Устройство для регулирования уровня раздела жидких сред в дегидраторах
(11)
ИЗОБРЕТИ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 30.12.75(21) 2308720/18 24 (51) M. Кл
Союз Советскых
Соцмапистнческих республик
С 05 9 8/12
@ 10 Q 33/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05. 12.78.Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания Я .1с .781
Государствен»в» нем»тот
Соввтв Мнннотров СССР оо делан нэобретеннй н отнрытнй (53) УЛК 8В.ОВВ..3 (088.8) аргер. Е Е Добров, K). В, Гро Е Н
В. Г. Плотников, О. Л. Резник в П. И. КорвльМк (72) Авторы изобретения
Ивано-.франковский институт нефти н газа (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ
РАЗДЕЛА ЖИДКИХ СРЕД В ДЕГИДРАТОРАХ
Изобретение относится к области автоматизацин производственных процессов в химической н нефтеперерабатывающей промышленности н может быть использовано для автоматического контроля и регулирования уровня раздела двух жидких сред с различной электропроводностью, например, прн автоматическом контроле н регулировании границы раздела нефть-вода в дегндраторах обессолнвающнх установок нефтеперерабатывающих заводов.
Известны устройства (Ц для автоматического контроля н регулирования уровня раздела двух жидких сред, содержащие источник напряжения, один первичный измерительный преобразователь проводимости, расположенный на границе раздела фаз нефть-вода, электронный блок, электронный потенцнометр с пневматическим регулятором, регулирующий клапан.
Недостатком подобных устройств является завнснмость нх работы от абсолютных значений электропроводностн контролируемых сред, которые практически могут изменяться в широких пределах в завнсимос. тн or типа жидкости, ее мннералнзацнн, температуры н т. и. Это приводит к появленив значнтельных погрешностей контроля н регулирования.
Ближайшим по технической сущности являетсп устройство Я для регулирования уровня раздела жидких сред в дегндрато> pax, содержащее датчики электропроводностн сред, первый нэ которых установлен в дренажном трубопроводе, соединенном с днищем дегндратора н связанном промывочным трубопроводом с трубопроводом отбора
1о контрольной пробы, который соединен с дегндратором на уровне раздела фаз н в котором установлеч второй датчик элехтронроводности сред, источник питания, соединенный с первичной обмоткой трансформаторного нзмернтельного моста, в плечи которот5го включены трн вторичные обмотки, первая нэ которых соединена через подвнжный контакт потенцнометра с первым датчиком электропроводностн среды, фазовый детектор, вход которого подключен к выходу трансформаторного измерительного моста н блок управления нсполннтельнымн механнзмамн, выход которого соединен с первым клапаном, установленным на дренажном трубопроводее.!
)36588
Hp !<>с ятком изВсс ГИОГО ) cTpoHcTB, IИPOВ3НИЯ, ООVCЛОВЛ(. ННЗЯ ВЛИЯНИЕМ За— грязнсний датчиков элсктропрово;:,ности сред, Я ТЫ>КЖЕ СЛОЖНОСТЬ ООСЛУЖ И ВЛ IIHB, 0 IIPP;I (.—
15I(мыя необходимостью fix нерио; Ifiiåcêoff
ОЧИ< ТКИ
Ц< лblo изобреTPHHЯ ЯB.>51<. i C)I 11()l3bfLII(llli(. точности регулирования. Кроме того, ynpo-!
ll11СТС5! ООСЛ; >КИ ВЫНИС;.C I.I)>)ff(TB il И СОКРЯ
Ц<(1ЕТС51 В(>СМЯ ПРОСТОЯ Си "I P»i!>l;I BТОЪ|(!ТИКИ.
Указанная цель дости. ястся тсм, чго уcTРОЙСТВО СОДЕP>KHT P(1(."ИНЫЙ! IIPOI PB »XI H III". б,!ок, Второй и третий кллпынь>, мсхлпи некийй компенсирующий узел и д<>полнительныс параллельно включснныс !<огениио.истры, соединенные подвижными контактами с псрВой Вторичной Оомог!"Ои II !(. рс 1 рязм ык(1 юцсиЙ КоНТ3КТ РОГIPHIIol НРОГPII 1>13010 Олок<1 с первым датчиком электропрово;!ности рсды, второй датчик электропроводности среды через рязмыкя)о)ций и злмыка!сцций контакты релейного прог()с)»»ногo блока по;<ключен соответственно и<) второй и грстьей вторичным обмотк:>м, 0.(ин из Выходов фазового детектора сос цик)н через рлзмыкыющий контакт и<ленного прс>грлммногс;
О, I ОК3 С IIPPBÜI M В: ОДО)1 О, !<)КЯ ) 11P;.) В. . >I il >I исполните If>!lb! If! )>ехянизма)!И> второй гхо,;
КОТОРОГО СОС If!I!< Il (РЕЛС)<НЫХ! ПРО! РЯММНЬ1.1 блоком, а Выход - — со вторым и третьи!(1 клапанами, устыновлс иными соответствсllflo нл промывочном трубопроводе и трубопроводе отоора к<>нтрольной пробы, другой выхо;1 фазового,сстсктора через з lxlbfK3folff,Ill! контакт релейного программного <>;foKH cn<динен с механическим комис><сиру)0)цим, 3ЛОМ СВЯЗ(1 ННЫМ С ПОДВИ)КНЫМР! KOIIT(iк! Ы Ili потенциометров.
На чертеже изображен дегидрятор 1, н нижней части которого II3x<),!I!Tc51 отделившаяся Вода 2, в верхней члсти — обсссоленная нефть 3, а мс>Kду и <ми -- с,)ой эмульсии 4. Грубопровод 5 отборы контрольной пробы с установл lll!hl. . 13 неч трегьим клапаном 6 и вf()phI)f I;!T иком электропроводности средь! 7 нрисоединс.н к IPiH;1ратору 1 на зя <3шгом уровнс 1-! разде 13 сред. На дренажном трубопроводе 8 размещен первь<й датчик электропроводности среды 9 и первый к !алан 10. Дрснажныи трубопровод 8 и труб<я!ровод 5 <>Гбс>рл контрольной пробы соедин«ны прсо>ывочным трубопроводом 11 с устыновлегн ым ны нем вторым клапаном 12. (-(я чертеже изображены также исто I!if!K пl! т3 i! иЯ 13, трансформатор ны! I!pЯжснi! Я (.1.
If i)I(l0IIIlfH U3fI > ll(. pBH fH»IO 15 1l TpH B IOp!IiIных О(>»от)си (G, 17, 18, потенц io»P I.р (9. механический компенсирующий узел 20, ф<— зси)ый детектор 21, релейнь!й прогp;i>I>i!f1, блок 22 со своими контактыми 2;5, !4. 2>5).
26, 27 и блок управления Hell<>;Iнитсльными м(ханизмями 28 и дополнитсльныс поте<1. циомс Tpf>f 2>9, 30
Ус>роп:тв<> рлс)от <ст след) ощим образом, P<слс йный прогр;>ммный б.loK 22 с почо<цью блока управления исполни гсльными механизмами 28 открывает клапан 12, llо тру5
o(ilfpoB0J3lxI 8 и 11 дренажная вода поступает через трубог!рево 1 5 и датчик электроIlроводности среды 7 в трубопровод подачи сырья в дегидратор, тсм самым осуществляется операция промывки датчика электро
) С> и ()ОБО LIIUCTlf. СС)Т IHKII .), !С .KT >0IIPOB03HOCTH < и 9 окызывак>гся B одной среде. Одновременно с открытием клапаны 12 релейный llporpa,)мный î !0K 22 замыкает контакты 24, 26 и разчыкяет ксиггакты 23, 25, 27. При этс>м датчик<-; Bлектрс>прово 1110сТ 7, 9) noiclIIIH0мстр 19 и Вторичные обмотки 16, 17
C O IHH3K0Bhl>>i >!Ис IOT мостовук> измерrlтсль I) 10 Iipíf. Б случае неиденгll <ности четрологичс cKIIx .;ырактсристик датчиков злеi(Tp<)!l poBo, liocTIi 7 H 9, обусловлснной загрязнением датчика электропроводIIocTH 7 эмульсией. на выхо ip фазового детскторл 21 ilo)IBëÿåòcÿ сигнал, поступакиций иы вход механического компенсирующего узлы 20, выход ко(прогo механически связан с подвижными Koff)актами и потенциометров, 25, (, 15! ко IKp("тностп 113 чертеж(. изображены поте,ii!!!0»PTphi 19, 29, 30, что соответствует и =- 3. П гтгсм изменения зны ipHIIH сопротивлсния потснциометра 19 трансформаторный мост явтомагически приводится в сосЗО тояние квызирявновесия. По окончании времс ни прочывки релейный программный блок
22 с помощblo блока управления исполнител)н<ыми механизмами 28 закрывает клапан !2 и открывает на определенное время кл.- НBH 6. С заданного уровня H контрольЗ5 няя проба эмульсии поступает Н3 датчик элсктропроводности 7. Одновременно с открытием кля<1333 6 релсйный програмMHûé блок 22 размыкает контакты 24, 26 и замыK;IpT контакты 23, 25, 27. Тем самым вместо вторичной обмотки 17 в одно из плеч
0 IÎCTOBOH i(PIIH f)K IК)ЧЗЕТСЯ БТО<)ИЧНЯЯ OOMOT кя 18, число випков которой в и рыз боль<пе числа витков обмоток 16 и 17. Кроме того, параллельно потенци<о стру 19 подкл)очак>гся и — 1 равных ему сопротивлений. После этого на выходе фазового детектора 21 появляется сигнал, полярность которого определяется положением грани щ>1 раздела сред слi«>ciiTB;ii заданного значени5!. Этот сигнал через контакт 25 поступает в блок уllpàâëåíèÿ исполнительными механизмами
50 28, который управляет клапаном 10. По истечении времени контроля клапан 6 зякры!<Встся ня опречслеifllop время, после чего цикл работы устройства повторяется C задан!Гой fi(ðèoTè÷íocòüfo.
Работа устройства основана на сравне55 нни проводимостей датчиков электропровод>Косf (é 7 и 9. Уравнение равновесия мостовой 11(fl 11 f30 BPP 636588 0о (Wi Y8 — WgY,) = p (1) где Ь вЂ” напряжение на выходе источника питания 13, W|, 3/3/г — соответственно числа витков первичной обмотки 15, идентичных обмоток 16 и 17 и обмотки 18 трансформатора; — проводимость рабочего датчика электропроводности 7, — проводимость компенсационного датчика электропроводности 9. Из уравнения (1) следует //, /в и W<< (2) Устройство работает таким образом, что при выполнении неравенства Yв/Y )и клапан 10 закрыт и происходит накопление воды в дегидраторе, а при Y,/Y,(и клапан 10 открыт и происходит дренаж. Выбор числа и производится с учетом технологических особенностей работы контролируемых аппаратов. Можно показать, что при линейном распределении проводимости по высоте слоя эмульсии число 1/п определяет концентрацию нефти в эмульсии, находящейся на заданном уровне раздела Н. Например, при и = 3 на указанном уровне будет находиться эмульсия с 33,3% содержанием нефти. Установка необходимого числа п осугцествляется изменением отношения чисел витков W /Wl. Загрязнение электрода рабочего датчика электропроводности 7 не влияет на точность ss регулирования. Во нремя промывки механический компенсирующий узел 20 последовательно с компенсационным датчиком электропроводности 9 вводит дополнительное сопротивление, значение которого численно равно добавочному сопротивлению рабочего làò- 4в чика электропроводности 7, обусловленному загрязнением его электрода. Для того, чтобы в период контроля момент равновесия соответствовал заданному отноп1ени1о (2) . релейный программный блок 22 путем замыкания контакта 27 уменьшает дополнительное сопротивление в компенсационном плече н п раз. При этом квазиравновесие мостовой измерительной цепи наступает в момент, когда выполняется условие 1 so — . (3 3 Y ° где — — — . ополнительное сопротивление \( рабочего датчика электропроводности 7, обусловленное загрязнением его электрода. Оче- видно выражение (3) тождественно с (2) . Это показывает, что загрязнение электрода датчика электропроводности 7 не влияет на точность регулирования. Использование автоматической компеHсации загрязнения электрода раооч«го датчика электропроводности, размещение датчиков электропроводности вне технологического аппарата выгодно отличает предложенное устройство от известных, так как значительно повышается точность контроля положения границы раздела жидких сред. что влечет за îáîé резкое повышение качества обессолинания и обезвоживания нефти. Кроме того, отпадает необходимость в периодическом отклонении автоматической системы с целью очистки электрода рабочего датчика электропроводности. Это упро1цает обслуживание установки и позволяет сушественно снизить время простоя системы автоматики. Фор,11у. lQ изооретенач Устройство .1ля регулирования уровня раздела жидких «реа в дсгилраторах, содержашее датчики электропронодностн сред. первый из которых установлен в дренажном трубопроводе. соединенном с днишем дегидратора и связанном промывочным трубопроводом с трубопроводом отбора контрольной пробы. который соединен с дегидратором. на уровне раздела фаз и L3 котором установлен второй датчик электропроВо„UlocTH сред, источник питания, соединенный с первичной обмоткой трансформаторного измерительного моста, в плечи которого включены три вторичные обмотки, первая из которых соединена через подвижный контакт потенциометра с перным датчиком электропроводности среды, фазовый детектор. вход которого подключен к выходу трансформаторного измерительного моста и блок управления исполнительными механизмами, выход которого соединен с первым клапаном, установленным на дренажном трубопроводе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, QHo содержнт релейный программный блок, второй и третий клапаны, механический компенсину1ощик узел и дополнительные параллельно включенные потенциометры, соединенные подвижными контактами с первой вторичной обмоткой и через размыкак1щий контакт релейного программного блока с первым датчиком электропроводности среды, второй датчик электропроводности среды через размыкающий и замыкаю1цнй контакты релейного программного блока подключен соответственно ко второй и третьей фазового детектора соединен через размыкающий контакт релейного, программного 6.1ока с первым входом блока управления исполнительными механизмами. второй 13хо11 которого соединен с релейным программным блоком, а выход-с вторым и третьим к.lананами, установленными соотнетствен1го il l промывочном трубопроводе и трубоп13о131де отбора контрольной пробы, другой выход 635588 Составитель И. Буневнн Техрел О. Луговая Корректор Н. Тунниа Тираж 99! Подписное Редактор Э. Губннцкая Занан 6939/37 ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров CC(:P по делам изобретений н открытий! !3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ФнлнаЛ ППП «Патент>. r. Ужгород, ул Проектная, 4 фазового детектора через замыкающий контакт релейного программного блока соединен с меха ническим компенсирую!цим узлом, связанным с подвижными контактами потенциометров. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Свердлов Г. М. и др Технологические обьекты нефтеперерабатывающих предприятий и их автоматизации . М., «Недра», 1975, с. 131. 2. Авторское свидетельство СССР Хв 471378, кл. С 10 G 33/00, G 05 D 9/12, 1971.
