长输原油管道压力调节与保护探讨

２０１　４年第３６期　（总第３１５期）　中阊高新技术全业　ｌ　Ｉ　『Ｉｆ　－　Ｅ　ｃ　一　ｒ：　ｔｌ；ｚ　ＮＯ．３６．２０１４　（ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．３１　５）　长输原油管道压力调节与保护探讨　孙佳琳　，王子复　，储继伟　（１．沈阳惠东控制有限公司；２冲国石油管道公司沈阳调度中心，辽宁沈阳１１００３１）　摘要：长输原油管道是靠压力把不同的油品输送到各炼化企业。高凝固点的油品还需加热，降低粘度，加压运　行，压力调节与保护是长输管道平稳、安全运行的关键。文章通过对站场压力调节与保护、系统压力保护设备　功能的阐述，进一步明确了各调节设备的功能和控制作用，以期保证原油在长距离管道平稳顺利地运行。　关键词：长输原油管道；压力调节；压力保护；调节阀；调速电机；双机在线　中图分类号：ＴＥ８８　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２３７４（２０１４）３６—００８８—０３　伴随着国家经济的转型、环境管理的需求，长输管　道的平稳运行至关重要。关键因素之一是系统的压力自　切换不应影响调节阀的正常调节，实现无扰动切换。　３．２调节阀保护控制　动调节和保护。长输管道长至几百、几千公里，平均几　十公里到几百公里设置一个输油泵站，运行多采用跨地　区多点的集中控制，即在中心控制室对不同地区的泵站　３．２．１　出站调节阀设置为输油泵入口汇管压力和　出站压力的选择性调节既能控制出站压力，又能控制输　油泵入口汇管压力。　进行远距离设备操作。根据工艺和输送任务要求对系统　运行参数进行设定，通过控制系统、输油泵机组、调节　３．２．２　背压调节阀控制干线进站压力，同时对背　压调节阀后压力进行监控，以进站压力和阀后压力为调　节参数，也为选择性控制回路。当进站压力低于设定值　时进行自动调节，控制进站压力在设定值以上。当阀后　阀、调速电机对压力进行调节，使系统从一个输量上升　或下降到另一个所需输量，完成输送油品的任务。这期　间，会有管道阀门误关、地震等意外因素，ＳＣＡＤＡ系统　压力达到设定值时，调节阀控制系统调节回路自动切换　设置了泵站和系统压力超限保护功能。　为下游压力保护调节，保证阀后压力不超高，控制阀后　压力。　ｌ压力调节保护系统　自动控制系统采用以计算机为核心的监控和数据采　３．２．３分输、注入调节阀设置为调节阀出口压力　的调节（分输调节阀设置为分输流量调节，分输压力保　护），均根据调节阀后压力设定值进行自动调节。　集（ＳＣＡＤＡ）系统，各站场采用ＰＬＣ控制，完成对全线各　工艺站场和远控线路阀室的监控任务。它们之间通过广　域网连接，完成主要工艺参数、设备的监控和保护、进　出站压力调节、全线水击超前保护、ＥＳＤ等功能。　调节阀均具有自动逻辑调节和手动阀位调节两种　模式。出站调节阀设有１０％阀位限制功能，分输流量调　节，分输压力保护，均根据调节阀后压力设定值进行自　动调节。调节阀均具有自动逻辑调节和手动阀位调节两　种模式。出站调节阎设有１０％阀位限制功能。　２压力调节控制机理　长输管道的压力控制，如泵站泵入口汇管压力、出　站压力、管道干线背压为双信号选择性闭环控制系统，　采用低选原则。分输压力等为单信号闭环控制系统。设　定值确定后，系统输出量以一定的调节特性接近设定　值，站控调节系统通过输出量同设定值的偏差对系统进　行控制。　３．３调速电机　调速电机是通过变频系统实施压力的调节控制。通　过变频器进行电机转速的改变，变频器的检测和控制参　数包括变频器遥控状态、变频器运行状态、变频器允许　启泵状态、预启动命令、启动命令、电机转速控制及变　３压力控制调节设备　３．１　调节阀　长输原油管道各站出站均设置出站调节阀，等百分　频器故障状态和变频电机电流等。　调速电机与出站调节阀的调节功能相同，均对输油　泵入口汇管压力和出站压力进行自动调节。　比流量特性，执行机构为电液联动调节型执行机构。调　节设定值由调控中心给定，经调控中心授权后可由站控　系统给定，控制权限的变更、手动／自动和就地／远程的　．４控制调节方式　４．１　单机运行　管道启输前主调节阀前后截断阀开启，给拟投用调　８Ｒ一　节阀赋初始设定值，设定为自动调节模式。调节阀切换　４．３．２　进站背压保护调节。进站背压调节阀设在　时给拟投用备用调节阀根据进出站压力赋初始设定值，　无扰切换，开启备用调节阀前后截断阀，关闭在用调节　阀，在用调节阀关闭后关闭其前后截断阀。　进站阀和罐区之间，可根据进站压力进行自动调节，同　时对背压调节阀后压力进行监控。　调节阀与调速电机不同时在线调节，选用调速电机　进行压力调节，调节阀设为远方手动。反之亦然。正常　情况下调速电机自动调节，调节阀处于手动全开状态。　当调速电机工频运行时，调节阀投自动，调速电机变频　器处于远方手动状态。　５压力保护　５．１站场保护功能　５．１．ｉ　输油泵进、出口汇管压力，出站压力保　护。输油站输油泵入口汇管、输油泵出口汇管、出站端　设有压力变送器（冗余设置），当压力超过停泵定值时　实施保护停泵，顺序停泵。　在输油泵的入口汇管和出站端分别设置压力变送　器（冗余），进行压力检测。假定出站调节阀（变频　５．１．２进、出站阀组联锁保护。当进行清管器接　调速泵）的出站压力调节设定值为ＳＰ２，输油泵入口汇　管压力调节设定值为ｓＰ１，出站压力为Ｐ２，输油泵入口　汇管压力为Ｐ１。压力调节如下：当Ｐ２＜ＳＰ２时，开调节　阀（变频调速泵提高转速）；当Ｐ２＞ＳＰ２时，关调节阀　（变频调速泵降低转速）；当Ｐ１＞ＳＰ１时，开调节阀　（变频调速泵提高转速）；当Ｐ１＜ＳＰｉ时，关调节阀　（变频调速泵降低转速）。　该调节方式为选择性调节控制，任何情况下，出站　调节阀优先选择关（变频调速泵优先选择降低转速）。　４．２双机在线　双机在线解决了由于控制室操作人员人为切换不及　时，造成系统不稳定运行的问题，同时解决了管道的低　输量运行，进、出站压力由于调节器ＰＩＤ的参数选择局　限造成的系统压力的过调或跟不上调节的问题。　管道启输前出站压力为Ｐ２，输油泵入口压力为Ｐｉ。　主调节阀出站压力设定值为ＳＰ２，输油泵入口压力为　ＳＰｉ，备用调节阀出站压力设定值为ＳＰ２＋ＡＹ，△Ｙ为出　站压力设定值的变化量。输油泵入口压力设定值为ＳＰＩ一　△ｘ，△ｘ为进站压力设定值的变化量。两调节阀或调节　阀和调速电机同时在线运行。　进出站压力设定值的选择：即当△ｘ、△Ｙ＞Ｏ时，　出站压力△Ｙ应为运行压力的３％～５％，进站压力△ｘ应为　运行压力的２％～３％。根据输量需求进行设定。该种方式　为区间调节。即当主调节阀对进、出站端的压力调节出　现问题时，备用调节阀根据设定值需求自动投入运行，　即主调节阀遵循单机运行的原则。备用调节阀（或调速　电机）为：当Ｐ２＜ＳＰ２＋ＡＹ时，开备调节阀（变频调速　泵提高转速）；当Ｐ２＞ＳＰ２＋ＡＹ时，关备调节阀（变频　调速泵降低转速）；当Ｐ１＞ＳＰ一△Ｘ时，开备调节阀（变　频调速泵提高转速）；当ＰＩ＜ＳＰＩ—ＡＸ时，关备调节阀　（变频调速泵降低转速）。　４．３辅助系统的调节　４．３．１　注入系统压力调节。出站调节阀设在注入　泵出口汇管上或注入泵配置了变频调速，可以给定开度　（转速）或根据输油泵入口汇管压力和出站压力进行自　动调节。　收、发送作业时不能同时关闭进、出站阀组，需实现互　锁。即进、出各三台电动阀，其中两台关闭，另一台电　动阀离开开阀位，进行软件锁定。　站控机将站综合关闭信号报警上传至调控中心，报　警延迟２Ｏ秒仍不在全开位置或阀门开度小于８５％，自动　触发全线紧急停输。　５．１．３高、低压泄压阀泄流保护。调节阀和出站　阀门之间安装高压泄压阀，用于保护本站出站端的设　备、管线和出站下游侧的干线。出站压力高于高压泄压　阀定值，高压泄压阀动作泄流，出站压力低于高压泄压　阀定值自动停止。泄压阀出口管线直接接入泄压罐，正　常生产时泄压罐入口阀门常开，保证泄压管线的畅通。　５．ｉ．４进站压力保护。进站ＥＳＤ阀前冗余压力变送　器设进站压力高报警、高高停输设定值。当进站压力达　到报警设定值时，进行压力高报警，进站压力超高高全　线立即停输。　５．２系统保护　５．２．１　ＥＳＤ系统保护。紧急停车（ＥＳＤ）系统主要　用于使工艺过程从危险的状态迅速脱离。保障管道能够　在紧急的状态下安全的停输，同时使系统安全地与外界　截断不至于导致故障和危险的扩散。　站场一旦发生火灾、泄漏以及管道沿线发生洪水、　地震、第三方破坏等事故均会危及整个管道的安全运　行，需要实现紧急切断。　ＥＳＤ控制命令为最高优先级，均可直接到达被控设　备，并使它们按预定的程序动作，实现全线紧急停输功　能。ＥＳＤ系统具备ＥＳＤ锁定及复位功能。　５．２．２水击超前保护。系统采用了停泵和保护调　节的方法进行水击超前保护，即在泵站突然全停泵或部　分停泵时，远控干线截断阀和站场引起工艺流程堵塞的　阀门误关（离开全开位）时，水击保护系统自动下达水　击保护指令，采取调节阀和调速电机的保护性调节或顺　序停掉各站部分或全部输油泵等措施，以防止管线系统　超压或高点汽化。　以调控中心水击超前保护为主控，各站控系统ＰＬＣ　作为从控，组成站间联动的水击超前保护系统，通过获　得水击信息并发出控制指令。　．８９—　２０１　４年第３６期　（总第３１５期）　嘲黧　萎《热奎禽　（ＣｕｍｕｌａｔｉｖＮｅｏ．ｔｙＮ３Ｏ６．２０１４　３１　５）　．刍议智能电表的应用优势及其开发　冯文霞　（国网江西省电力公司景德镇供电分公司，江西景德镇３３３０００）　摘要：随着网络信息技术的发展，对我国的经济发展方式产生了直接的影响。智能电网、电力系统自动化和智　能化创建正在逐步推进，在创建国家电网智能化的过程中，智能电表获得了广阔的市场空间和发展空间。文章　介绍了智能电表的应用优势和前景开发，仅供参考。　关键词：智能电表；应用优势；电表开发；智能电网；电力系统；智能化　中图分类号：ＴＭ９３３　文献标识码：Ａ　文章编号：１　００９－２　３７４（２０１４）３６～００９０—０２　１智能电表概述　１．１智能电表的概念　作为新技术开发的智能产品，智能电表能够完成用　２．１安全系数高　设计师在制造以及设计时，对智能电表使用了安全　系数高以及过载范围较宽的材料和量程，确保了在反常　高压以及反常低压条件下智能电表可正常操作。目前广　户和智能电网的联系功能，不仅具有人机交互功能，　还具备电能量计量基本功能、信息传递功能和远程状态　泛使用量程是１０倍率以上的全电子电表，在４０－－ｌＯＯＨｚ　范围内的工作频率都能正常运行，很大程度上补偿了传　统电表量程窄且工频小的毛病。相比于这两个功能优　点，发现智能电表相对于传统感应式电表其安全系数　更高。　监控功能，还能够装配多类型用电购电卡，特别适合用　户网上交电费以及充值等很多活动。其所拥有的各种功　能，方便了电力公司的运营和用户的日常生活，很大程　度上减少了人力资源的使用，完成了智能化应用，方便　了电网管理，完全可以走可持续发展道路。对于智能电　网的特点以及概念，一般智能电网是利用“三遥”技术　２．２计量精度高　相比于普通的机械计量，智能电表有更准确的计量　级数方式，同时不会产生机械磨损以及金属疲劳造成电　表读数不对的问题。大部分实践表明，如果运行超过５　以及网络信息，然后在电网主线上结合集成信号收集、　转换、传输的部件，修复自我漏洞，精准确定漏洞位置　的，有经济安全等优势的一种先进供电系统。　年，一般传统感应式电表的准确度会超过误差允许范　围；然而对于智能电表，比如２．Ｏ级全电子智能电表误　差允许值是±２％，且不可很久维持其计量准确度，但是　全电子电表的误差允许值更小，而且其稳定性能更好，　可持久确保计量的精确度。　１．２电能表的种类　根据我国目前的智能电网现状，一般可把智能电表分　成两种：一种是全电子电表，另一种是机电一体化电表。　２应用智能电表的优势　作为一种环保节能电表，智能电表是从网络技术　这种前沿的技术应运而生，且其拥有了很多方面的　优点：　２．３能耗低　能耗低是新型智能电表最大的特点，它是把电流和　电压转换成电子脉冲来计量的一种方式，使得能耗能大　大降低，经相关数据显示，每块智能电表平均能耗大约　压力调节和保护系统是长输管道平稳运行的关键设　［２】输油管道工程设计规范（ＧＢ５０２５３—２００３）［Ｓ】　作者简介：孙佳琳（１９８７一），女（满族），沈阳惠东控　制有限公司技术员，研究方向：自动化控制系统技术管理及　技术研发；王子复（１９７５一），男，沈阳惠东控制有限公司工　程师，研究方向：自动化控制系统技术管理及研发；褚继伟　（１９６６一），男，中国石油管道公司沈阳调度中心工程师，研　究方向：长输原油管道的运行技术管理及研发。　备。功能的正常操作和在线，不仅能保证管道的平稳，　又能确保系统安全可靠运行。　参考文献　【１】　中国石油天然气总公司．石油地面工程设计手册（第　四册）——原油长输管道工程设计［Ｍ】．北京：石油　大学出版社，１９９５　９０．　一