【摘要】：本文以涪陵頁巖氣焦石壩區(qū)塊產(chǎn)能建設(shè)工程SCADA系統(tǒng)為實(shí)例,通過前期在焦石壩一年多的調(diào)研考察,依據(jù)焦石壩某集氣站的實(shí)際場(chǎng)景以及工程設(shè)計(jì)要求,為了保證氣田及所屬輸氣管道安全、平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,需要建設(shè)一套完整集氣站智能化監(jiān)控系統(tǒng)。本文就頁巖氣集氣站的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),整個(gè)設(shè)計(jì)重點(diǎn)大致可分為三個(gè)研究部分:水套加熱爐的控制系統(tǒng)、分離器的控制系統(tǒng)以及集氣站智能化監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)水套加熱爐溫度控制過程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),主要工作難點(diǎn)是加熱爐的溫度控制。由于加熱爐本身具有升溫單身性、大滯后性和時(shí)變性等特點(diǎn),通過采用傳統(tǒng)的PID控制與模糊自適應(yīng)PID控制仿真對(duì)比分析,模糊自適應(yīng)PID控制的方法溫度控制過程超調(diào)量小且可準(zhǔn)確快速的達(dá)到設(shè)定溫度。分離器主要是為了將從水套爐流過來的頁巖氣混合物進(jìn)行氣液分離。為了提高混合物的分離效率及減少對(duì)污水管道的沖擊,適當(dāng)控制分離器中水的液位,能達(dá)到提高效率的目的。因此分離器部分的控制,主要對(duì)容器內(nèi)的液面進(jìn)行控制。智能化監(jiān)控系統(tǒng)采用上下位機(jī)協(xié)作模式,以ABB AC800系列PLC為控制核心的下位機(jī),下位機(jī)PLC系統(tǒng)包括過程控制系統(tǒng)(PCS)和緊急停車系統(tǒng)(ESD)。在AC 800軟件平臺(tái)上使用FBD功能塊編程方式編寫下位機(jī)PLC程序完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)的采集以及根據(jù)因果圖編制的邏輯程序控制閥門緊急關(guān)斷。上位機(jī)分為本地人機(jī)交換界面(HMI)和遠(yuǎn)程HMI,主要用于現(xiàn)場(chǎng)操作人員及調(diào)控中心管理人員對(duì)集氣站的生產(chǎn)流程實(shí)施監(jiān)控和生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。下位機(jī)與本地HMI之間及SCADA服務(wù)器通過以太網(wǎng)進(jìn)行通訊,下位機(jī)將數(shù)據(jù)傳送至SCADA服務(wù)器后,遠(yuǎn)程HMI作為客戶端讀取服務(wù)器數(shù)據(jù)。從最初的硬件選型到硬件組態(tài)以及搭建雙機(jī)熱備系統(tǒng),從下位機(jī)工藝參數(shù)采集處理到上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),本論文都有詳盡的描述。本套系統(tǒng)投入到焦石壩某集氣站現(xiàn)場(chǎng),大大提高了某集氣站的自動(dòng)化控制水平,減少了人工現(xiàn)場(chǎng)巡井次數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP277;TE978
【圖文】：

由于頁巖氣前期壓力大后期衰減快等特點(diǎn)，故前期不考慮用調(diào)壓撬進(jìn)行增壓，只預(yù)留了設(shè)備接頭。為了預(yù)防在極端條件下，頁巖氣在集輸過程中管線內(nèi)形成水合物，在集氣站去集氣管線設(shè)置甲醇加注裝置。在集氣站出站管線都設(shè)有安全放空閥門、緊急切斷閥門和手動(dòng)放空到井場(chǎng)放噴池設(shè)備。涪陵焦石壩塊區(qū)集氣站工藝流程大同小異，針對(duì)各平臺(tái)地形條件及井位部署情況，設(shè)置 2-12 井式標(biāo)準(zhǔn)化集氣站。4 井式集氣站頁巖氣的集輸流程如圖 2-1 所示。

井口除砂器模塊 井口來氣除砂 管徑為 65mm 管徑為 65mm加熱爐模塊 井口來氣加熱節(jié)流加熱爐功率為 加熱爐功率為 400400KW，1 臺(tái) （分別為 2、2、3 臺(tái)計(jì)量分離器模塊 井口來氣氣液分離、計(jì)量管徑為 管徑為800mm（1 具） 800mm（1 具）生產(chǎn)分離器模塊 井口來氣氣液分離、計(jì)量 無生產(chǎn)分離器管徑為1200mm注醇模塊 抑制水合物生成燃?xì)庹{(diào)壓模塊 燃?xì)夥蛛x調(diào)壓增壓組模塊 井口來氣集中增壓污水罐模塊 污水儲(chǔ)存 罐容為 10m3匯管模塊 計(jì)量及生產(chǎn)匯管 無 管徑為 100、200、2發(fā)球筒模塊 管道清管發(fā)球筒直徑為 發(fā)球筒直徑為100mm 150mm、200mm2.3 關(guān)鍵設(shè)備基本結(jié)構(gòu)及工作原理.3.1 水套加熱爐基本結(jié)構(gòu)

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本文編號(hào)：2713085