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1、第20卷第2期西南石油学院学报Vol.20No.21998年5月JournalofSouthwestPetroleumInstituteMay1998X油田自动化ESD系统及其应用王杰范敏(西南石油学院工业自动化系,四川南充637001)摘要论述了油田自动化紧急关断系统(ESD)是油田自动化系统的一个重要组成部分,它可以避免和限制由于生产工艺故障或其它一些事故对工艺设备、生产系统、操作人员及环境的损害,保证生产系统能够在安全的条件下运行;介绍了油田自动化ESD系统的基本组成、国内外机构对ESD系统设计的一些标准和准则;针对油田自
2、动化ESD系统的设计、选型提出了基本要求;给出了ESD系统在油田应用的实例。主题词油田;ESD系统;控制;应用中图分类号国外对油田自动化ESD系统非常重视,在海洋前言采油平台等油田自动化系统设计时,都把ESD系统油田自动化就是利用自动化手段对油田的油的设计作为重要的一环,对工艺过程的每一环节都井、计量间、管汇阀组、转油站、联合站、原油外输系要进行事故与可操作性(HAZOP)研究和事故分析统、油罐以及油田的其它分散设施进行自动监测、自(HAZAN),找出可能出现事故的原因及解决的方动控制,从而实现生产自动化和管理自动化。油田法。美
3、国石油学会也就海洋采油平台ESD系统设自动化系统可分为两大部分,一是用来完成过程控计制定了相应的标准[1]。英国政府的健康和安全执制和数据采集的SCADA系统(监控和数据采集系行委员会(HSE)、德国电工技术委员会统)或DCS系统(集散控制系统);另一部分是用来(DIN&VDE)、美国仪表学会(SP84委员会)、国际保护工艺设备、保护人生安全、保护环境、减少和避电工委员会(IEC)等机构都为可编程电子控制系统免事故发生的ESD系统(紧急关断系统)。(PES)在ESD中的应用制定了相应的参考标准[2]。油田自动化系统设施分散在油田
4、的各个部分,覆盖几十至上百平方公里的范围,工艺和控制系统1油田ESD系统的基本组成和作用中随时都会发生意外情况,特别是沙漠油田和海上油田,自然条件极为恶劣,经常出现沙暴、海啸和台ESD是英文EmergenceShutdown的缩写,中文风等,在这样恶劣的环境条件下,自动化系统一旦出称为紧急关断系统。由于油田的生产工艺和自动化现事故,其后果将是极为严重的,因此要求油田自动水平不同,对油田自动化的ESD系统的构成和功能化系统具备可靠性较高的紧急关断(ESD)系统,确的要求也不同。一般的ESD系统可以对油井、计量保油田的安全生产。站、
5、联合站等设施进行紧急关断。ESD系统的作用ESD系统的发展与电子技术的发展密切相关。是当工艺过程出现故障,或由于工艺以外的事故(如早期的ESD系统采用继电器逻辑控制线路和气动火灾、断电等),造成过程控制系统无法进行控制时,逻辑控制线路,完成系统的紧急关断。随着计算机关断或旁通工艺流程,防止和减小恶性事故的发技术的发展,目前,在我国油田自动化系统的ESD[3]生。系统通常采用可编程电子控制系统(PES),如中型ESD系统是完全独立于过程控制系统的关断系的PLC(可编程控制器)或FSC(故障安全控制器)来统。它由输入、控制和输出三大
6、部分组成。ESD系进行控制,以满足当今高可靠性的ESD系统的需统的输入部分一般由压力开关、温度开关、液位开要。关、智能变送器和一些手动开关、按钮等组成;输出X1997—09—25收稿王杰,男,1961年生,副教授,主要从事自动化方面的教学和研究工作©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net82西南石油学院学报1998年部分由气动或电动关断阀、放空阀和一些关断开关过消防系统完成对火灾和可燃
7、气体的控制,当消防组成,用来关断和旁通工艺流程、关停相应的设备系统启动时ESD系统也同时启动,完成工艺过程的(如泵、压缩机等),参考文献[1]给出了油田自动化旁通或关断。ESD系统输入部分越限开关和输出部分关断阀的具体设置和安装要求;控制部分可由:有线继电器逻辑2油田自动化系统对ESD线路、气动逻辑线路、电动逻辑控制线路、PLC可编系统的要求程控制器、FSC故障安全控制器等组成。继电器逻辑控制和气动逻辑控制,由于缺少与计算机系统的就ESD系统的安全标准而言,德国、英国、美国在线联系不能进行在线诊断、维护和通讯,以及其它和一些国际
8、组织在以前制定了许多标准和法规,用的一些原因,目前在大型的ESD系统中应用越来越于工业自动化系统。在德国,德国电工技术委员会少,双重冗余和三重冗余的PLC以及FSC的应用越(DIN&VDE)制定了DINV19250过程操作用户安来越广泛。全标准,根据该标准,AK
