长输原油管道压力调节与保护探讨

1、    长输原油管道压力调节与保护探讨    孙佳琳王子复储继伟摘要：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：te88 ：a ：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

2、之一是系统的压力自动调节和保护。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系统设置了泵站和系统压力超限保护功能。1 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

3、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。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 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/远程的切换不应影响

4、调节阀的正常调节，实现无扰动切换。3.2 调节阀保护控制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。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。当阀后压力达到设定值时，调节阀控制系统调节回路自动切换为下游压力保护调节，保证阀后压力不超高，控制阀后压力。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

5、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。出站调节阀设有10%阀位限制功能。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。4 控制调节方式4.1 单机运行管道启输前主调节阀

6、前后截断阀开启，给拟投用调节阀赋初始设定值，设定为自动调节模式。调节阀切换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。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。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

7、泵入口汇管压力为p1。压力调节如下：当p2sp2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< p>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p1。主调节阀出站压力设定值为sp2，输油泵入口压力为sp1，备用调节阀出站压力设定值为sp2+y，y为出站压力设定值的变化量。输油泵入口压力设定值为sp1-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>0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