位、重量和体积,其能够按照设定程序自动进行库区库存报表的打印,这大幅度提高了灌区生产作业的工作效率和节省了劳动成本。[2]
  三、自动化控制在油气储运中的应用
  相关实践检验表明,通过加强油气管输流量的管理控制过程,不仅能够提高管输的储运效率,还能够极大的节省燃料使用。通常情况下,降低原油的粘稠度,会增加油气的储运输送量,而在控制管输流量的同时通过控制加热炉温度,便能够调控原油的粘稠度,以此来使油气的储运输送量降低;而提高原油的粘稠度时,会减少油气的储运输送量,而在控制管输流量的同时通过提高加热炉温度,便能够降低原油的粘稠度,从而使油气的储运输送量增加。通过将此种自动化控制技术应用到油气储运中,能够大幅度提高油气储运效率,并提高油田输油参数的优化能力。
  1.提高油氣储运设备的工作效率
  一般情况下在油气储运时,技术人员会通过增加生产单位电能损耗来提高油气储运设备的工作效率,此种方式虽然能够促进生产单位的发展,但其也消耗了大量的电力资源,不利于节省成本。在相关实践研究中发现,通过将自动化的管理和监控技术应用到大型油气外输泵中,可以在一定程度上提高其工作效率。
  将自动化控制系统应用到油气储运设备中,其能够计算设备采集的总数据,并分析设备的实际能耗量。采用自动化控制系统,能够控制出口介质的加热温度,并按照实际的油温变化条件改装燃烧器大小火,同时实现自动切换。在对通风系统进行控制调整后,不仅提高了水套炉的工作效率,还使燃烧器设备的燃烧效率得到提升。自动化技术在油气储运过程中的应用,不但能够提高原油的粘稠度和温度,提高电机的工作效率,还能够使泵口过滤器发生摩阻损失的可能性减小,进而增加出口阀组节流过程。相比较未采用自动监控技术的油气储运设备,采用自动监控技术后使油气储运设备的运行效率提高了至少5个百分点,并使单台220千瓦的外输泵每年可以减少2千万千瓦时的电能消耗。[3]
  2.通过管线实时监控系统优化油气储运参数
  现代原油的输送主要采用管线输送的方式,其产生的能量损失主要来自于散热损失和摩擦阻力损失两方面。所以需要对这两方面提供流体能量即使用泵站提供大量压力能和使用加热站提供大量热能。由于此两种能量损失的多少存在一定的关系,所以如何平衡两种能量的供求关系是灌输管理的重要内容。通常而言,散热损失是能量损失的主要决定因素。而摩擦阻力损失由原油的粘稠度决定,而原油的粘稠度由输送温度决定。增加加热站的出站温度,使原油在相对较高的温度下进行运输,此时温度的升高会使原油的粘稠度降低,从而减少摩擦阻力,但会使散热损失提高。因此在原油管输时要注意提供能量消耗最小化的油气储运参数。
  利用计算机收集到的输油参数对其进行优化,并根据流量控制原理控制加热炉的加热温度从而使流量得到控制;采用网络技术对管线进行全面监控,将收集到的流量、输油参数、粘稠度、温度、末端压力等参数通过双向微波上传到首末站的控制室中;通过编写输油参数的优化控制程序,使其在实际应用中能够对常数进行实施控制。通过以上方式将自动化技术和网络技术应用到管输控制中,可以大幅度提高输油参数的优化能力、提升管输的运行效率。[4]
  四、结束语
  自动化技术在油气储运中具有重要的作用,其不仅能够提高管输系统的工作效率,还能提高油气储运的安全性和可靠性。因此,相关技术人员要加强自动化技术在油气储运中的应用分析,提高自动化技术的应用水平和能力,以不断促进油气储运行业的发展。
  参考文献
  [1] 宋承毅.油气储运技术面临的挑战与发展方向[J].石油规划设计,2010(03).
  [2] 马立平,李允.基于GIS的油气储运生产系统研究[J].石油天然气学报,2010,12(29):62-63.
  [3] 仙米西努尔·吐尔逊.浅谈自动化技术在油田管理上的应用[J].新疆化工,2010,13(14):74-75.
  [4] 陈树刚.石油化工自动化技术若干问题的探讨[J].中小企业管理与科技(上半月),2012,06(10):61-65.
  作者简介:王丽峰(1984年10月——),男,汉族,籍贯河北保定。2009年毕业于新疆石油学院,油气储运专业。现就职于新疆环宇石油工程有限公司,油气储运设计工程师,研究方向:油气田地面工程优化设计,天然气输配工程设计研究。
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