CN220795672U - 一种海上石油平台海水控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种海上石油平台海水控制系统，包括海水泵，海水泵通过主输水管道依次连接过滤器和换热器；海水泵与过滤器之间的管道上设有调压管道，调压管道上设有压力调节阀，调压管道的出口将海水排出回流至大海；所述控制系统中还包括中控操作站和温度传感器；所述温度传感器部署于换热器被冷却介质出口管道上；所述海水泵为永磁电机变频海水泵，中控操作站通过变频器控制海水泵；所述中控操作站通过检测线缆连接压力传感器和温度传感器。本实用新型充分利用了海水冷能资源，通过创新海水系统控制方式和海水泵驱动形式，解决了目前海水系统能量浪费问题，有效提高海水泵电机运行效率，降低海水系统运行能耗。
Description
技术领域
本实用新型属于海洋石油工程技术领域，尤其涉及一种海上石油平台海水控制系统。
背景技术
国家的快速发展必定伴随着能源需求的日益增长，为保障国家能源安全，海上油田开发进程不断加快,由于国际能源形势瞬息万变，且节能环保要求不断严格，海上油田开展绿色低碳、数字化和智能化研究势在必行，因此对海上平台耗能大户海水系统的智能化和节能降耗研究具有重要的意义。
海水系统作为海上石油平台重要组成部分，主要负责为油气处理流程提供冷却水，为消防系统和公用系统等提供临时用水。目前，在生产的海上石油平台的海水系统的流量均以该海域夏季海水最高温度作为基础数据进行设计，但渤海海域冬季与夏季的海水温度区间为-1℃～28℃，海水温差较大，海上石油平台上海水用户的海水使用量也随着生产工况的调整而不断变化。因此，在实际运行过程中，大部分时间的海水实际用量低于海水泵出口流量，但海水泵始终保持工频满负荷运行，大量的海水被海水泵提升后再直接排回海中，造成大量的能量浪费。目前海上石油平台的海水系统流程如图1所示，主要由海水泵、海水泵出口压力传感器、压力调节阀、海水过滤器、换热器和其他用户组成，海水由海水泵提升后进入下游的设备后排回海中，海水系统压力由压力调节阀控制保持稳定，多余的海水经由压力调节阀直接排回海中。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种海上石油平台海水控制系统。
本实用新型是采用以下技术方案得以实现的。
一种海上石油平台海水控制系统，包括海水泵，海水泵通过主输水管道依次连接过滤器和换热器，换热器的出口管道将海水排出回流至大海；海水泵与过滤器之间的管道上设有调压管道，调压管道上设有压力调节阀，调压管道的出口将海水排出回流至大海；所述控制系统中还包括中控操作站和温度传感器；所述温度传感器部署于换热器被冷却介质出口管道上；所述海水泵为永磁电机变频海水泵，中控操作站通过变频器控制海水泵；所述中控操作站通过检测线缆连接压力传感器和温度传感器；所述海水泵为YDSQ型潜液式海水电泵，即永磁潜液式海水电泵。
进一步的，所述变频器部署于永磁电机变频海水泵近端；变频器设有用于本地控制海水泵频率和海水泵启停的现场控制接口，现场设置海水提升泵变频器和控制柜。
进一步的，所述换热器的海水出口管道上设有温度调节阀；所述温度调节阀编号为TV-2501，调节阀阀体材质考虑防腐需求，必须为Nickel Aluminum Bronze ASTMB148C95800。
进一步的，所述换热器的被冷却介质出口管道上设有温度传感器，编号为TIT-2501，型号为STT850-S-0-G-AHB-11C-B-00A0-00-0000-F-R2U0-H06S-TAARR00T0100。
进一步的，所述中控操作站通过控制线缆连接压力调节阀和温度调节阀。
本实用新型获得了以下有益效果。
本装置安装简单，成本低廉，通过采集下游换热器被冷却介质的温度数据后传输至中控操作站，由控制站自动控制温度调节阀开度和海水泵的运行频率，实现海水系统智能控制。充分利用了除夏季以外其他季节的海水冷能资源，通过创新海水系统控制方式和海水泵驱动形式，解决了目前海水系统能量浪费问题，有效提高海水泵电机运行效率，降低海水系统运行能耗。具有较好的扩展应用前景。
附图说明
图1是现有海上平台海水系统框架图；
图2是本实用新型海水控制系统框架图。
其中，1.海水泵；2.压力传感器；3.变频器；4.压力调节阀；5.中控操作站；6.过滤器；7.温度传感器；8.换热器；9.温度调节阀。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细的说明。
如图2所示，一种海上石油平台海水控制系统，包括海水泵1，海水泵1通过主输水管道依次连接过滤器6和换热器8，换热器8的出口管道将海水排出回流至大海；海水泵1与过滤器6之间的管道上设有调压管道，调压管道上设有压力调节阀4，调压管道的出口将海水排出回流至大海；
所述控制系统中还包括中控操作站5和温度传感器7；所述中控操作站5位于海上平台中层甲板，本实用新型的控制系统安装在中控室，其中一台中控操作站，具有远程监测系统数据和远程控制功能，具有接收温度、压力信号并自动完成分析和计算功能。操作站设置有专用控制界面，包含智能海水控制系统的各项数据，包括电机频率、海水泵1转速、海水泵1状态、海水系统温度、海水系统压力和下游用户的运行参数，设有手动控制功能，可实现对整个海水系统的各项参数的远程手动控制。中控操作站5接收到智能海水控制系统的温度信号后完成相应计算，并将最终控制信号传输至温度控制阀和海水泵变频器，完成海水流量的智能控制。中控操作站5实时接收智能海水控制系统压力信号，当海水系统压力值超过安全设定值时，控制压力调节阀4开启，海水经由压力调节阀4直接排回大海。当多台海水泵1同时运行，控制系统对每台海水泵1的运行频率进行平衡调节，控制海水泵1在最高效最节能的状态下运行。
所述温度传感器7部署于换热器被冷却介质出口管道上；温度传感器7编号为TIT-2501，型号为
STT850-S-0-G-AHB-11C-B-00A0-00-0000-F-R2U0-H06S-TAARR00T0100。
所述海水泵1为永磁电机变频海水泵，中控操作站5通过变频器3控制海水泵1；所述中控操作站5通过检测线缆连接压力传感器2和温度传感器7。根据生产流程需要可能设置多个温度传感器7，温度调高、调低工况同时出现时，以多点温度控制表决，以温度最高点为温控点。
所述变频器3部署于永磁电机变频海水泵近端；变频器3设有用于本地控制海水泵1频率和海水泵1启停的现场控制接口。所述变频永磁电机海水泵安装于海上平台下方海水中，电机运行频率由变频器3传输的信号控制，海水泵1启动和停止由变频器3和中控操作站5信号控制。海水泵1排量和海水泵1数量根据海水平台所出海域海水温度区间和海上平台海水用户数量综合计算得出。一般海上平台海水泵数量为2台，1台主泵一台备用泵，2台泵规格完全相同。当主海水泵满负荷运行但换热器被冷却介质出口温度仍高于设定值时，备用海水泵立即自动启动。当主海水泵停泵后，备用海水泵立即自动启动。
所述变频器接收中控操作站5的控制信号调整电机频率，改变海水泵1的转速从而调节海水泵1出口流量。现场设置海水提升泵变频器和控制柜，具备设置现场控制功能，可由变频柜本地控制海水泵1频率和海水泵1启停。考虑到海水系统其它用户的用水需求，建议变频范围设置为40HZ-50HZ。
所述换热器海水的出口管道上设有温度调节阀9。所述温度调节阀9编号为TV-2501，调节阀阀体材质考虑防腐需求，必须为Nickel Aluminum Bronze ASTM B148C95800。换热器8和其他用户为海水系统的下游使用用户，所述换热器8的海水为持续使用工况。所述其他用户为除了换热器以外其他的海水用户，海水流程其他用途主要包括公共用水、消防用水、修井机用水等，其他用户的海水为间歇使用工况。
所述海水泵出口压力传感器和换热器被冷却介质出口温度传感器采集海水泵出口压力数据和换热器被冷却介质出口温度数据并传输至中控操作站5进行分析，传感器具有现场显示功能。
所述中控操作站5通过控制线缆连接压力调节阀4和温度调节阀9。
所述压力调节阀4和换热器海水出口温度调节阀9为气动式调节阀。压力调节阀4用于防止海水系统超过安全压力，当海水系统压力值超过安全设定值时，中控操作站5控制压力调节阀4开启，海水经由压力调节阀4直接排回大海。
由压力传感器2和温度传感器7将采集到的数据发送至中控操作站5，中控操作站PLC对压力和温度数据进行逻辑分析和控制计算，将计算得出的控制信号传输至温度调节阀9和海水泵变频器，温度调节阀9根据信号调整开度至设定值，海水泵变频器控制海水泵电机运行频率调整至设定值。其中，控制逻辑为优先通过调整温度控制阀开度以满足下游用户海水流量需求，当温度控制阀开度调整后仍不能满足需求时，通过控制变频器调整海水泵转速调整系统海水流量。
所述换热器出口温度调节阀为气动式调节阀，调节阀接收到中控操作站5传输的控制信号后迅速完成相应阀门开度的增减。温度调节阀9具有手动设置温度值设定值功能，温度设定值由现场人员输入至控制阀控制模块。所述压力调节阀4和换热器海水出口温度调节阀为气动式调节阀。压力调节阀4用于防止海水系统超过安全压力，当海水系统压力值超过安全设定值时，压力调节阀4开启，海水经由压力调节阀4直接排回大海。换热器海水出口温度调节阀可以设置换热器被冷却介质出口温度值设定值，温度设定值由现场人员输入至控制阀控制模块。温度调节阀9控制逻辑为，当温度传感器7采集的温度数据低于设定值时，调节阀开度减小；当温度传感器7采集的温度数据高于设定值时，控制阀开度增加。当油田设置有多台换热器8并联运行，每台换热器8均设置海水出口温度调节阀9，用于完成单台换热器8海水流量的调节。
申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (4)
1.一种海上石油平台海水控制系统，包括海水泵，其特征在于，海水泵通过主输水管道依次连接过滤器和换热器，换热器的出口管道将海水排出回流至大海；海水泵与过滤器之间的管道上设有调压管道，调压管道上设有压力调节阀，调压管道的出口将海水排出回流至大海；所述控制系统中还包括中控操作站和温度传感器；所述温度传感器部署于换热器被冷却介质出口管道上；所述海水泵为永磁电机变频海水泵，中控操作站通过变频器控制海水泵；所述中控操作站通过检测线缆连接压力传感器和温度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种海上石油平台海水控制系统，其特征在于，所述变频器部署于永磁电机变频海水泵近端；变频器设有用于本地控制海水泵频率和海水泵启停的现场控制接口，现场设置海水提升泵变频器和控制柜。
3.根据权利要求1所述的一种海上石油平台海水控制系统，其特征在于，所述换热器的海水出口管道上设有温度调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种海上石油平台海水控制系统，其特征在于，所述中控操作站通过控制线缆连接压力调节阀和温度调节阀。
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