Устройство для регулирования уровня раздела жидких сред в дегидраторах Советский патент 1978 года по МПК G05D9/12 C10G33/00 

Недостатком известногч) устройства является сравнительно невысокая точность регулирования, обусловленная влиянием за1рязнен.чй датчиков электрог11)оводчости сред, а также сложность обслуживания, определяемая необходимостью их аериолическо очистки.

Целью изобретения является новыи еиие точности регулирования. Кроме того, упрощается обслуживание устройства и сокращается время нростоя системы автоматики.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит релейны. программный блок, второй и третий , механический компенсирующий узел и до.по;1нительные параллельно включенные нотеннио.метры соединенные подвнжными контактами с первой вторичной обмотко И чсрез ;оазмыкаюИ.1.ИЙ контакт ре.тейного iipoipa.MMHoro блока с первым датчико.м электропроводности среды, второй датчик э;гектропроводности среды через размыкающий и замыкающий контакты релейного программного блока нодключен соответственно ко второй и гретьей вторичным обмотк;1м, один из выходов фазового детектора соединен через размыкающий контакт р мейногсл программного блока с iiepBbrvr входом б.юка управ. иснолнительными механизмами, второй r.xixi которого еоединен с релейным программным блоком, а выход -- со вторым и третьим к.тапанами, установленны.ми соответствегню на нромывочном трубопроводе и трубопроводе отбора контрольной иробы, другой выход фазового детектора через замыкаюн1,ий контакт релейного программного блока С(х;динен с механическим комненсирующим -злом, связанны.м с юдвижн|21ми контакта .п1 потенциометров.

На чертеже изображен дегидратор 1, в нижней части которого иаходится отделивщаяся вода 2, в верхней части - обессоленная нефть 3, а между ними -- слой эмульсии 4. Трубо 1ровод о отбора контрольной нробы с установленньг. ма нем третьи.м клапаном 6 и вторым датчиком электропроводности среды 7 н|)исоединен к дегидратору 1 на за;1анном уровне Н раздела сред. На дренажном трубопроводе 8 размещен первый датчик электропроводности среды 9 и первый клапан 10. Дренажный трубопровод 8 и трубопровод 5 отбора контрольной пробы соединены промывочным трубопроводо.м 11 с установленьчзнм на не.м вторым клапаном 12.

На чертеже изображены также источник питания 13, трапсфор.матор нaгlpяжe ия 14, нмекмций одну первичную 15 н три втор.ччН1 1Х обмотки 16, 17, 18, потенциометр 19, механический комненснрующий узеЛ 20, фа.зовый детектор 21, релейный программн1)И) блок 22 со своими контакта.ми 23, 24, 25. 26, 27 и блок управлеиия испо.чннтельны.м меха1Н13ма.ми 28 и дополнительные нотенциометр1)1 29, 30.

Устройство работает с,.и.м образом. Релейный нрогра.мм.ный 22 с помощью блока управления исполнительными механизмами 28 открывает клаиан 12. По трубопровода1М 8 и 1 1 дреиажная вода ностунает через трубопровод 5 и датчик э,тектропроводности среды 7 в трубопровод подачи сырья в дегидратор, те.м самым осуществляется оиерация пром з;вки датчика электроH|)OBo.UiocTn. .атчики электропроводности 7 и 9 оказ1 пзаются в одной среде. Одновременно с открытием клапана 12 релейный программный блок 22 за.мыкает контакты 24, 26 и размыкает контакты 23, 25, 27. При этом датчики электропроводности 7, 9jHOгенциометр 19 и вторичиые обмотки 16, 17 с одинаковым числом витков образуют .мостовую пз.меритель 1ую и,епь. В случае неидентичности метрологических Xара.ктеристик датчиков э,лектроировод11ости 7 и 9, обусловленной загрязнением датчнка электропровод-иости 7 э.мульсией, на выхо.че фазового детектора 21 11ояв,.1яется сигнал, поступающий па вх(}Д мехапического ко.мпенсирующего уз,па 20, выход которогчз .механически связан с иодвиж 1ыми коитакта.ми п потенциометров,

5 Для конкретности на чертеже изображены нотенниометрь 19, 29, 30, что соответствует п - 3. Путем нз.менения значения сопротивления потенциометра 19 трансформаторн.ый мост автоматически приводится в состояние квазиравновесия. По окончании вре.мени нро.мывки релейный нрограммный блок 22 с 11омощью блока управления исполните, механизмами 28 закрывает клапан 12 и открывает на определенное вре.мя клапан 6. С заданного уровня Н контрольная проба эму.гьсии поступает на датчик электропроводпости 7. Одновременно с открьггием клапана 6 релейный прО1ра.ммный блок 22 размыкает контакты 24, 26 и замыкает контакты 23, 25, 27. Тем самым вместо вторичной обмотки 17 в одно из плеч

мостовой цени включается вторичная об.мотка 18, чнсло витков которой в п раз больще числа витков обмоток 16 и 17. Кро.ме того, параллельно потенциометру 19 подключаются п--1 равных ему сопротивлений. Посr ле этого на выходе фазового детектора 21 появляется сигнал, полярность которого определяется положением границы раздела сред относительно заданного значения. Этот сигиа.ч через контакт 25 поступает в блок у II р а вл е н и я и с пол н и тел ь 11 ы.м и м еха н и з м а .м п

0 28, кото)ый управляет клапаном 10. По истечении времени контроля клапан 6 закрывается на определенное время, после чего цикл работы устройства повторяется с 3 а д а н н о и н е р и од и ч н ос т ыо.

Работа уст)ойства основана на сравнении проводимостей датчиков электронроводносгей 7 и 9. Уравнение равновесия мостовой цени во время ко 1троля при незагрязненном э.тектроде датчика электронроводностн 7. -S(W,Y, ,) 0 где UQ - напряжение на выходе источника питания 13, Wo, Wi, W2 - соответственно числа витков первичной обмотки 15, идентичных обмоток 16 и 17 и обмотки 18 трансформатора;УЭ - проводимость рабочего датчика электропроводности 7, УЬ - проводимость компенсационного датчика электропроводности 9. Из уравнения (1) следует -М4. ..Ye . п ЛУ, V; Устройство работает таким образом, что при выполнении неравенства Ур/У п клапан 10 закрыт и происходит накопление воды в дегидраторе, а при . п клапан 10 открыт и происходит дренаж. Выбор числа п 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 п 3 на указанном уровне будет находиться эмульсия с 33, содержание.м нефти. Установка необходимого чис ла п осуществляется изменением отношения чисел витков W2/Wi. Загрязнение электрода рабочего датчика электропроводности 7 не влияет на точность регулирования. Во время промывки механический компенсирующий узел 20 последовательно с компенсационным датчиком электропроводности 9 вводит дополнительное сопротивление, значение которого численно рав но добавочному сопротивлению рабочего дат чика электропроводности 7, обуслов.ченному загрязнением его электрода. Для того, чтобы в период контроля момент равновесия соответствовал заданному отноп1ению (2), релейный программный блок 22 путем замыкания контакта 27 уменьшает дополнительное сопротивление в компенсационном плече в п раз. При этом квазиравновесие мостовой измерительной цепи наступает в момент, когда выполняется условие 1 где - дополнительное сопротивление рабочего датчика э.чектропроводности 7, обусловленное загрязнением его электрода. Очевидно выражение (3) тождественно с (2). Это показывает, что загрязнение электрода датчика электропроводности 7 не- влияет на точность регулирования. Использование автоматической компенсации загрязнения электрода рабочего датчика электропроводности, раз.мещение датчиков электропроводности вне те.хнологического аппарата выгодно отличает предложенное устройство от известных, так как значительно повышается точность контроля положения границы раздела жидких сред, что влечет за собой резкое повышение качества обессоливания и обезвоживания нефти. Кроме того, отпадает необходимость в периодическом отклонении автоматической системы с целью очистки электрода рабочего датчика электропроводности. Это упропхает обслуживание установки и позвапяет существенно снизить время простоя системы автоматики. Форм у.ю изобретения Устройство для регулирования уровня раздела жидких сред в дегилраторах, содержащее датчики электропроводности сред, первый из которых установлен в дренажном трубопроводе, соединенном с днищем дегидратора и связанном про.мывочным трубопроводом с трубопроводом отбора контрольной пробы, который соединен с дегидратором. на уровне раздела фаз it в котором установлен второй датчик электропроводности сред, источник питания, соединенный с первичной обмоткой трансформаторного измерительного моста, в плечи которого включены три вторичные обмотки, первая из которых соединена через подвижН1ЛЙ контакт потенциометр-а с первым датчиком электропроводности среды, фазовый детектор. вход которого подключен к выходу трансформаторного измерительного моста и б,лок управления исполнительными механизмами, выход которого соединен с первым клапаном, установленным на дренажном трубопроводе, отличающееся тем. что, с целью повышения точности регулирования, оно содержит релейный программный блок, второй и третий кЛапаны, механический компенсирующий узел и дополнительные параллельно включенные потенцио.метры, соеднненные подвижными контактами о первой вторичной обмоткой и через размыкающий контакт релейного программного б,-юка с первым .1атчиком электропроводности среды, второй датчик электропроводности среды через размыкающий и за.мыкающпй контакты релейного программного блока подключен соответственно ко второй и третьей вторичным обмоткам, один из выходов фазового детектора соединен через размыкающий контакт релейного, программного бюка с первым входом блока управления исполнительными механизмами, второй вход которого соединен с релейным nporpaMMiiMNi блоком, а Быход-с вторым и третьим клапанами, установленными соответственно на промывочном трубопроводе и трубопроводе отбора контрольной пробы, другой

фазового детектора через замыкающий контакт релейного программного блока соединен с механическим компенсирующим узлом, связанным с подвижными контактами потенциометров.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:

1.Свердлов Г. Л. и др. Технологические объекты нефтеперерабатывающих предпрнятий и их автоматизация . М., «Недра, 1975, с. 131.

2.Авторское свидетельство СССР № 471378, кл. С 10 G 33/00,

G 05 D 9/12, 1971.