输油泵输油定量控制报警仪的技改与应用

郭 勇（辽河油田曙光采油厂，辽宁盘锦 124109）



输油泵输油定量控制报警仪的技改与应用

郭 勇
（辽河油田曙光采油厂，辽宁盘锦 124109）

摘 要：超稠油区块采油站，外输机泵处于全天运转状态，由于原油粘度高物性差，输油过程中存在油段和水段变化，造成机泵运转不平稳，造成外输泵压力忽高忽低，外输量也会忽高忽低，会增加工人的劳动强度，采用PLC与变频器自动控制后能够达到平稳输油的目的，并且当出现异常情况后能够及时报警，提醒当班工人及时检查，避免出现大的事故。

关键词：外输泵；定量；报警；技改

对于石油而言，管道运输是最佳的运输方案。对于大型超稠油区块采油站，外输机泵处于全天运转状态，由于外输干线压力忽高忽低，会使外输量出现异常；而一旦当外输泵输不出去油发现不及时，还会发生缓冲罐冒罐、烧坏泵机械密封的事故，要用自动输油系统后，能够保证平稳输油，当出现故障时也能够及时报警，避免冒罐、烧机械密封等事故。

1 现场调查

随着科技不断进步，越来越多的新技术、新设备在油田生产中得到了广泛的应用。变频器在原油外输中的位置越来越重要，由变频器拖动外输离心泵输油，一是可以降低电动机起动电流，减少电网电压的波动；二是变频器拖动电动机，电动机起动时转速缓慢提升，降低了电动机由静止状态瞬间到高速状态时，对离心泵各部件的损耗；三是电动机由变频器拖动，可以根据需要灵活的调整电动机运行频率，控制离心泵的输油压力，可以平稳的控制油罐液位，减少由于罐位不稳的启、停泵次数，四是电动机由变频器拖动，电动机运行频率低，通常在35—45Hz之间，降低了电机功率，减少了电能损耗，达到了节电的目的。

在输油过程中，输油压力、变频器的频率需要由值班人员进行调整。为了保证输油干线压力、外输量平稳，输油干线压力低时，就需要降低频率，输油干线压力高时，就需要升高频率，否则，如果干线压力低时，频率不变，会使输油量加大，由于缓冲罐进油量一定，就会造成缓冲罐输空，停外输泵，发现不及时还会造成外输泵空转，烧坏泵机械密封存；反之，当干线压力高时，如果不及时调高输油频率，外输泵就会输不出去油，空转使机械密封烧坏。

2 技改内容

PLC是可编程逻辑控制器，是一种具有微处理机的数位电子设备，用于自动化控制的数位逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模块、数位类比等单元模组化组合而成。

使用西门子S7—200型PLC与变频器配合，使外输能够自动调节，达到平稳输油的目的。在值班室内安装一台PLC，输油干线上安装一台数字式压力变送器，与配电间变频器进行联网，根据输油干线压力的大小情况，运用PLC的PID功能模块实现PID运算，根据结果控制变频器，合理调整电机转速来调整输油压力。当输油干线压力高时，输油量就会降低，这时就可以通过提高变频器输出频率的方式，加快电动机转速，来提高输油量；反之如果输油干线压力低，输油量就会升高，这时就可以通过降低变频器输出频率的方式，降低电动机转速，来减少输油量以此来达到平稳外输的目的。

为了由于外输压力变化而引起的外输油量突变，还在外输流量计上安装一台光电式脉冲/电流转换器，通过PLC的内部程序设置报警，当流量超过或低于某一定值时，发出报警信号提醒当班工人注意检查，避免出现事故。为了防止缓冲罐进油量与出油量不均衡，还在缓冲罐顶部安装雷达液位探测器，当液位超过某一数值时报警。还在外输干线上安装一台数字式温度变送器，及时显示外输温度，以便当班工人及时对输油温度做出调整，这些都可以通过在值班室内安装的触摸屏显示出来。

图1 光电式脉冲/电流转换器

3 实施效果

运用PLC与变频器组成的闭环自动控制系统，能够对外输量进行自动调节，达到平稳外输的目的。安装后经过观察，发现运行平稳，当外输压力及外输流量出现异常情况后，能够及时报警，提醒当班工人及时停泵，检查，避免事故发生。

4 效益分析

自动输油系统安装后，一是减少了当班工人的劳动强度，二是可以稳定干线输油压力，避免干线压力忽高忽低对输油管线的冲击，由于石油管线使用年头都比较长，而且埋入地下，容易受到腐蚀，干线压力的突变会对管线造成冲击，使管线穿孔，不仅造成原油泄露污染环境，而且还会产生大量清污费用；三是安装光电式脉冲/电流转换器后，当流量出现异常后，及时报警，提醒当班工人及时检查，避免出现外输泵空转，外输泵空转几分钟就会把泵的机械密封烧坏，而一套机械密封就价值4 000元左右；四是在缓冲罐顶部安装雷达液位探测器后，当液位出现异常时报警，避免液位过高发现不及时而造成冒罐，冒罐后不仅造成污染，产生清污费用，还会使气管线充油，产生大量工作量。

5 结论

在采油站外输泵上采用PLC与变频器控制后，不仅实现了外输自动化，减少工人的劳动强度，并且当出现异常情况后，多次成功报警，避免多起事故的发生。

参考文献

［1］ 韩安荣.通用变频器及其应用［M］.北京：机械工业出版社，1995. ［2］ 柴敬镛.维修电工［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2003.

［3］ 廖常初.PLC编程及应用［M］.北京：机械工业出版社，2014.

Quantitative Control of Oil Pump and Technological Application Alarm Device

Guo Yong

Abstract：The super heavy oil blocks stand outside all day in the pump output operation state，the high oil viscosity was poor，oil-water segment segment changes and the presence of oil in the process，causing the pump is not running smoothly，resulting Efflux Pump pressure fluctuated，the amount will be lost outside fluctuated，will increase the labor intensity，and frequency converter using the PLC to achieve automatic control of oil steady purpose，and when there is abnormal situation timely alarm to alert workers on duty promptly check to avoid a major accident.

Key words：external pump；quantitative；alarm；technological

中图分类号：TM921.51

文献标志码：A

文章编号：1003–6490（2016）02–0016–02

收稿日期：2016–02–06

作者简介：郭勇（1973—），男，河北河间人，高级技师，主要从事采油井站电路维修，管理等工作。