PCS7天然气处理厂综合计算机监控系统设计(2)
4可靠性 30
4.1 可靠性设计 30
4.1.1 冗余的控制器 30
4.1.2 冗余的电源 30
4.1.3 冗余的现场总线 30
4.1.4 I/O口接线线路检测 31
4.1.5 冗余的人机接口 31
4.1.6 冗余的工业以太网系统总线 31
4.1.7 SPD 31
4.2 可靠性分析 31
4.2.1 可靠性计算方法 31
4.2.2 可靠性计算 33
4.2.3 结论 36
5 结语 37
致谢 38
参考文献 39
1天然气处理厂工艺流程
本天然气处理厂功能是：
（1）对进厂的天然气进行低温冷却，分离出重组分烃
（2）脱除天然气中的二氧化碳
（3）压缩脱水，高质量的天然气管道外输
1.1 工艺流程描述
本天然气处理厂工艺流程信息来源于胜利油田设计院，工艺主流程图见图1.1天然气处理厂工艺主流程简化图。
1.1.1 收发球装置
用于接收和外输天然气管线清管器的收发。
1.1.2 段塞流捕集器
用于捕捉在管道中的凝结液造成的段塞流。
1.1.3 天然气烃露点控制系统
天然气烃露点控制系统安装在脱碳系统的上游，用来脱去天然气中的重组分烃，以确保不在脱碳系统中形成泡沫以及外输的烃露点保持在10oC，符合外输要求。主要设备包括1台前端热交换器、1台天然气冷却器、1台低温分离器、2套制冷压缩机、1台凝析油分离器、1列空冷器及1台制冷剂回收器等。通过对天然气的低温冷却，在凝析油分离器中分离出重组分烃，天然气进入下一级脱碳流程。
1.1.4 天然气脱碳系统
天然气脱碳系统是2列胺吸收流程，通过胺吸收天然气中的CO2，将天然气中的CO2 含量由22%降至5%，达到外输要求。用来吸收CO2的胺液经过闪蒸、再生、分离，收集后重复使用。每列脱碳流程的主要设备包括1台入口分离器、1台热交换器、1台胺接触塔、1台闪蒸塔、1台胺再生塔、1台冷凝器、1列空冷器等。为了保证外输气的CO2 含量，安装有CO2分析仪。可以对脱碳后天然气的CO2进行实时检测。
1.1.5 天然气压缩机系统
天然气压缩机系统有四列压缩机，三台在用一台备用。每列压缩机包括入口分离器、
图1.1 天然气处理厂工艺总流程简化图
单极压缩机、出口空冷器以及出口分离器。脱碳系统处理后的天然气进入压缩机系统，经压缩机升压后进入脱水处理流程。
1.1.6 天然气脱水系统
天然气脱水系统是一套三甘醇脱水流程。三甘醇脱水系统包括三甘醇脱水和三甘醇再生两部分。高压气体在甘醇接触塔内进行脱水。贫甘醇由甘醇缓冲罐进入接触塔，对气体进行脱水处理。由接触塔出来的富甘醇经加热、闪蒸、过滤、再生后重新成为贫甘醇返回甘醇缓冲罐。
1.1.7 辅助系统
辅助系统的作用主要是为保证日常生产的正常进行，主要包括火炬燃烧系统、仪表风/ 工厂风系统、消防水系统、燃料气系统、热媒系统等。
1.2 测量控制输入/输出点分类和统计
天然气处理厂监视和控制输入/输出点一般分为三类：第一类工艺过程参数输入/输出点，它是文持稳定正常生产所必须监视和控制的参数，这些参数都由过程控制系统做监视和控制，称过程控制系统，PCS (Process Control System)；第二类是紧急停车监视控制输入/输出点，它是当工艺过程参数超高或过低，达到或超过所允许的高高或低低界限值时，为了保护人身、设备的安全和环保，必须紧急停车，这些参数由紧急停车系统完成监视和控制，称紧急停车系统，ESD (Emergency Shutdown)；第三类是监视天然气或有毒气体泄漏和火灾所必须的仪表及消防措施，称火气系统，FGS (Fire and Gas System)。紧急停车系统ESD和火气系统FGS合在一起，统称安全仪表系统SIS (Safety Instrumented System)。