TS3000控制系统在油田产能装置中的使用研究

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【摘 要】对于天然气处理厂深冷装置来说，压缩机组为装置的核心设备，因此压缩机组的安全平稳运行是装置产能稳定并提高的重要保证。装置至投产以来已运行一年，ts3000系统在控制压缩机组的安全平稳运行过程中起到了至关重要的作用。通过实际应用表明：1）TS3000控制系统可对压缩机组运行参数进行实时监测；2）采集实际数据通过计算自动控制压缩机组的各项指标，使机组在最佳状态运行，延长机组使用寿命；3）智能分析采集数据的真假，避免对假信号的误判断造成停车；4）保留历史趋势数据，根据参数点的图形对比分析机组运行变化的原因；5）三重冗余，处理器自动切换，可实时在线进行系统更新，避免因此而带来不必要的停车。

【关键词】TS3000；自动控制；智能分析；三重冗余；历史趋势对比；实时在线更新

引言

为了解决由于大庆油田北部地区（一、三、六厂）伴生气产量的提高导致的天然气处理装置的能力不足，以及油田北部地区天然气处理装置检修期间造成的天然气湿气放空现象。确保大庆油田北部地区天然气湿气处理率，提高天然气加工深度，增加轻烃产量，提高大庆油田的整体经济效益。在北区地带建设北I-2天然气处理厂（简称北I-2工程）。工程建成投产后，将减少油田北区湿气放空，提高湿气处理率和天然气加工深度，增加轻烃产量，提升油田整体经济效益，对大庆油田原油稳产具有重要意义。

对于天然气处理厂深冷装置来说，压缩机组为装置的核心设备，如果压缩机停车，整个装置将全部停止生产，带来的损失巨大。因此压缩机组的安全平稳运行是装置产能稳定并提高的重要保证。

1、TS3000控制系统简介

TS3000控制系统是TRICONEX公司旗下的产品。公司成立于1983年，总部设在美国的加利福尼亚州。目前是世界最负盛名的一家透平控制系统、安全及关键领域控制系统的专业制造厂商。公司属于国际著名的INVENSYS集团。

1.1TS3000控制系统的特点

通过TUV标准认证的TMR系统体系。输入表决错误的“自治愈功能”确保主处理器使用正确的输入表决值。从输入端子到输出端子（其中包括扫描输入、执行程序和驱动输出）所有的控制功能都是在独立的三冗余硬件体系中完成的。无易出故障的硬件继电器顺控逻辑。3、2、1的工作方式：只有一个主处理器时，系统也能工作。保证单点甚至多点故障时的功能完整性。“热备份”卡件带电并时刻诊断，保证在需要的时候是可以运行。“无冲突”切换是自动地有保证的。在故障的情况下，主处理器和I/O模块可以在线更换而不影响运行。在线修改软件并下装到控制器中，不中断设备的正常运行。全面的硬件诊断和系统诊断，诊断覆盖率达到90%以上。诊断对用户是透明的，诊断结果可以在工程师站（PC）上得到。开放的系统，应用程序由使用者掌握。

2、TS3000系统压缩机组控制中的实际应用

2.1自动控制

北I-2天然气处理厂所使用的压缩机为3级压缩，压缩机各级间压力和流量是机组平稳运行的重要指标。压缩机各进出口压力波动，级间气体流量变化大容易造成压缩机喘振，导致压缩机轴震动过大而导致停车。因此为了保证级间气体流量稳定，使压缩机在正常工作区内工作，在两个级间分别设置了防喘阀。防喘阀会根据级间进出口压比和流量大小通过计算自动进行调节，使压缩机在防喘工作区内运行。

2.2智能分析信号真假

压缩机组在线监测的各参数全部由现场测量仪表传送到控制系统，由于现场到中心控制室距离远，中间会经过多个接线箱最后接入系统，这样就有可能造成现场表不准确或者中间接线虚接而传送假信号甚至造成联锁停车。TS3000控制系统会根据信号传输情况进行智能判断信号的真假性，如属于现场仪表接线虚接，或者断线而造成的测量值超出测量范围，系统会提示离线状态，而不会联锁停车。这样我们可以到现场检查实际情况，将联锁切除进行故障处理后再恢复联锁，避免不必要的停车。

2.3历史趋势对比分析

TS3000控制系统可记录历史数据，当机组连锁停车时可以监测到是哪个点造成的联锁停机。停车后我们可以调出历史数据，根据机组数据运行趋势，分析是什么原因造成的联锁停机，也可以分析其它造成机组故障的原因。经技术员和班组人员到现场检查，发现压缩机停机后产生转子反转现象，从而根据TS3000控制系统记录的数据，对机组停车过程中压力变化趋势进行分析，发现由于停机后压缩机组内气体放空需要一定时间，这样出口气体返回到入口，级间出口压力比入口压力大于0.5MPa，巨大的级间差压而造成气体倒流转子反转。根据此现象我们在级间加装止流阀解决此问题。

3、结论

通过一年的分析研究，TS3000控制系统在压缩机控制使用中具有一定优越性：

（1）系统具有统一完整性，实现一体化控制；

（2）智能分析，减少设备生产过程中的意外和停工时间，增加产能；

（3）系统维护与操作简单方便、安全可靠、三重冗余、可实时在线更新系统。

参考文献

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