油气资源是国家发展的战略资源,随着陆地油气田的不断开发,未来海洋油气尤其是深海油气将是全球能源的重要接替。来自地层的天然气通常含有大量水蒸气,天然气中的水对海管、设备设施的危害极大,不能够直接管输或使用。所以从井下采油树上来的天然气输送到海上作业平台后必须采用专门的天然气脱水装置进行净化处理,使天然气干燥程度达到管输标准。随着目前海上油气田生产工艺流程的不断复杂化与生产设施规模的不断扩大化,对过程控制系统的设计方案也提出了越来越高的要求。必须进一步研究更加先进、更高质量的过程控制系统,并将现有的控制理论和方法升华、揉合,创新先进的过程控制理论,设计出一个适应海上复杂的作业环境过程控制系统,以适应更高标准的控制要求。通过本文研究,使得海上作业平台天然气脱水系统采用第四代DCS控制系统——Delta V与现场总线控制系统(FCS)相融合的综合性控制系统,大大提高了海上平台仪控系统的自动化水平和现场仪表的智能化程度。本论文研究对象是年产20亿方天然气脱水系统,其自动化、生产时率要求较高,通过本论文的过程控制系统的设计,由Delta V集散控制系统实施全程控制,可在不停车状况下,在线切换设备,实现程序化操作。本文主要完成以下工作:(1)分析了天然气脱水必要性,进行了工艺技术的研究,主要包括脱水系统和三甘醇再生系统两大块,并具体分析了脱水系统、三甘醇再生系统和其他脱水设备中的装置设备,并对参数进行了详细介绍。为后续过程控制系统分析设计及参数设置打下基础。(2)根据工艺流程,以满足天然气脱水系统工艺要求、保障设备安全、稳定为基本条件,提出了Delta V控制系统与现场总线控制系统(FCS)相融合的综合性控制系统方案,并完成系统架构的设计以及现场关键仪表的选型,为现场施工指明方向。(3)对控制系统上位机进行组态,用DeltaV控制系统对过程控制进行实现。实现满足现场技术、操作人员能调节系统参数、修改系统设定值、手动与自动在线切换的要求。在实现整个天然气脱水系统常规工艺控制的同时,过程控制系统还具备监视报警、联锁、顺序控制逻辑、以及报表打印等控制管理功能。