采油廠自控儀表使用維護及檢定
日期:2018-05-09 來源: 作者:
摘 要 針對數字化油田建設中配備自控儀表在選型、維護和現場校驗過程中存在的方法、標準問題,提出了采用現場校驗和實驗室檢定相結合方法,以實現儀表量值溯源,并對部分儀表進行了現場校驗嘗試,取得了一定效果。
開展數字化油田建設, 目的是將油田從沒有圍墻的工廠變為電子井場、電子站庫,實現技術融合、專業融合和團隊融合,降低操作成本,提高應急處理能力和生產效率。 按照中國石油化工集團公司數字化油田所提出的標準化設計、模塊化建設、標準化采購和信息化提升的“四化”建設要求,逐步推進生產管控模式變革, 為體制建設提供信息化、 自動化支撐。
中國石化江蘇油田分公司采油一廠 (以下簡稱采油一廠)目前共有 1 215 口油水井, 32 個中轉站,9 個集輸站,年生產原油約 70×10 4 t 。 通過數字化油田建設,實現運行參數自動采集、傳輸和異常報警,保障流程、設備在zui佳狀態下運行,改善勞動條件,提高生產效率。作為采集數據的終端,各式自控儀表和傳感器的選型、設計,現場維護、校驗(檢定),保障系統可靠運行, 降低操作成本是項目后期的一項重點工作。 目前采油一廠主要自控儀表種類與檢驗規模見表 1 。
1 自控儀表配備、選型與使用中存在的問題
1.1 重建設、輕選型
1 )數字化油田工程在投資建設中,涉及的自控儀表雖按框架選購, 但設計和技術規格書沒有對儀表的準確度、穩定性指標進行約定,存在低價中標現象,導致價低質差的儀表產品進入現場,質量壽命無法達到額定周期。
2 )工程項目中計量方案與計量儀表的選型很少與計量專業部門結合, 計量儀表的質量認定和準確度校驗與相關規程符合性不能保證, 工程的綜合效益得不到保障。
1.2 重配備、輕管理
自動化工程涉及到的一次儀表種類多, 如測定溫度、壓力、液位、流量等參數,如果測量數據有誤差,就會產生錯誤的分析結果 [1] 。
1.3 重功能、輕校驗
隨著技術發展,多參數、智能化、集成化儀表逐步進入油田市場,應根據使用要求選擇成熟可靠,經濟實用的計量儀表,避免功能與資金浪費,如溫壓示功儀等石油專用器具,檢定與校驗技術相對滯后,無法對其計量性能進行有效的量值評定。
1.4 重維修、輕維護
油田使用的自控儀表基本是露天安裝, 環境惡劣,且測量對象是高溫、高壓和腐蝕性介質,尤其是安全級別較高的油氣緩沖罐雙法蘭液位計、 儲油罐液位計、燃氣流量計等重點儀表,安裝后不易拆卸,出現故障不僅維修與校驗難度大,而且費用較高。
2 自控儀表的在線檢定與校驗
自控儀表按照管理等級,屬于非強檢計量器具,在保證計量準確度前提下, 企業根據現場實際和技術規范制訂實用的溯源方法。
2.1 壓力變送器的現場校驗
壓力變送器現場校驗如圖 1 分為兩種方式,一是按照( a )方式在變送器無法與系統隔離時,采用并入標準壓力模塊, 在手持式校準器以數字或電流信號方式顯示瞬時標準值, 與輸入測定瞬時壓力 (差壓)值進行比對,計算并修正儀表相對誤差。 此種校驗方式無法掌握儀表線性誤差,具有一定局限性。二是按照( b )方法將變送器與系統隔離,接入壓力模塊和壓力泵測定多個壓力(差壓)量程,通過手持式校準器顯示標準值,與輸入測定壓力(差壓)值進行比對,計算并修正相對誤差,此方式能夠掌握變送器示值與線性誤差,接近實驗室 JJG 882 — 2004 《壓力變送器檢定規程》 [2] 檢定效果。
2.2 三相電能表現場校驗
采油一廠目前有 820 多口油井,按照 GB 17167— 2006 《用能單位能源計量器具配備和管理通則》每口井安裝一塊三相電能表來計量耗電量 (圖 2 ),三相電能表拆卸校驗工作量較大, 只能按照 DL/T826 — 2002 《交流電能表現場測試儀》 [3] 要求現場校驗電壓、電流、功率、相位、功率因數、頻率等電參量,可擴展分析實時矢量圖顯示和諧波分析等功能。 三相電能表經過現場檢定準確度符合 GB 17167 —2006 規定的 2.0 級要求。
2.3 注水流量計校驗
1 )對于 DN25 、流量范圍 0.5~10 m 3 /h 井口注水流量計在現場關閉下游閥門, 打開放空閥門將水排入 50 L 、 0.5 級便攜式標準量器,控制比對誤差≤±3% 。
2 )對于 DN50 以上、流量范圍 5~300 m 3 /h 污水流量計,必須采用標準裝置進行校準。對一臺重復性誤差 ≥±0.02% 雙向標準體積管進行改造,該體積管單向容積 973.43 m 3 ,雙向容積 1 946.86 m 3 ,重復性誤差 0.08% 。 可根據流量計量程選擇標準值累計方式。根據污水流量計輸出流量信號制式,增加一臺信號轉換顯示器, 由體積管檢測開關控制顯示器流量信號開啟與停止 [4] 。 通過測量值與標準值計算流量計相對誤差(圖 3 )。 配備熱水置換流程,還可滿足0.5 級以下生產與能源消耗原油流量計校準。
目前溫度變送器、 蒸汽流量計和天然氣流量計尚未建設校驗裝置, 影響溫度和能源消耗量值有效溯源,下步將逐漸完善 [5] 。
3 改進措施與建議
1 )加強儀表的選型管理。 技術監督部門應參與油田數字化工程在設計、建造和驗收全過程,自控儀表選用和計量方案與計量要求相抵觸時, 由計量專業部門提出處理意見。在性價比相當情況下,優先選用列入油田自控儀表選型目錄中的產品。
2 )加強自控儀表的校驗管理。 在建設中應預留現場檢驗通道和電氣接口, 實現自控儀表現場校準和比對,確保測量數據處于受控狀態。根據自控儀表的種類和規模配備校驗標準,制訂校驗方法,對現場應用量較大的自控儀表, 要求廠方配備相關現場標準檢驗裝置,能夠溯源至國家和行業標準體系。對石油石化專用計量器具,依據專業化特性,制訂實用量值溯源方法與手段, 確保自控儀表的使用率、 準確率、完好率符合技術要求。
3 )加強自控儀表的質量管理。 一是建立專業化隊伍,加強操作維護人員培訓;二是保障維修資金和配件供應,保障儀表完好運行。
4 )加強自控儀表維修管理。 一是從報廢儀表中篩選有價值的核心部件,如壓力變送器中的模盒、智能流量計的主板等進行儲備;二是組建一支會操作、有經驗的專業維修隊伍,實施激勵機制,根據成果和績效進行考核。
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