1  引言

　　原油在集输处理、储存过程中，特别是进入联合站一次沉降罐后，原油中的较轻组份大量挥发，在造成天然气资源的浪费的同时，还对大气环境造成污染。如果对这些组份加以回收控制工程网版权所有，不仅增加了油田的天然气产量，又节约了资源防止了油罐顶挥发出天然气对大气的污染，保护了环境，同时又防止了开口油罐和火种的接触，减少了油罐火险因素，增加了油气集输站的安全。

　　早期大灌回收装置采用皮囊控制系统，通过气包的位置变化信号来控制压缩机的运行，这种控制系统自动化程度低，受气象环境干扰，刮风、下雨等会直接影响到行程开关的正常运行，导致压缩机不正常启停。后来在实际运营过程中不断积累经验，对控制系统进行自动化改进，撤掉气包，控制系统采用差压变送器，接触器和电接点压力表等组成。这种控制方式，压缩机启动频繁，压力波动大。由于频繁启动，压缩机与油泵的磨损都很大，大大减少了设备的使用寿命;压力波动大，经常造成差压变送器的损害，而且管网出口压力波动也很大。为了改善这些缺点我们曾采用PLC与变频器相结合的控制方式，但设备造价高，当设备出现故障时，要在现场分析判断，经常修改PLC程序，给设备的维护造成了极大

　　2  系统原理

　　系统采用了独特的模拟人工智能调节技术，变频器控制压缩机的排量，使之随油罐挥发气的脉动变化而变化，使密闭油罐始终保持在微正压下安全运行。通过油罐烃蒸汽回收工艺密闭处理原油CONTROL ENGINEERING China版权所有，在大罐顶部呼吸阀上引出收气管路，用空气压缩机对大罐进行抽气，收集的天然气、轻组分经冷却、分离、压缩后外输。为了安全生产，油罐气由引压管进入一次仪表微差压变送器，输出 4-20mA信号，随着油罐气的变化软启停压缩机，根据气量变化调节压缩机转速。当第一台压缩机变频运行，气量增加时，压缩机运转频率达到50Hz，不能达到控制要求时，自动切换到电网工频运行，同时软启第二台压缩机变频运行;当油罐压力到500Pa时，自动报警，水封罐放空;压力为1000Pa 时，罐顶微压安全阀放空;压力达到2000Pa时，罐顶上原有的液压安全阀放空。当油罐气量减少，第一台工频运行的压缩机停运，保留第二台压缩机变频运行;当油罐气量继续减少，油罐压力下降到150Pa时，自动报警，自力式补气调节阀自动打开，进行补气;当气量继续下降到100Pa时，自动报警，停机;当压力回升到450Pa时，自动起机收气，始终稳定油罐压力在300~350Pa确保油罐安全。

　　该系统具有造价成本低，无需编程。根据罐顶挥发天然气量的多少，随意调节压力，控制压缩机的运行，具有运行平稳，控制精确，自动化程度高，维护方便等特点。

　　整套自动控制系统以PID自整定调节仪和变频器为核心CONTROL ENGINEERING China版权所有，附以其它的保护电路和报警电路，参见图1:

　　图1     控制系统组成框图

　　(1) 保护装置:保护系统主要由三部分组成CONTROL ENGINEERING China版权所有，当其中的任何一部分达不到要求时，系统都不会工作。

　　l 来气压力的低压保护系统:此保护采用双重保护装置，由SYWER差压开关保护和差压变送器与PID自整定调节仪构成的保护系统，以差压变送器与PID自整定调节仪构成的保护系统为主，其工作原理如下:PID自整定调节仪为下下限报警，将两个下下限报警分别设置为停止压力和启动压力，启动压力大于停止压力，此两个压力由PID自整定调节仪设定好，差压变送器接收到的压力信号转变为电信号，传输到PID自整定调节仪，当压力大于启动压力时，设备启动;当压力低于停止压力时，设备停止工作。STWER差压开关的压力动作点略低于停止压力，主要是在差压变送器出现故障时，保证储油罐不被抽成负压，而且通过应急开关保证设备的运行。

　　l 出口压力保护系统:主要是为了因管道堵塞而引起出口压力过高时，关断整套系统工作。

　　l 压缩机的油压保护，当压缩机出现故障时，本台压缩机停止工作并报警。

　　(2) 检测与控制系统

　　主要有差压变送器、PID自整定调节仪、变频器及控制线路组成。其过程如下:差压变送器将采集到的来气压力信号，输入到PID自整定调节仪，PID自整定调节仪经过识别，当大于设定的启动压力时，变频器开始平稳启动;当进口压力持续大于设定的压力时，调节仪经过运算给出信号，变频器加速;当达到平衡时，设备开始匀速运行。如果变频器运行到上限检测频率时，来气压力始终大于设定压力时，自动启动另一台压缩机，此时变频器所带的压缩机主要起到压力平衡的作用。当变频器达到下限检测频率时www.cechina.cn，变频器输出工频停止信号，工频压缩机停止;当产气量减少时，变频器减速;当达到下限频率或低于停止压力时，设备停止运行。

　　(3) 报警装置