在輸油生產(chǎn)中，原油進(jìn)出泵站時(shí)是有壓力要求的。壓力既不能超高也不能過(guò)低，以前進(jìn)出站的壓力調(diào)節(jié)是通過(guò)泵的出口閥來(lái)調(diào)節(jié)壓力的。隨著輸油生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高，這種方法已遠(yuǎn)不適應(yīng)站控自動(dòng)化的要求。為此，在輸油生產(chǎn)中采用PV智能閥組成進(jìn)出站壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，對(duì)提高輸油生產(chǎn)自動(dòng)化和整個(gè)輸油系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，起到了關(guān)鍵性的作用。

    系統(tǒng)的組成工作框圖如圖1所示。

    1 軟件部分

    如圖1所示，點(diǎn)劃線以上部分為軟件組成部分，是由閥控制器（S32控制器）控制的。有以下幾個(gè)模塊組成：

    進(jìn)站壓力測(cè)量值和出站壓力測(cè)量值兩個(gè)模塊是將變送器模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。

    給定進(jìn)站壓力和給定出站壓力兩個(gè)模塊是將計(jì)算機(jī)鍵盤或S32操作按鍵信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。

    反作用模塊和正作用模塊是根據(jù)各自偏差（PV-SP）值進(jìn)行PID運(yùn)算輸出（AO）控制PV閥，因?yàn)橐粋�(gè)PV閥要受控于兩個(gè)信號(hào)源，這時(shí)為防止出現(xiàn)調(diào)節(jié)矛盾情況產(chǎn)生設(shè)置了關(guān)閥選擇模塊。

    選擇模塊功能：

    （1）站有開(kāi)閥要求和出站有開(kāi)閥要求時(shí)，關(guān)閥選擇模塊的輸出控制PV閥開(kāi)。
    （2）站有關(guān)閥要求和出站有開(kāi)閥要求時(shí)，關(guān)閥選擇模塊的輸出控制PV閥關(guān)。
    （3）進(jìn)站有開(kāi)閥要求和出站有關(guān)閥要求時(shí)，關(guān)閥選擇模塊的輸出控制PV閥關(guān)。
    （4）進(jìn)站有關(guān)閥要求和出站有關(guān)閥要求時(shí)，關(guān)閥選擇模塊的輸出控制PV閥關(guān)。

    根據(jù)上述結(jié)果，正常輸油運(yùn)行時(shí)，輸量低泵排量大時(shí)，PV閥受控于進(jìn)站壓力；輸量大為防止管線超壓，PV閥受控于出站壓力。當(dāng)管線或整個(gè)泵站出現(xiàn)調(diào)電停輸時(shí)，PV閥或根據(jù)進(jìn)站壓力或根據(jù)出站壓力關(guān)至*小，進(jìn)行保護(hù)性調(diào)節(jié)。同時(shí)，為防止PV閥出現(xiàn)誤關(guān)情況，當(dāng)此閥誤關(guān)時(shí)，速度僅為6~8秒，又可能是很大的原油輸量，這時(shí)產(chǎn)生的水擊作用會(huì)非常強(qiáng)，為使該問(wèn)題得到解決，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及研究，故在S32上設(shè)90%電信號(hào)限制，使PV閥*終停在90%關(guān)度的位置上。

    輸出模塊的設(shè)置是考慮到在站控室內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)PV閥的手動(dòng)和自動(dòng)操作當(dāng)PV閥處于手動(dòng)操作狀態(tài)時(shí)，就沒(méi)有了管線緊急故障的維護(hù)。手動(dòng)/自動(dòng)切換時(shí)要采用合適的操作方法，不使系統(tǒng)產(chǎn)生大的壓力波動(dòng)。

    2 硬件部分

    如圖1所示，點(diǎn)劃線以下為硬件組成部分。

    PV閥裝置是由液壓源、電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)、手輪機(jī)構(gòu)和球閥四部分組成。

    液壓源位于球閥附近的地面上，電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)位于球閥的頂部，液壓源與電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)DN20mm不銹鋼管加以連接。液壓源為動(dòng)力源，供給電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)壓力和流量。

    電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電子式電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是組成系統(tǒng)核心的重要部分。它可安裝在各種閥門上，組成各種電液調(diào)節(jié)閥門。圖2為電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的內(nèi)部工作原理圖。

    外部油源經(jīng)過(guò)過(guò)濾器，進(jìn)入伺服比例閥。伺服比例閥在控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)油缸活塞的移動(dòng)。差動(dòng)變壓器檢測(cè)出活塞位置，經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)器，一路作為軸位置檢測(cè)信號(hào)，送給電流放大器k2轉(zhuǎn)換為4~20mA的信號(hào)用于遠(yuǎn)方顯示，另一路作為反饋信號(hào)與控制輸入信號(hào)比較，比較后的偏差信號(hào)，經(jīng)K3放大后，控制伺服比例閥，及時(shí)對(duì)軸位置進(jìn)行修正，直至軸位與輸入控制信號(hào)完全一致為止。這種閉環(huán)負(fù)反饋控制，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸位置始終跟隨輸入信號(hào)變化，實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)隨控制信號(hào)大小按比例驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥的目的。

    球閥具有現(xiàn)場(chǎng)和遙控兩種工作方式；當(dāng)處于現(xiàn)場(chǎng)工作方式時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪調(diào)節(jié)球閥的關(guān)度。當(dāng)處于遙控工作方式時(shí)，根據(jù)調(diào)節(jié)信號(hào)的變化， 由電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)球閥的關(guān)度。

    3 功能實(shí)現(xiàn)

    由工作框圖可看出：當(dāng)進(jìn)站壓力降低于給定值時(shí)，壓力變送器PT1輸出信號(hào)減少，測(cè)量值PV1減少， PV1-SP1值也減少。由于進(jìn)站壓力調(diào)節(jié)模塊設(shè)置為反作用，因此其輸出值A(chǔ)O1增加，再經(jīng)過(guò)關(guān)閥選擇模塊和輸出模塊給調(diào)節(jié)閥（以下簡(jiǎn)稱為PV閥）。該P(yáng)V閥是反作用調(diào)節(jié)閥，即輸入控制信號(hào)增加，閥門關(guān)．因此此時(shí)PV閥將關(guān)閉，進(jìn)站壓力逐漸上升，當(dāng)進(jìn)站壓力升至給定值時(shí)，PV閥停關(guān)。當(dāng)進(jìn)站壓力升高過(guò)給定值時(shí)，PT1輸出信號(hào)增加，PV閥開(kāi)，若進(jìn)站壓力繼續(xù)上升，PV閥將開(kāi)至，這種情況是運(yùn)行時(shí)常見(jiàn)的。

    當(dāng)出站壓力升高于給定值時(shí)，壓力變送器PT2輸出信號(hào)增加，測(cè)量值PV2增加，PV2-SP2值也增加。由于出站壓力調(diào)節(jié)模塊設(shè)置成正作用，因此其輸出AO2增加，再經(jīng)過(guò)關(guān)閥選擇模塊和輸出模塊給PV閥，該閥關(guān)，出站壓力逐漸上升，當(dāng)出站壓力降低到給定值時(shí)，PV閥關(guān)。當(dāng)出站壓力降低過(guò)給定值時(shí)，PT2輸出信號(hào)減少，PV閥開(kāi)，若出站壓力繼續(xù)降低，PV閥將開(kāi)至，這種情況在低輸量運(yùn)行時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)。

    4 結(jié)束語(yǔ)

    由PV閥組成的進(jìn)出站壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果，在采用這套調(diào)節(jié)系統(tǒng)的同時(shí)，還應(yīng)在進(jìn)出站設(shè)壓力變送器來(lái)監(jiān)測(cè)這套壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)情況，以便充分完成輸油生產(chǎn)自動(dòng)化的安全、平穩(wěn)、運(yùn)行。

原創(chuàng)作者：浙江金鋒自動(dòng)化儀表有限公司