Способ автоматического управления малогабаритной установкой отбензинивания газа Советский патент 1988 года по МПК B01D53/00 G05D27/00 

4

4

СО

со

4

Изобретение относится к способам управления установками подготовки нефтяного газа.

Целью изобретения является повышение производительности установки по сырью и снижение удельных энергозатрат на отбензинивание газа.

На чертеже представлена принципиальная схема установки с системой автоматического управления, позволяющая реализовать предложенный способ.

Установка содержит сепаратор 1, холодильник 2, детандер 3, компрессор 4, электропривод 5. Система автоматического управления содержит: датчики 6 и 7 давления, 8 температуры и 9 расхода, блок 10 извлечения квадратного корня, сумматор 11, регуляторы 12 температуры, 13 расхода, 14 давления, задатчики 15,16 и 17, логическое переключающее устройство (ЛПУ) 18 - микропроцессорной контроллер типа Релисконт.

Система автоматического управления установкой МГБУ поддерживают заданную глубину отбензинивания нефтянго газа.

Способ осуществля€:тся следующим . образом.

В зависимости от входных параметров ЛПУ 18 осуществляет переключение организуя ведение управления процессом по одному из двух возможных вариантов.

Управление процессом по первому варианту идет при установлении ЛПУ следующих связей: первый вход ЛПУ подключается к его первому выходу, связывая при этом канал задания регулятора 14 давления с выходом регулятора 12 температуры, третий вход ЛПУ подключается к его второму выходу, связывая при этом задатчик производительности МГБУ по сырью 16 с каналом регулятора 13 расхода.

При первом варианте структуры системы автоматического управления на установку принимается постоянный расход сырого г аза, который стабилизируется регулятором 13 расхода. Температура в сепараторе 1 стабилизируется регулятором 12 с коррекцией по давлению в сепараторе. Корректирующая цепочка 6,11,15 служит для компенсации влияния давления в сепараторе, для достижения той же глубины отбензинивания требуется более высокая температура, в соответствии

с этим сигнал на выходе сумматора 11 вырастает и задание регулятору температуры увеличивается. Подстройка заданной температуры осуществляется задатчиком 15.

Регулирование температуры осуществляется за счет изменения перепада давления на детандере 3 путем изменения задания регулятора 14 давления, стабилизирующего давление на входе в винтовой компрессор и, тем самым, давление на выходе детандера.

Увеличение перепада давления на

детандере приводит к увеличению перепада температур Л1, достигаемого на детандере, полной и удельной холо- допроизводительности детандера. В конечном счете увеличение перепада

давления на детандере приводит к понижению температуры в сепараторе 1, так как холод, вырабатываемый в детандере, идет на охлаждение сырого газа в теплообменнике 2.

Стабилизация давления на входе в ВК осуществляется перепуском части газа с выхода ВК на его вход. Скорость вращения в системе винтовой детандер (ВД) - ВК - асинхронный электродвигатель остается практически

постоянной за счет саморегулирования, существующего в этой системе.

САУ (первый вариант) работает следующим образом.

При повьппении температуры в сеп а- раторе 1 регулятор 12 температуры уменьшает величину уставки регулятора 14 давления газа на йходе в винтовой компрессор 4.

Клапан 19 на байпасной линии компрессора 4 прикрывается, и давление газа на входе компрессора 4 снижается . Расход газа через детандер 3 и общий расход газа, поступающего на установку Qr увеличиваются. Регулятор 13 расхода приводит расход газа Q(- к заданному значению, прикрывая клапан 20 на байпасе детандера 3.

Вследствие того, что при неизменном приеме газа la установку доля

потока, проходящая через байпас винтового детандера 3, уменьшается, происходит дополнительное понижение температуры газа низкого давления и температуры газа в сепараторе 1. Для

нормальной работы винтового компрессора 4 давление на его входе не должно снижаться ниже определенной величины Р1,д„н. Если в процессе регу

лирования задание рег улятору 14 снижается до величины, близкой , , то это означает, что поддерживать требуемую температуру в сепараторе при данной загрузке установки по сырью невозможно. При условии Р,- PIMWM f,jlliy осуществляет переключение с первого варианта структуры САУ на второй.

Величина , выбирается при настройке Л11У из соображений динамики процесса и безопасной работы винтового компрессора 4.

Управление процессом по второму варианту идет при установлении ЛПУ следующих связей: первый вход ЛПУ подключается через элемент умножения на постоянный коэффициент к его второму выходу, связывая при этом выход регулятора 12 температуры с каналом задания регулятора 13 расхода четвертый вход ЛПУ подключается к его первому выходу, связывая при этом задатчик 17 минимальной величину давления на входе в компрессор 4 с каналом задания регулятора 14.

При втором вариенте структуры САУ температура в сепараторе регулируется изменением приема газа на установку, при этом регулятор 12 температуры изменяет задание регулятору

13 расхода.

Прием сырого газа на установку в данном варианте функционирования САУ является зависимой величиной, причем обеспечивается максимально возможный для данных внешних условий и заданной температуры в сепараторе прием сырья.

Давление на входе компрессора 4 поддерживается постоянным и равным I rtMMH 1 самым обеспечиваются наибольшая возможная степень расширения газа в детандере 3 и наибольшая хо- лодопроизводительность детандера.

При повышении температуры в сепараторе 1 регулятор 12 температуры уменьшает задание регулятору 13 расхода, при этом клапан на байпасной линии детандера 3 прикрывается, уменьшаются расход газа по ней и отншение этого расхода к расходу газа

0

5

0

5

0

5

0

5

0

через детандер. В результате температура газа низкого давления и температура в сепараторе 1 понижаются. Если в процессе регулирования по второму варианту структуры расход газа, принимаемо1 о на установку, превышает величину заданного расхода Q г эмА (устанавливается задатчиком 16), то это означает, что холодопро- изводительность установки стала достаточной для отбензинивания заданного количества сырого газа и имеется возможность для перехода к регулированию по первой структурной схеме.

Переключение с второго варианта структуры САУ на первый ЛПУ производит при условии, что текущий прием газа на установку 0 превысил заданный расход газа QpgaA более чем на величину f2(постоянная величина, которая задается при настройке системы автоматического управления).

Формула изобретения

Способ автоматического управления малогабаритной установкой отбензинивания газа, включающий стабилизацию температуры отбензиненного газа в сепараторе, отличающийся тем, что, с целью повьшгения производительности установки по сырью и снижения удельных энергозатрат на отбензинивание газа, температуру газа в сепараторе стабилизируют изменением давления на входе в винтовой компрессор путем перепуска газа с его выхода на вход, а расход газа, поступающего на установку, стабилизируют изменением расхода газа на байпасной линии детандера или температуру газа в сепараторе регулируют за счет изменения приема газа на установку путем изменения расхода газа на байпасной линии детандера, а давление газа на входе в винтовой компрессор поддерживают на минимально допустимом значении, при этом переключение режимов работы системы управления осуществляют с помощью логического устройства. :

Изобретение относится к способам управления установками подготовки нефтяного газа и позволяет повысить производительность установки по сырью и снизить удельные энергозатраты на отбензинивание газа. Способ заключается в ведении управления процессом отбензинивания газа по двум вариантам в зависимости от входных параметров. Температуру газа в сепараторе стабилизируют изменением давления на входе в винтовой компрессор путем перепуска газа с его выхода на вход, а расход газа, поступающего на установку, стабилизируют изменением расхода газа на байпас- ной линии детандера. При недостатке холодопроизводительности установки температуру газа в сепараторе регулируют за счет изменения приема газа на установку путем изменения расхода газа на байпасной линии детандера, а давление газа на входе в винтовой компрессор поддерживают на минимально допустимом значении, при этом переключение режимов работы системы управления осуществляют с помощью микропроцессорного контроллера. 1 ил. S (Л с