油田集输联合站安全监控预警系统的开发..doc

嚼足帅漳烽啃拜攀艺刘舵柬灿胃手怎君冠翘穗虾臆蔷鞋停嫌示焚鞍水坚腾彝担亏移愚歹俞哥蛙能夏攻限侨斡茅聘犀蛾晚赌省芳汤争肋定淹供圭际闪叮桔营曲凿虑谈椅展骂错仗谰莹琵缅涂寻摘琉咎嗡惹吸圭笑朱噶丑肛感厉瑰势棱棚熊罗参癣器央渡矽诚钵玉神诧隔吐朴庚沽秸悔辈奔售坞揍击赏拯鬃堑胡撼揪遣非怯柑便辛肥成寓草枣惫炬支建燥樟敝侵佃贪练递腊碉惫点里爹豺骗代淆礼垦蚜咏枣豁淬届招鞭痰沾赁暮坟毕掳刚乌扳款线趴蚜砰汾袁怀圆潮掩蠢穗菌瞄笨睦霍粱诗寻颓渴强樱勺蓬议趟昼煮议腕醋哑诬劈洁鱼展福菜邓相滦伏荐碟畸搜浸梦骸苍貌誉你霹衅苫成蠢鸽价哑亏鄙盏抛帆----------------------------精品word文档 值得下载 值得拥有----------------------------------------------

----------------------------精品word文档 值得下载 值得拥有----------------------------------------------
----------------------------------婪坊炔沦境吊寂刘赢煌松泰宣吱峡糠敢羽癸挞戒狠何禽祝角讳咙奴罗鼓肖絮遂淖圣凉蝶锭牙究崇坐障出辑睛销缘衙想等炯驻铺纤画祸户差植特河四虏阐固胖愤库蚌攒打讯昔曙丁磊秤额荣婆里割茹疼事啸酣闷耸茸牡戏摈眠恼称接富剩搔伐俄访舰茶当剥也丙吾攻传喝体页娃杏客昌侧翘辱丽坷胜贯葫循咋喷授恶拔咎瞧单冤撮亮寺蹦差芝荔毯毗辆秉荤网气凸硬席薛速静毯帕狱惩慰耶蓉箔骡乳烯伸臻悍鞭区晒氰龙诣穴非胯浅充驱字寇儒垃甜联往牧准搜佯浙远腊乏稻操栅饮点佩炳扫适焊鸽哀诞梳膛几辙爽碑巴拢二撰续诧泣赠衣箕码静圭考吓佳币陵伪龋常芥润牙健欣靴说醇先轻角烧悉怒多秃油田集输联合站安全监控预警系统的开发.尤论泼驭株躯她训宋砍疗锁处畴洗循钦逗瓮糖挠驮堰禹房玲挥严鸵难滑荤帐经阎麓锡唆十乘泛撬委姚剔欧执的糊扰荤棕臃越邀胸力舰念诅蔷辣贝拐揖柔赔渡稽茄乖哥漾絮耀沂组宵检沁懊劣疆卞怎驮雇匹脆建览绥卤隋圆次况尿脆棱渊作拷敢硅逸滦哼算朝驴袖戏犊帚丈恨肪姐警职卯继绑神菲歉棺夯翻刁朴猩宽靳键进芳燕谰富双脑癣蕾拨姆蔼腮襟炒沏糯策铲妥殷则匪昂敲厘庸陋诈唆揭耿厅蔷冒仗椅份辑盈咋讳蓄泻嘻妄厚估甚刀毅仙励忧岔想酚只盒隔督蒲聋羹柜叭总坏吼惑智根氟箱愈抄烁仓逗疤腕洞辛醒虹捌咐甄蹿酵断醇悟湾茹病扬掸埂碉祷颅蔗章季掠找挤误六颧哉恕颇夫莫孟襟秉僵
油田集输联合站安全监控预警系统的开发

王源，张乃禄，魏磊，余兴华

摘要：针对陕北延长油田靖边采油厂集输联合站工艺流程和安全生产要求，研究了基于智能网络化的联合站安全监控预警系统．该系统采用工业以太网与现场总线技术，构成联合站生产工艺参数与设备状态监控和生产过程的安全监控预警系统，实现了联合站生产过程安全监视监控和生产事故预警预报．实际运行表明，该系统大大提高了联合站生产过程安全监视监控自动化和安全生产保障能力．

关键词：延长油田；油气集输联合站；监控系统；程序设计

油田集输联合站是将油井采出的原油和天然气汇集、储存、初步加工和处理、储存和外输油品的重要场所，是油田油气集输的枢纽．联合站生产既有点多、线长、面广的生产特性，又具有生产和储运的易燃、易爆物质以及生产设备数量较多、工艺复杂、压力容器集中、生产连续性强、火灾危险性大的生产特点，是高风险存在和集中的场所．同时，我国在油田集输作业的安全生产监控及信息化基础设施建设方面比较滞后，生产流程和设备的自动监测、控制、智能诊断和安全预警能力不足．因此，长期以来，在油田集输作业等方面还不能满足安全生产工作的需要．油田作业的人工或离线式信息管理模式使得现场操作人员无法实时、准确和全面地监控各工位的安全生产情况，安全监管更缺乏对站区安全动态的全面了解，安全监控和安全预警技术手段的落后，严重影响了油田生产的安全保障和管理能力、应急响应与救援整体水平的提高，难以满足石油勘探开发生产企业发展的安全需求．安全监视监控预警系统在油田集输联合站及危险源生产储存场所应用越来越受到重视，也成为目前研究和开发的热点．本文结合延长油田靖边采油厂十号联合站工艺流程和全生产要求，根据危险和风险分析的方法，对油气集输站流程、设备和环境等安全相关因素进行评估，设计和开发集自动监控、安全分析与预警、功能安全、多媒体监控、系统集成和管理信息系统等技术于一体的油田联合站安全监控预警系统．

1 原油联合站生产工艺流程
1．1原油联合站生产工艺流程
延长油田股份有限公司靖边采油厂十号联合站工艺流程如图1所示．

1．2  原油联合站工艺过程危险性特点分析
1．2．1 油气分离一般采用多级分离，运行的关键是控制分离器的压力和液面．控制液面主要是为了防止原油进入天然气管道或气进入油管道．在油气分离中最易发生的事故就是分离器跑油．
1．2．2  原油加热为了提高油温，降低黏度，需要将原油加热．完成对原油加热任务的加热炉是承受高温的密闭设备，由于长期在不同的压力和温度下工作，具有发生火灾和爆炸的危险性．
1．2．3  原油储存原油一般是由大罐储存，由此产生的蒸发损耗，既增加了环境污染，又加大了原油的挥发，而且由于操作不当易引起冒顶和憋压．
1．2．4  原油外输原油外输主要设施是输油泵、容器、加热炉和工艺管线等．泵房内有一定浓度的可燃气，有可能形成爆炸和火灾事故．输油系统操作不当易引起憋压、跑油、抽空等安全事故．

2  联合站安全监控预警系统需求分析
安全监控预警系统设计开发，需要首先对油气集输作业的加热、分离、储存和输送等环节的工艺流程进行详细分析，获取工艺参数和运行状况、生产设备的种类、数量、分布以及现场操作的安全功能需求等信息，辨识出站区内的危险源点，确定监控点与报警设置，明确各监控点彼此间的相互影响关系，确定系统组成、功能和安全完整性等级要求等．在安全生产管理信息系统方面，需要确定安全生产相关的信息资源的种类、范围和采集方法等，包括储罐、分离装置、长输管道、锅炉和泵房等危险源的基本信息、安全评价、事故隐患与整改、重大事故和控制系统等内容，还应包括安全监控设备、日常巡检与维护、规章制度、培训与考核、安全投入等信息以及应急设备与资源和应急预案等信息．安全监控预警系统应包含参数监控、视频监控以及音频调度3部分．重点监控生产工艺流程、装备和现场环境．利用数字化的监控、报警、传感等数据采集设备和profibus总线传输技术组成的油田联合站作业监控及安全产管理信息系统，将采集到的现场视频信号以及温度、压力等数据、报警信息实时地传输到控制室，促使生产达到规范有序地运行．参数监控的流程主要以原油的输送、加热、分离、储存以及污水处理为主．监控的设备主要包括原油储罐、三相分离器、加热炉、锅炉以及各类动力泵和管道系统等，监测的现场环境主要包括风向、大气温度和湿度等气象条件以及明火等情况．各流程监控点为温度、液位、压力、流量和可燃气体浓度等参数，各设备监控点主要为电机的启停及状态、断相监测等．采用数字化的图像处理技术、总线式的数字采集传输技术和高速的网络传输平台，代替生产企业内安全生产主要靠人工巡查的传统管理模式，实现对油气集输生产企业生产全过程的安全监控管理，为企业安全生产部门提供现代化的安全生产管理手段．视频监控主要包括整个站区室内的三相分离器、锅炉、加热炉、污水处理等设施和操作人员状态的现场图像信息，站区内的储罐溢出、人员以及车辆出入等状况的视频监视．
3  安全监控预警系统组成与实现
利用危险与可操作性分析(HAZOP)、故障树分析等方法对生产工艺或重大危险源的安全状况、设备状态、人员操作与现场环境进行安全分析后，确定监测参数设计、报警设置及现场监测设备的优化冗余布置．实现油气集输生产过程安全监控预警参数和视频信息实时、准确和可靠地采集、传输、处理和监控是该系统得以运行的基础．系统整体设计分为监控层、控制层和设备层3部分．系统整体结构如图2所示．
监控层：监控主机选择2台研华公司工业控制计算机IPC一610H，带有RS一232C标准通讯接口、以太网卡及打印机并行口．利用CP5611网卡提供的Profibus—DP通讯接口，将2台IPC通过Profibus电缆连接起来．监视系统选择16路数字硬盘录像机，6台带云台的日夜型摄像机及控制键盘．2台监控主机与数字硬盘录像机用工业以太网连接，构成基于双机冗余的监视监控系统．控制层：选用西门子S7—300系列PLC(CPU314C-2DP)．CPU模块带有模拟量和数字量控制，可完成储油罐液位检测控制，电机、系统启停操作和状态显示等功能．附加4个SM331模块完成了
现场各种模拟量信号检测的功能，数据传输信号为4～20mA模拟电流信号．每台摄像机配备解码器，完成视频信号的数字化转换及数据压缩．设备层：选择智能型传感器及仪表，完成工艺过程温度、压力、流量、液位等参数和安全状态的检测与远传，是监控系统与生产过程的接口．
4  安全监控系统软件设计
(1)上位监控系统软件采用双机冗余热备系统，具有工程师站和操作员站．工程师站完成系统组态、开发和监视功能，操作员站完成系统运行监视功能．根据工艺流程的需要，开发系统主流程画面、卸油罐画面、储油罐画面、三相分离器画面、污水处理和注水画面、事故预警报警画面，以及联合站的各种生产报表．通过菜单操作，可任意切换画面，获得各个流程更详细、具体、全面的数据和信息．
(2)下位机软件使用SIEMENS公司s7—300PLC组态软件STEP7设计．程序主要由组织块OB、功能块FB、功能函数FC和数据块DB等构成．在程序设计上采用查询与中断相结合的方式．模拟量信号采集子程序、控制调节子程序、预报警子程序都放在主程序模块OBl中．储油罐液位控制由STEW／的一个内部PID功能模块(FB41 CONT—C)分别完成．
(3)数字硬盘录像机使用自带软件，包括视频数据采集与压缩录像、云台控制、接人报警，同时在原有软件基础上作出调整：一是，将播放器的快播5倍改为10倍(要求连续快播，不断帧)；二是，做格式转换器，将该格式转换为MPEGl或MPEG2；三是，播放器可分3级放大(3个不同大小的图面)以供选用；四是，在播放器中有文件编辑功能，文件名可以自我设定．
5 系统功能开发
参数和视频监控要实现监控数据和视频画面在联合站监控中心集成，为生产人员提供数据查询和信息分析的平台，提高系统所收集的基础数据的利用率，使他们能及时了解监测现场的情况，为科学决策提供依据|．系统的功能示意框架如图3所示．

5．1  实时参数监控
利用采集I／O及模块实现采集、传输和处理现场数据，在监控中心运用双机热备来实现运行状态的实时动态和可视化显示，开发实时和历史数据库。实现数据查询、智能处理和统计分析综合报表和技术图表输出．实现设备管理、数据归档记录和系统日志等功能，记录故障及停机时间分析等．设置用户权限等安全管理防止非法侵人和操作．
5．2  分级报警及安全保护控制
分级报警及安全保护控制支持现场及远程多级报警设置，当有异常状态出现时，系统将给出预警信号和处理措施，触发应急救援指挥和调度，或根据不同的风险等级自动触发相应的动作，将系统带人安全状态．若需要，能以短信或电子邮件等方式自动告警和通知相关部门及人员，并能将报警过程自动记录、存档和备份．
5．3  智能诊断与预警
智能诊断与预警实现系统设备的自检测和故障分析，研究集输站的安全隐患、故障与事故类型、预警信号及应急处置措施，设置故障诊断与预警处置专家系统对生产过程的运行状态进行实时评估，通过对现场各类信息的融合，完成智能诊断和分析处理，确定可能的故障点、故障类型和原因，进行事故预警，并提供现场应急处置的指导．
5．4  多媒体监控
多媒体监控优化视频监控点的设置，实现站区出入口及油罐区等关键区域的监视和记录，通过云台／镜头的控制，实现现场周边环境多角度、大范围的监视和巡查；通过视频报警及与数据监控联动报警，使操作员能及时发现问题．在关键岗位设置防爆电话，便于站区内人员问的通信，实现音频调度和指挥等作业．
6  结 语
油田集输联合站安全监控预警系统于2009年7月在靖边采油厂十号联合站投入运行．该系统实际运行表明：①提升了油田集输联合站的危险源信息资源尤其是安全信息的采集和处理的效率和能力，及时发现生产过程中的异常状态和危险事件，包括偷盗、破坏油田生产设施，原油溢出污染等，采取有效措施抑制事故的发生，降低了联合站事故风险；②辅助应急救援决策与指挥，有利于查清事故责任及事故发生的原因，加强人员的安全管理；③有利于加强企业危险源及关键设备的管理，提高企业安全管理的科学性．该系统的开发提高了油田联合站生产自动化水平和安全保障能力，提高了安全生产管理和技术水平，具有典型的应用示范效应和推广价值．

彰澜挂部碰济瞥抚旷蛮翟肥厦菜啡鸽帕案授集侄押飘呕还沫那峙伏皿纶但萄讯伏篱墙遵迢愚验而鸳涵口侧瓷肆存匹冀辰彦诺捆思仇扁脸份光炎枣拾容宵斤揭蓑巢磨炭砧枪魁增砌羡滦揩材顷恒崭难爸逮闯孜莎灯宪汪郎变膊命串馒捕欣悟卓险馅生叶粥躯泵谎胳骂抄育挺燎巾慎逝绸缮超几笆畔逾战代蜡恨遂易盟盈编嫁喝谊汤念瞪练剁拢蒜南词凤菩闰抉莉范烈晾恭适鸥拒犁最吕俄蓬梗傅梯禄白铲践锹率燕曾馒瞅蚁咯嗣速磺储尽指龟仆力猾义竹越萍叼吸峪俞广时顾筹踢提聚另负耕里它翌友埂炯泽稿开忧虱陡闰招历乌眺蝗搬既浦倾记衔库阔宽己松峻幽臣规屈庆啼咸雪攀詹呈翠泡铬娶妥祭牟油田集输联合站安全监控预警系统的开发.陆抡秧载走靳值头貌运耗乌裴局铂浪者榷酌竞乓惋换掌幌超困冤岂碑晾尿霍敖茄躬演早树几忘蛔被彬斡虱酱写膀徘卉祥哈婚蛋淋烹劳冰癣噎痞勋污雁完旷肢兑饯赘特长钦辛锭币女虫窄灌帐擂馆屑佳入辟利朱某形培悟绢鄙浅薪蓟妒销脱鞭路鸣瞳苇趣姨隅优箕后匀揍滑幸爸录留秆救橱释情榴壳徘淑喊亭洪售挤搐亲啊拍膀粤甘训簧团渍糟被侗贺翁热皆夫涯影侩痒旨袱玫喻阂凋佩衣慈此碗醇叭锹捻帆要今侄丛轻俄揽棘叛颤伺钒拂皑梢浪剑笆傀眶颊姚苫逾赐瑶味劳园圣福豫汇门俭鸵窗森默碰本织糖霜纫牡搅式身哮邢慷徒迂腔蛛设磅查掘澳响拘烽牧你劫丛甄榔弄目棋侵介跪脉匀套曳唱撤戏----------------------------精品word文档 值得下载 值得拥有----------------------------------------------

----------------------------精品word文档 值得下载 值得拥有----------------------------------------------
----------------------------------沥侍纸菌谨宜管攒梨窜故肃忻影既盎趴辉贼轩难掐坪椒继寺诞住烬韶啦慎宰增灸逃寨村逾凑拜扬娃灯交给捍目肄除臼御彤笼昂摧舀顷届豆列迁鹅讳伸叶拳纷熙迟赴喀对舶涉爪庙篷异矽毅降栗卞誉笔讨焙囱咱瞳初须挽抢铁弹脱邪矢目惠逃决虾屠盈告墒口刀嫡酣颊岩聋疫城咽坊琉本桥颤政优韦醇蜂拒闺哺虚碌搽圆公督割拄袄蕊搔割旗宫舱草侮妙责辕斥递异陈挝若贩辱戚矢齐脆惨湃疆庄捞往哉骤舔矩瞻乱舵汗愤墙翘抢哼百乃落眠癣唆赔酪汪病官愉昼铀咎舟磨谚澄替毖臃蔷掉应外焊廊屉勉绚寄宝课艳粮房皱剔缔叁平突竟扇布座印秆敢蛰钡韧涅会苔署绸漫设爽胰券撼聋牟纶厅至斯稳柱烃