焦石页岩气集气站智能化监控技术研究

发布时间：2020-06-14 16:56

【摘要】：本文以涪陵页岩气焦石坝区块产能建设工程SCADA系统为实例,通过前期在焦石坝一年多的调研考察,依据焦石坝某集气站的实际场景以及工程设计要求,为了保证气田及所属输气管道安全、平稳、经济运行,需要建设一套完整集气站智能化监控系统。本文就页岩气集气站的控制系统进行设计,整个设计重点大致可分为三个研究部分:水套加热炉的控制系统、分离器的控制系统以及集气站智能化监控系统。对水套加热炉温度控制过程进行设计时,主要工作难点是加热炉的温度控制。由于加热炉本身具有升温单身性、大滞后性和时变性等特点,通过采用传统的PID控制与模糊自适应PID控制仿真对比分析,模糊自适应PID控制的方法温度控制过程超调量小且可准确快速的达到设定温度。分离器主要是为了将从水套炉流过来的页岩气混合物进行气液分离。为了提高混合物的分离效率及减少对污水管道的冲击,适当控制分离器中水的液位,能达到提高效率的目的。因此分离器部分的控制,主要对容器内的液面进行控制。智能化监控系统采用上下位机协作模式,以ABB AC800系列PLC为控制核心的下位机,下位机PLC系统包括过程控制系统(PCS)和紧急停车系统(ESD)。在AC 800软件平台上使用FBD功能块编程方式编写下位机PLC程序完成对现场压力、温度、流量等数据的采集以及根据因果图编制的逻辑程序控制阀门紧急关断。上位机分为本地人机交换界面(HMI)和远程HMI,主要用于现场操作人员及调控中心管理人员对集气站的生产流程实施监控和生产数据进行处理。下位机与本地HMI之间及SCADA服务器通过以太网进行通讯,下位机将数据传送至SCADA服务器后,远程HMI作为客户端读取服务器数据。从最初的硬件选型到硬件组态以及搭建双机热备系统,从下位机工艺参数采集处理到上位机监控系统软件设计,本论文都有详尽的描述。本套系统投入到焦石坝某集气站现场,大大提高了某集气站的自动化控制水平,减少了人工现场巡井次数。
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP277;TE978
【图文】：

由于页岩气前期压力大后期衰减快等特点，故前期不考虑用调压撬进行增压，只预留了设备接头。为了预防在极端条件下，页岩气在集输过程中管线内形成水合物，在集气站去集气管线设置甲醇加注装置。在集气站出站管线都设有安全放空阀门、紧急切断阀门和手动放空到井场放喷池设备。涪陵焦石坝块区集气站工艺流程大同小异，针对各平台地形条件及井位部署情况，设置 2-12 井式标准化集气站。4 井式集气站页岩气的集输流程如图 2-1 所示。

井口除砂器模块 井口来气除砂 管径为 65mm 管径为 65mm加热炉模块 井口来气加热节流加热炉功率为 加热炉功率为 400400KW，1 台 （分别为 2、2、3 台计量分离器模块 井口来气气液分离、计量管径为 管径为800mm（1 具） 800mm（1 具）生产分离器模块 井口来气气液分离、计量 无生产分离器管径为1200mm注醇模块 抑制水合物生成燃气调压模块 燃气分离调压增压组模块 井口来气集中增压污水罐模块 污水储存 罐容为 10m3汇管模块 计量及生产汇管 无 管径为 100、200、2发球筒模块 管道清管发球筒直径为 发球筒直径为100mm 150mm、200mm2.3 关键设备基本结构及工作原理.3.1 水套加热炉基本结构

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本文编号：2713085