需求规格说明书 普光气田生产调度指挥系统

编号：VS-PRO-RD密级：机密类别：过程编制：姜建波审核：李志军确认客户：普光气田生产调度指挥系统需求规格说明书版本 1.0胜利油田胜利软件有限责任公司ShengLi Oil Field Victorysoft Co., Ltd.2008年10月版本变更记录版本文档时间变更说明1.02008年10月10日初稿1.12009年6月8日1.22010年5月12日目 录1项目概述11.1项目背景11.2建设内容11.3建设目标11.4项目实施阶段22业务概况42.1生产概况42.2组织机构42.3生产技术部业务概况52.4采气厂业务分析52.4.1采气厂业务概况52.4.2采气井与集气站流程52.4.3集气站工艺流程72.4.4集气末站工艺流程92.5净化厂业务概况92.6公用工程业务概况103功能需求分析113.1功能划分113.2生产动态123.2.1普光气田生产动态123.2.2采气厂生产动态133.2.3净化厂生产动态163.3生产运行163.3.1重点工作163.3.2生产值班173.3.3调度令193.3.4生产会议203.4实时动态203.4.1分公司概要模块203.4.2采气厂概要模块213.4.3净化厂概要模块233.5安全预警243.5.1工艺流程安全预警243.5.2采气厂生产报警253.5.3净化厂生产报警263.5.4报警调度处理273.5.5事故追忆273.5.6应急预案274非功能性需求284.1安全需求284.2性能需求294.2.1数据精确度294.2.2时间特性294.3用户界面需求295外部接口需求30ii 需求规格说明书1 项目概述1.1 项目背景普光气田投产后，中国石化将成立普光气田分公司统一负责普光气田的天然气开发管理。在组织架构上，普光气田分公司将下设采气厂、净化厂等生产单位。业务上普光气田分公司生产主要包括天然气开采、天然气集输与天然气净化处理三大业务。其中采气厂负责天然气开采与集输；天然气开采出后经过集气站输送到天然气净化厂处理；天然气净化处理后的商品天然气由中国石化天然气分公司负责外销。 普光气田分公司生产技术部将是普光气田生产管理的核心枢纽部门，也是普光气田生产调度指挥系统的核心用户。1.2 建设内容按照本项目工程技术规范书要求普光气田生产管理中心生产调度指挥系统由数据库服务器，实时数据库服务器、管理计算机、数据传输设备、打印机、通信设备及配套的软件系统等组成，整体建设内容包括：l 服务器系统建设；l 网络系统建设；l 大屏幕建设；l 调度电话建设；l 调度指挥软件系统建设；l 指挥调度大厅建设。本文档主要对调度指挥软件系统的需求规格进行说明1.3 建设目标普光气田生产调度指挥系统就是把净化厂、地面集输、外输首站全部生产数据通过普光气田光传输网采集到普光生产管理中心，利用普光生产管理中心的生产调度指挥系统实现集数据信息的自动采集、报表自动生成、生产信息可视化、现场的自动监视等一体化的综合应用,做到在净化厂、地面集输、外输首站以及配套公用工程投产前，建成可视化数据管理平台，通过计算机通讯网络可以及时查看、统计、分析普光气田净化厂、地面集输、外输首站各种生产管理的实时状态数据和静态数据；因此，对应普光气田净化厂、地面集输、外输首站以及公用工程综合需求，需要总体规划，统一建设服务器端网络环境，包括服务器、数据库平台、操作系统的统一规划、配置，统一数据库数据结构设计，建设各种业务数据库及相应的调度指挥系统。1.4 项目实施阶段第一阶段：2008年09月15日开工，2008年11月24日竣工工作内容：1、系统硬件集成环境搭建 服务器及存储建设； 机房及网络传输建设； 调度大厅及大屏幕系统建设； 调度电话建设； 视频信号传输建设；2、生产调度指挥软件一期建设 在采气厂、净化厂的自动化系统投入运行前，生产调度指挥软件部分一期将完成以下工作：（1） 普光气田生产调度系统的需求调研与需求分析；（2） 确定第一阶段软件开发内容：以采气厂、净化厂自动化系统投产为标志，在第一阶段完成与自动化系统无关的软件功能开发，确定第一阶段提供的软件功能。（3） 开发完成第一阶段的软件 （4）安装部署以上软件系统并展开培训工作，推动已完成功能运行； 第二阶段：采气厂、天然气净化厂自动化系统投产后一个月内完成； 工作内容：生产调度指挥软件二期建设实时动态与安全预警开发调试 在采气厂SCADA、净化厂DCS系统调试及投产过程中实现与自动化控制系统的接口，具体工作如下： （1）建立与采气厂、净化厂、集输首站三个OPC Server的数据接口 （2）建立系统实时数据库，完成实时数据的存储计算； （3）按照生产流程绘制实时动态、安全预警的监视画面； （4）开发通过实时数据库建立生产报表的汇总统计功能 （5）集成安全预警与生产运行模块，实现安全预警与调度值班记录和调度令的联动处理； （6）集成软件系统功能与DLP大屏系统，建立生产调度指挥环境； 第三阶段：软件系统试运行后三个月，工作内容：1、 系统试运行及测试合格 培训相关用户熟练使用生产调度指挥系统相关的软、硬件； 解决系统试运行期间出现的技术问题2、 系统维护培训 系统硬件日常维护培训 系统软件日常备份、用户授权等维护培训3、 系统全部验收。 2 业务概况2.1 生产概况普光气田分公司生产主要包括天然气开采、天然气集输与天然气净化处理三大业务。采气厂负责天然气开采与集输；天然气开采出后经过集气站输送到天然气净化厂处理；天然气净化处理后的商品天然气由中国石化天然气分公司负责外销。普光气田的主要工艺流程如下图所示：2.2 组织机构2.3 生产技术部业务概况生产技术部是普光气田生产的核心枢纽单位。2.4 采气厂业务分析2.4.1 采气厂业务概况普光分公司采气厂主要负责普光及周边区块内的气井的日常生产、气井作业、新井投产等进行管理，并具体负责钻井的日常管理；同时还负责对配套的集输管网和集气站站进行管理，负责配产计划的具体执行，保障普光气田的正常运营和管理。采气厂生产流程如下图所示：2.4.2 采气井与集气站流程采气厂共有集气站16座，详细流程参见“附图1-集气站相对关系图”如下所示：各采气井与集气站的对应关系如下表所示：序号井号集气站1WH-P101-2HP101集气站2WH-P101-33WH-P102-1P102集气站4WH-P102-25WH-P102-36WH-P103-1P103集气站7WH-P103-28WH-P103-49WH-P104-1P104集气站10WH-P104-211WH-P104-3H12WH-P105-1P105集气站13WH-P105-2H14WH-P106-1P106集气站15WH-P106-2H16WH-P106-3H17WH-P107-1HP107集气站18WH-P201-1P201集气站19WH-P201-220WH-P201-321WH-P201-422WH-P201-523WH-P202-1P202集气站24WH-P202-2H25WH-P203-1P203集气站26WH-P203-2H27WH-P204-2HP204集气站28WH-P301-1P301集气站29WH-P301-230WH-P301-331WH-P301-432WH-P301-533WH-P302-1P302集气站34WH-P302-235WH-P302-336WH-P303-1P303集气站37WH-P303-238WH-P303-339WH-P304-1P304集气站40WH-P304-241WH-P304-342WH-P305-1P305集气站43WH-P305-22.4.3 集气站工艺流程采气厂16座集气站设计类型，主要包括自采气树出口至外输管线之间的站场内部的所有工艺及配套设施,放空火炬等设备。集气站场具有对井口来天然气进行集气、加热、节流、单井计量、放空和智能清管发送等功能。主要工艺流程图如下所示： 自气井井口采出的含硫天然气首先进入一级节流阀节流后进入井口水套炉一级盘管中加热到6065再进二级节流阀节流至9.57MPa，节流后温度要求保证比水合物形成温度高5，再进入井口水套炉二级盘管中加热至5055，进入生产汇管，汇合后计量外输。单井计量采用轮换计量方式，单井来气经切换阀进入计量汇管，再进入计量分离器，分离成气液两相，分别计量后，汇入外输管线统一计量后外输。辅助流程包括放空系统和燃料气系统流程。站场设置安全可靠的事故放空系统，在井口、进站管道和输往下一站的出站管道设紧急切断阀，当出现事故时可以自动或手动紧急切断。在紧急切断阀前、后设手动放空阀，当出现事故时可手动放空泄压。安全阀或放空管线出口汇入放空总管后，输送到站外放空火炬燃烧。燃料气系统则负责供应站内井口水套炉用气、仪表风用气、吹扫气用气、应急发电机发电用气等。来自净化厂的3.23.5MPa的燃料气，输至各集气站后经调压至0.60.8MPa，过滤分离后分别供给仪表风、井口水套炉用气、吹扫气用气、应急发电机发电用气。各用气设备自带小型调压稳压设备，调节燃气压力至所需压力。2.4.4 集气末站工艺流程集气末站生产工艺处除其他集气站的功能外还包括如下三个功能：l 输送酸性天然气分离与输送将通过干线输送过来的天然气经过末站生产分离器分离后将酸性天然气通过两路管线送到净化厂进行处理；l 污水处理生产分离器产生的污水经过污水汽提塔处理后输送到赵家坝污水处理站进行处理回注；l 纯净燃料气回输经过净化厂处理净化的天然气通过集气末站返输到P301集气站作为其他16座集气站的燃料气使用，另外也输送到赵家坝污水站密闭系统。2.5 净化厂业务概况净化厂负责对普光气田的天然气进行净化处理，以便外输销售：主要是对采气厂通过集输管道输送的天然气进行脱水、脱硫、尾气处理等工艺，并将通过净化后的天然气输送到外输首战，同时净化厂还有硫磺的生产（副产品）和外销（火车），和余热发电等工作。净化厂的主要生产流程如下图所示：2.6 公用工程业务概况公用工程部主要是对普光气田的水、电、讯等生产辅助进行管理：其中主要是对从地方电网接入的22万变电所，及其下设的变电站和线路进行管理，并接受地方电网和国家电网的调度，保障普光气田天然气生产安全、稳定的运行。另外净化厂在进行天然气净化处理过程中产生的余热发电并入地方电网，该业务也由公用工程部统一负责管理。其主要业务流程如下图所示：3 功能需求分析3.1 功能划分l 生产动态l 生产运行l 实时动态l 安全预警3.2 生产动态3.2.1 普光气田生产动态普光气田生产动态信息通过一下四个报表进行展现：3.2.1.1 天然气生产日报汇总表报表样式参见“需求附件1_生产技术部报表样例”文件。天然气生产日报由采气厂生产调度负责审核上报，供分公司领导及生产技术部查询。天然气生产日报中的汇总数据可以绘制默认30天的生产曲线。3.2.1.2 集气站天然气生产日报表报表样式参见“需求附件1_生产技术部报表样例”文件。该报表由采气厂生产调度每天审核上报，供分公司领导及生产技术部查询。3.2.1.3 净化厂生产日报报表样式参见“需求附件1_生产技术部报表样例”文件。该报表由净化厂生产调度每天审核上报，供分公司领导及生产技术部查询。3.2.1.4 工程建设日报报表样式参见“需求附件1_生产技术部报表样例”文件。该报表中钻井生产、修井作业、地面建设三部分上报单位尚未确定。要求钻井、修井作业工程进度上报过程中使用标准井号，查询该报表过程中通过井号链接可以查询工程开工以来的全部施工动态。3.2.1.5 公用工程日报报表样式参见“需求附件1_生产技术部报表样例”文件。该报表中供电情况由公用工程部电力调度提供；供水日报由水厂调度提供。电力调度每日录入数据的内容如下表所示：气田负荷情况最高负荷(万Kw)最低负荷(万Kw)平均负荷(万Kw)外购电量情况线路日购电(万Kwh)通普线柳光线用电情况电表昨日电表示数今日电表示数倍数电量自动调出所有单位电表（从维护表中）显示昨天、不可编辑录入今天、可编辑电表维护绑定、可编辑，自动调出（今日电表示数-昨日电表示数）*倍数电表2电表3电表4水厂调度录入数据如下：离心泵总数(台)开泵数(台)日水量(m3)3.2.2 采气厂生产动态采气厂生产动态包括采气与集气站、集气末站、赵家坝污水站三部分生产报表。3.2.2.1 采气与集气站动态3.2.2.1.1 采气井日报采气井日报分为普光区块日报和双庙1井日报两部分。l 一般采气日报采气井日报参见“需求附件2_采气厂采气报表样例”的“通用气井日报表”。该报表按照单井每隔4小时填报一次，其中大气温度、井口参数（油压、套压、技套、表套、温度）由采气工区负责手工录入，其余数据通过与SCADA系统接口自动获取。l 双庙1井采气日报双庙1井的生产流程与普光区块采气井不同，为纳入采气厂SCADA系统中进行监控。该井的日报格式参见“需求附件2_采气厂采气报表样例”的“通用气井日报表”中“双庙1气井日报表”。该报表完全由采气工区负责手工录入。3.2.2.1.2 集气站日报采气厂包括P101、P102、P103、P104、P105、P106、P107、P201、P202、P203、P204、P301、P302、P303、P304、P305共计16座集气站，各集气站的生产工艺流程类似。其生产日报由采气井生产日报汇总统计生成。报表样式参见“需求附件2_采气厂采气报表样例”文件。3.2.2.1.3 采气厂生产日报采气厂生产日报样式参见“需求附件2_采气厂采气报表样例”文件。该报表包括采气区产量报表和单井作业进度两部分。采气区产量报表由单井日报汇总生成，作业进度由采气厂调度手工录入。3.2.2.2 集气末站动态集气末站是采气厂集输中的最关键环节，该部分的生产动态包括如下报表：l 集气末站生产日报l 集气末站计量日报l 集气末站生产日报l 集气末站计量月报l 集气总站综合日报l 集气总站综合月报以上6张报表格式参见“需求附件3_集气末站生产报表样例”。其中集气末站生产日报、集气末站计量日报、集气末站生产日报三张报表可以通过与SCADA系统进行数据接口后自动汇总生成；集气总站综合日报中污水处理和注水系统的数据需要手工上报；集气总站综合月报由综合日报汇总生成；集气 末站计量月报由计量日报汇总生成。3.2.3 净化厂生产动态3.3 生产运行3.3.1 重点工作重点工作按照调度室日常业务划分为：重点工作安排、重点工作落实。l 重点工作安排，实现自上而下的重点工作安排。重点工作安排日期：2008-10-7 至 2008-10-10安排时间安排人重点工作内容责任部门完成时间操作生产技术部相关人员，通过该功能录入安排时间、安排人、重点工作内容、责任部门等内容，安排人可以选择多个，责任部门只能选择一个。安排人登录系统，自动接收被安排的工作并可以查看详情，点击操作，可以录入落实情况。l 重点工作落实：实现自下而上的重点工作跟踪、落实。重点工作落实日期：2008-10-7 至 2008-10-10安排时间安排人重点工作内容责任部门完成时间落实情况 安排人登录系统自动接收到被安排的工作并可以查看详情，完成工作后，可以编辑落实情况。完成任务并编辑落实情况后，调度室相关人可以登录系统查看到。3.3.2 生产值班生产值班为调度室值班人提供了一套值班记录、来电记录、交接班情况的在线管理、查询功能。l 值班记录:值班记录 来电单位：* 时间： 2008-10-7 至 2008-10-10 类型：* 序号录入时间签收时间录入单位录入人类型内容处理情况值班人提供调度及下属单位相关人员值班情况的实时的录入及显示，类似于bbs论坛。针对录入的内容在线值班人可以发表自己的见解，其他在线值班人可以及时的看到。l 来电记录：来电记录来电单位：* 时间： 2008-10-7 至 2008-10-10 类型：* 序号录入时间录入单位录入人类型内容处理情况提供调度及下属单位相关值班人员值班时接收来电的记录及查询。包括录入单位、录入单位、录入人、内容、处理情况、状态等数据项。l 交接班情况：交接班记录时间： 2008-10-7 至 2008-10-10 序号交班时间交班人接班人交班情况提供调度及下属单位相关值班人员交接班情况的记录及查询。包括交班时间、交班人、接班人、交班情况等数据项。3.3.3 调度令普光调度人员可以向下级单位或人员下达调度指令，并由被调度人将执行情况反馈给调度令下达单位。生产调度令日期：2008-10-7 至 2008-10-10时间接收人接收单位调度令内容签收情况详情调度室相关人员，通过该功能录入接收人、接收单位、调度令内容等内容，接收人只能选择一个，接收单位为接收人所属单位。接收人登录系统自动接收到相关生产调度令并可以编辑调度令，编辑签收情况，点击详情，可以查看详情。生产调度令详情时间：2008-10-7签收情况：已签收通知人：*通知单位：*标题：*调度令内容：附件：*.doc3.3.4 生产会议生产会议为调度室提供了一套日生产会议、周生产会议、生产例会的在线管理、浏览功能。生产例会纪要时间： 2008-10-7 至 2008-10-10 序号生产会纪要主持人参加领导参加单位缺勤单位录入人调度室相关人员人员，可以录入、查询生产会议的情况。其中包括生产会纪要、主持人、参加领导、参加单位、缺勤单位、录入人等数据项，点击生产会纪要可以下载或查看生产会议纪要。3.4 实时动态实时动态能够将天然气生产、集输动态、净化厂处理能力以及重点设备的实时运行参数等重要信息进行提取、集成、汇总分析，形成客观、准确、及时的生产数据。以示意图形式，实时查询采气井生产、天然气集输、天然气净化处理的实时动态数据,主要包括以下内容。3.4.1 采气厂概要模块采气厂概要模块以示意图的形式实现采气井、集气站生产动态信息的实时展现。界面示例如下图所示：具体展示信息如下：l 采气井实时数据采气井井口实时数据包括，开关井状态、井口天然气采气井井口控制盘实现井上安全阀的开关，从而判断井的开关状态。采气井的天然气压力、流量、温度等数据从集气站处获取。普光气田投产后采气井以50口计，每口井实时动态数据4个节点，共计200个节点实时数据。l 集气站实时数据普光气田共计16个集气站，集气站内部对天然气进行初步的加热、分离处理。集气站的实时动态数据不展现集气站内部设备的运行动态，以每5分钟一次的频率展现每个集气站出口的天然气流量、温度、压力、硫化氢含量、二氧化碳含量、含水等信息。 3.4.2 净化厂概要模块采气厂全部天然气经集气末站处理后全部管输到天然气净化厂。天然气净化厂设计6套12列（每套2列）净化处理装置，一期投产2套净化处理装置。净化厂实时动态在本项目一期建设中预留其他4套处理装置的实时动态信息。净化厂概要模块将生产实时动态以每套处理装置为单位展示处理装置输入、输出实时动态，不涉及处理装置内部的运行实时动态信息。界面示例如下所示：净化厂实时动态展现的信息内容如下：l 净化处理装置进口数据每净化处理装置独有一个天然气进口，这样每套处理装置有两个天然气进口。净化处理装置的进口数据包括2个进口的天然气流量、温度、压力、硫化氢含量、二氧化碳含量、含水。项目首期以每分钟一次的频率完成2套处理装置共计4列，12个进口节点实时展示。同时预留其他4套8列24个节点数据展示能力。l 净化处理装置出口数据天然气经过处理后，产生纯净的商品气、液硫、污水三类的产出物，每套装置的出口数据包括12个节点实时数据。项目首期实现以每分钟一次频率实现两套装置出口的24个节点实时数据展示功能。同时预留其他4套48个节点实时数据展示能力。l 外输首站数据经过净化处理的天然气统一输送到由中国石化天然气公司管辖外输首站。本项目以每分钟更新一次的频率展示经过净化厂处理后进入外输首站的天然气流量、温度、压力数据，共计3个节点数据。l 液硫罐区液位数据天然气净化处理后产生的液硫统一集中在液硫罐区等待加工、处理成为硫磺。净化厂设计有两个液硫罐，系统设计以每5分钟更新一次的频率展示液硫罐液位的实时数据，共计2个节点。l 净化厂返输气实时数据经处理净化的天然气有一部分要返输到净化厂，供净化厂内部的锅炉及其他设备使用，需要实时监测净化厂返输气的温度、压力、流量、硫化氢含量、二氧化碳含量、含水等数据。l 采气厂返输气实时数据净化处理的天然气还有一部分要返输到采气厂集气末站，供采气厂内部使用。对采气厂的返输气同样也需要实时展示温度、压力、流量、硫化氢含量、二氧化碳含量、含水等数据。3.5 安全预警普光气田生产运行中需要实时监测生产流程中有毒气体、可燃气体的实时信息。对于超过运行状态限值范围的要及时报警，提示生产调度管理人员及时处理。3.5.1 工艺流程安全预警工艺流程安全预警主要是对普光气田分公司天然气生产与净化的全套工艺流程进行预警。实时监测各监测点的数据，当出现异常时在相关节点及时以声光报警方式提示调度人员注意。界面示例如下：点击报警的生产流程可以进一步查看采气厂生产报警和净化厂生产报警模块。3.5.2 采气厂生产报警采气厂生产报警是对分布在16个集气站394个有毒气体监测点和297个可燃气体监测点的状态进行实时监测。系统以流程图的方式展现16个集气站的监测运行状态。当集气站的监测点数据异常时，该集气站的以红灯闪烁和声音的方式提示调度人员，点击后进行该集气站的工艺流程，查看具体的报警点数据。界面示例如下：在生产报警处，可以直接进入调度处理模块对生产报警信息进行处理。3.5.3 净化厂生产报警净化厂生产报警是对净化处理装置中的关键部位的可燃气体、有毒气体进行监测。受净化厂DCS系统正在设计过程限制，净化厂生产报警监测点尚不能确定。暂时每套装置预留400个监测点。主要实现两个级别的监测预警。l 净化厂生产工艺流程报警以方框图的方式展现净化厂所有处理装置的工艺流程图，当监测值发生报警时，在该处理装置附件进行提示。点击处理装置进入处理装置报警。l 处理装置报警处理装置以整套的处理工艺流程图方式展现所有监测点的实时数据，并对数据异常的监测点进行突出显示。3.5.4 报警调度处理当发生生产报警时在报警页面可以直接进入报警调度处理模块，对报警信息进行处置。在该模块将报警点的信息展示处理，并对该报警点的相关的生产预案、以前的处理经验总结检索出来供调度人员查阅。同时提供调度值班记录编辑和调度令下达模块的链接，方便调度人员技术对生产流程进行处置。3.5.5 事故追忆事故追忆的主要目的是以装置为单位组织数据，帮助管理层查找出任意时间段未上报的大小事故。并永久保存事故发生前后半小时的事故相关位号的密集数据，给出趋势图，利于后来分析事故发生的原因。3.5.6 应急预案应急预案为普光气田提供了应急预案知识库、应急指挥通讯录的在线查询功能。应急预案知识库：应急指挥通讯录：4 非功能性需求4.1 安全需求【详细描述与系统安全性、完整性或与登录到该系统的使用人员的隐私相关的需求，这些问题会影响到软件系统的使用以及创建或使用的数据的保护。定义用户身份确认或授权需求。明确产品必须满足达到安全性或保密性策略