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油田污水處理站自控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究論文
摘要：本文首先闡述了油田污水處理站工藝流程，然后說明了自控系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最后從含油污水自動加藥優(yōu)化設(shè)計、過濾器出口壓力控制和污泥處理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計這三方面分析了油田污水處理站自控系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。希望對油田污水處理站的工作人員帶來啟示，促進(jìn)其更好的優(yōu)化自控系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：油田污水處理站；自控系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計
隨著工業(yè)化的發(fā)展，油田污水逐年增多，國家一直使用污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水的排放和控制。近年來，逐年老化的系統(tǒng)在油田污水的控制中出現(xiàn)了一些問題，不能很好的適應(yīng)國家污水排放的新要求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，科研人員逐漸對油田污水處理站自控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，希望實(shí)現(xiàn)更高效、安全的油田污水處理。
1油田污水處理站工藝流程
油田污水處理站在進(jìn)行污水控制時，是有一套工藝流程的。首先要對污水進(jìn)行均質(zhì)均量的處理，初步減少水中明顯的懸浮物與含油量，其次污水會進(jìn)入加藥間，加藥間中每間隔一段時間就會加入一種藥劑，一共加三種，這三種藥劑共同作用，會使污水中的懸浮物和油份凝結(jié)。之后，污水會進(jìn)入沉降罐進(jìn)行自動的沉淀，通過重力除油的原理，水中的浮油會自行沉淀下去，這個環(huán)節(jié)可以把浮油控制在小于5mg/L的范圍內(nèi)。之后再經(jīng)過過濾罐的兩次過濾，水中的含油量與懸浮物就會小于2mg/L，最終的水會送達(dá)軟化站進(jìn)行最后的軟化處理，這樣就是油田污水處理站工藝流程。
2系統(tǒng)硬件構(gòu)成和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
油田污水的處理要靠自控系統(tǒng)的監(jiān)督與控制，而自控系統(tǒng)是由系統(tǒng)硬件構(gòu)成的，硬件主要包含一體化控制器與上位機(jī)兩大部分，還包括現(xiàn)場儀表、主監(jiān)控服務(wù)器、遠(yuǎn)程模塊等多種個體硬件。其中最主要的是一體化控制器，它有觸摸屏控制、數(shù)據(jù)儲存等多種功能，可以將污水處理現(xiàn)場的各項(xiàng)數(shù)據(jù)反饋到屏幕上，然后由工作人員進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控。自控系統(tǒng)得以運(yùn)行，除了有硬件以外，還要依靠系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，自控系統(tǒng)主要使用的是CsCAN網(wǎng)絡(luò)和Mod-busTCP網(wǎng)絡(luò)，前者的數(shù)據(jù)傳輸速度快，傳輸距離遠(yuǎn)，而后者非常支持群體設(shè)備，自控系統(tǒng)中的全部組件均是在這兩種網(wǎng)絡(luò)下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與儲存控制的[1]。
3油田污水處理站自控系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計
3.1含油污水自動加藥優(yōu)化設(shè)計
在油田污水處理中，如果藥劑的加入量不適合的話，就會影響油污和懸浮物的凝結(jié)，從而使自動沉淀的雜物變少。所以優(yōu)化油田污水處理站自控系統(tǒng)，對加藥環(huán)節(jié)的設(shè)計非常重要。油田污水的水質(zhì)較為穩(wěn)定，工作人員可以根據(jù)藥液比例與反應(yīng)罐的污水量的情況，通過在自控系統(tǒng)的屏幕上進(jìn)行設(shè)定，控制三種藥劑量的比值與藥量，進(jìn)行加藥操作。同時，工作人員還應(yīng)該根據(jù)進(jìn)水量的不同，觀察污水處理的情況，利用變頻技術(shù)控制調(diào)節(jié)藥劑量。在具體的設(shè)計中，可以在現(xiàn)場的水管安裝液體流量計，這樣具體的水量信息就會通過控制器顯示出來，控制器在進(jìn)行自動信息處理之后，可以運(yùn)用PID功能調(diào)節(jié)藥泵變頻器，從而控制加藥量。這樣就完成了自動加藥的控制。在自控系統(tǒng)的設(shè)計時，還可以優(yōu)化視頻功能，一旦有人操作系統(tǒng)時，系統(tǒng)就會抓拍畫面，將內(nèi)容存儲到CF卡內(nèi)，這樣的設(shè)計可以增強(qiáng)自控系統(tǒng)的安全。
3.2過濾器出口壓力控制
優(yōu)化油田污水處理站自控系統(tǒng)，可以從過濾器出口處入手。每當(dāng)系統(tǒng)過濾器和軟化水設(shè)備進(jìn)行反沖洗時，污水處理系統(tǒng)的再生效果就會受到影響。針對這一問題，可以優(yōu)化過濾器的系統(tǒng)程序，將反沖洗的壓力信號接入程序之中，這樣就可以最大程度的減少反沖洗的影響作用，從而恢復(fù)再生效果。另外，還可以優(yōu)化油田污水系統(tǒng)中過濾泵的轉(zhuǎn)速，把過濾器出口壓力控制在目標(biāo)范圍之內(nèi)，這樣就可以形成穩(wěn)定的生化環(huán)，提升軟化器設(shè)備的穩(wěn)定性[2]�？傊�，污水處理系統(tǒng)中，凈化水壓力的不變的，設(shè)計人員可以根據(jù)這一原則進(jìn)行優(yōu)化處理，實(shí)現(xiàn)高效、科學(xué)的反沖洗過程。而此過程也可以通過自控系統(tǒng)的存儲功能，將數(shù)據(jù)實(shí)時的錄入到TF卡內(nèi)，以供工作人員監(jiān)督。
3.3污泥處理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計
優(yōu)化設(shè)計污泥處理系統(tǒng)也是可實(shí)行的操作，工作人員可以在自控系統(tǒng)的觸屏上提前設(shè)定好時間，合理的控制反應(yīng)罐中的電動閥，提高自動排放油田污水的效率與水平。值得注意的是，系統(tǒng)中的提升泵是要定期進(jìn)行維護(hù)的，所以可以對時間的累計功能進(jìn)行優(yōu)化，讓系統(tǒng)在合適維修的時間內(nèi)，自動提醒工作人員進(jìn)行維護(hù)。另外，在進(jìn)行污泥處理時，一旦油田污水量急劇增多，就可能會發(fā)生冒池的現(xiàn)象，設(shè)計人員可以針對這一問題，進(jìn)行優(yōu)化處理。例如，可以在自控系統(tǒng)中使用智能液位變送器監(jiān)控污水量，當(dāng)污水液位上升到一定高度時，上位系統(tǒng)與屏幕就會出現(xiàn)警報提示，從而對污水量進(jìn)行控制。此外，系統(tǒng)中離心機(jī)的自動啟動與停止也是值得優(yōu)化的地方，這點(diǎn)可以通過設(shè)置控制器的時間間隔來完成。為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，還可以對污泥中的固體顆粒物進(jìn)行壓實(shí)處理，從而使其與污水及時分開。并且可以在自控系統(tǒng)中設(shè)計安裝氣體傳感器，讓工作人員可以實(shí)時監(jiān)控氣體信息，以免出現(xiàn)危險的可燃?xì)怏w，而給油田污水處理站自控系統(tǒng)帶來安全隱患。
4結(jié)語
綜上所述，油田污水處理站自控系統(tǒng)對于污水處理有顯著的效果，其中最突出的設(shè)計就是可以通過一體化控制器達(dá)到對系統(tǒng)的監(jiān)控和各項(xiàng)數(shù)據(jù)的儲存，這樣不僅可以更好的對油田污水進(jìn)行控制，而且也可以在設(shè)備管理中提高污水處理水平，促進(jìn)了數(shù)字化油田的發(fā)展。隨著技術(shù)與設(shè)計人員的不斷研發(fā)，自控系統(tǒng)得以優(yōu)化和升級。希望今后工作人員再接再厲，繼續(xù)進(jìn)行自控系統(tǒng)的創(chuàng)新研究。
參考文獻(xiàn)：
[1]楊恩博.油田污水處理站濾罐反沖洗控制系統(tǒng)方案探究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2017,37(14):86-87+89.
[2]陳康,廖柯熹.勝利油田某污水處理站工藝改造研究[J].當(dāng)代化工,2015,44(09):2187-2189.
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