天然气压缩机自动控制技术.pdf

第 2 l 卷第 3 期 2 0 1 3年 9月 北京石油化工学 院学报 J o u r n a l o f Be i j i n g I n s t i t u t e o f Pe t r o c h e m i c a l Te c hn ol o gy Vo l _ 2 1 No ． 3 Se p ．2 0 1 3 天然气压缩机 自动控 制技术 高 钊 ， 刘德俊 ， 王 芙 ， 马 焱 ， 李小月 ， 高吉庆 i Z宁石油化工 大学 ，辽宁 抚顺 1 1 3 0 0 1 摘要 在 回收滩海油 田伴 生气 的过程 中， 经常将经过处理的天然气进行高压压缩装 到高压气瓶来 运 输到指定位置 由于滩海油 田伴生气 的产量 比较少 ， 在进行 压缩 的过程 中， 天然 气压缩 机需经 常启停 。 为 了节省能源 ， 降低成本 ， 提高机器运行 的稳 定性 ， 可以对 天然气 压缩机进 行 自动 化控制 。笔 者介绍 一 种天然气压缩 机 自动控制 的方法 ， 该方法不需要人工 控制即可把天然气进行高压压缩后装进 高压气瓶 。 通过对该方法 的设 计原理 、 设计方 案和设计时应注意 的一些 问题等 描述 ， 为高压压缩机 的 自动控制研究 提供参考 。 关键 词 压缩机 ；启停 ； 自动控制 ；P L C 中图分类 号 TH4 5 文献标志码 A 随着 能 源 的 日益 紧张 ， 天然 气 在 能 源 中 的 位置越来越重要 。滩海油田伴生气作为天然气 的一种 ， 逐渐被人们所重视_ 】 ] 。 目前， 由于其回 收所带来 的经济效益并不 明显 ， 故 国内外 大都 采取 放空 或燃 烧 的方 式来 处理 伴 生气 。为 了增 加油 田效益 ， 应设计经济合理 的方案对伴生气 进 行 回收 _ l2 ] 。 1 CN G 回收工艺 压缩天然 气 C NG 就是将 天然气 加压至 2 5 MP a左 右 ， 使 其 体 积 减 小 。天 然 气 在 2 5 MP a 时 ， 体 积为 压缩 前 的 1 ／ 2 5 0 ， 该工 艺有 效 的利用 了天然气的压缩特性 ， 提高了储运效率。 C NG的预处理和压缩过程相对简单 ， 处理技术 和设备较成熟 ， 投资费用适 中。 采用 C NG技术回收滩海油 田伴生气 的工 艺流程 经过预处理 脱硫、 脱碳 、 脱水 、 除尘等 的伴生气经 增压 计量 后 ， 进入 缓 冲罐 约 1 0 0 m。 储存 ， 当缓冲罐压力达到一定值后， 启动压 缩机， 对 气体进 行高 压压 缩 ， 达 到 2 5 MP a左 右 ， 装入 4 6 3 0 mm1 1 5 8 0 mm 的标准高压气 瓶 ， 容积约为 2 ． 8 2 m。 ， 高压气瓶通过船舶运输 收稿 日期 2 0 1 3 0 3 2 0 作者 简介 高钊 1 9 8 6 一 ， 硕士生 ， 主要从事滩海油 田伴 生 气 回收工作 ， E - ma i l w o a i g a o z h a o a 1 6 3 ． c o rn。 到 目的地 。 回收工艺确定后 ， 考虑到伴生气产量少 ， 压 缩机不能连续工作 ， 可在压缩机人 口处设置一 个缓冲罐储存气体 ， 根据缓冲罐中气体压力值 ， 可以对压缩机进行 自动化控制。这样不仅节省 人力资源 ， 还能提高机器运行的稳定性 。该 自 动化 系统 的原 理是 根 据 压力 的变 化 ， 利 用 P L C 控制柜对压缩机和电动阀门进行 自动控制。 2 自动控制 系统 随着科技 的发展， P L C技术越来 越成熟 ， 其 灵 活 性 和扩 展 性较 继 电器有 了很 大 提 高 ， 且 不易 受 环境 影 响 ， 目前 已广 泛 应 用 于 自动 化领 域。因此 ， 笔者采用 P L C和继 电器联合控制 ， 不仅具有结构紧凑 ， 电器少 ， 体积小 ， 易维 护等 特点 ， 还可以使系统设备适应恶劣的工作环境 ， 同时降低成本。 2 ． 1 系统 运行 的工 艺要 求 为 确保 正常工 作 ， 系统 应满 足 以下要求 1 压缩机的正常启停和 电动 阀门的正常 开 闭 ； 2 正常生产时， 应保证至少有 2 个高压气 瓶可以正常工作； 3 能够 随时对 机器 的运 行状 况进行 检 测 。 5 O 北京石油化工学院学报 2 0 1 3年第 2 1卷 The Au t o m a t i c Co nt r o l Te c hn o l o g y o f Na t u r a l Ga s Co mpr e s s o r GAO Z h a o ，L I U De j u n ， W ANG F u ，MA Ya n ， LI Xi a o y u e ，GAO j i q i n g Li a o n i n g s h i h u a u n i v e r s i t y，Fu s h u n 1 1 3 0 0 1 ，C h i n a Ab s t r a c t I n t he p r o c e s s o f t he r e c o v e r y o f of f s ho r e o i l f i e l d a s s oc i a t e d g a s，we o f t e n c ompr e s s t h e t r e a t e d na t u r a l ga s wi t h h i gh pr e s s u r e a n d f i t i t i nt o t he p r e s s u r e v e s s e l ，wh i c h c a n be t r a ns po r t e d t o t h e s D e c i f i e d po s i t i o n． Be c a us e t he y i e l d o f o f f s h or e oi l f i e l d a s s o c i a t e d g a s i s l e s s ，t he na t u r a l g a s c o m pr e s s or ne e ds t o s t a r t a nd s t o p f r e q ue n t l y i n t he p r oc e s s ．I n o r de r t o s a v e e n e r gy，r e du c e c os t s a nd i m p r ov e t h e s t a bi l i t y o f t he ma c hi ne r u nni ng， t he a u t o m a t i c c on t r o l t e c h no l og y o i na t ur a 1 g a s c o m p r e s s o r s ho u l d be us e d． Thi s a r t i c l e d e s c r i be s a m e t hod o f a u t o m a t i c c on t r ol o f t he n a t ur a l ga s c ompr e s S Or ． Thi s m e t ho d d o e s no t n e e d m a nua l c o nt r o1 ． Th e a r t i c l e pr o vi d e s s o m e r e f e r e n c e f o r t he a ut oma t i c c on t r ol of t he hi g h p r e s s u r e c om p r e s s o r by pr e s e n t i n g t h e d e s i gn D r i nc i pl e，t h e d e s i g n d e s c r i pt i on a n d t he p os s i bl e pr o bl e ms i n t he d e s i gn ． Ke v wo r d s c ompr e s s o r ；s t a r t a nd s t o p；a u t oma t i c a l l y c o nt r o l ；PLC