Устройство для автоматического управления процессом обезвоживания и обессоливания нефти в отстойном аппарате

,)ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 7 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт.им. 50-летия Великой Октябрьской социалистическойреволюции(56) 1. Патент США У 3455321,кл; 137-101, 1969.2, Проект Павловского технологического комплекта НГДУ "Актюбанефть"объединения "Татнефть". Ф ф 1 А 0770 НО, 1980, с, 12.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ В ОТСТОЙНОМ АППАРАТЕ, содержащее датчики расхода реагента, промывочной воды и сырой нефти, управляющиеклапаны, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения расхода реагента и улучшения качества обработки нефти, оно дополнительно содержит датчик влажности нефти, блок вычисления солености, задатчик солености, пропорциональные регуляторы, сумматоры, блок умножения, потенциометры, блоки задержки и ограничения, при этом первый вход первого пропорционалЬного регулятора соединен с датчиком расхода реагента, а втордй вход-с выходом первого блока ограничения, вход которого соединен с выходом первого сумматора, первый вход которого соединен с вы,.ЯО 1126593 А ходом первого блока задержки, который соединен с первым входом блока . вычисления солености, второй вход которого соединен с датчиком расхода сырой нефти, третий вход - с датчиком влажности нефти, четвертый вход - через второй блок задержки с датчиком расхода промывочной воды и с первым входом второго пропорционального регулятора, второй вход которого через второй блок ограничения и первый потенциометр соединен с выходом второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом блока. вычисления солености, а второй вход - с первым выходом задатчика солености, второй выход которого соеди" нен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления солености, а выход - с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, а выход через второй потенциометр, соединен с вторым входом первого сум. матора, первый вход четвертого сумматора соединен с выходом третьего по-, тенциометра, второй вход - через четвертый потенциометр с выходом пер" вого блока задержки,а третий вход через пятый потенциометр соединен с датчиком расхода сырой нефти.2. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с.я тем, что блок вычисления солености содержит сумматоры, блоки умножения, потенциометры, при этом первый потенциометр параллельно соединен с последовательно соединенными первым блоком умножения и вторым потенциометром, выходы которых соединены с первым и вторым вхо-.1126593 10 дами первого сумматора, третий входкоторого соединен с выходом третьего потенциометра, а выход - с первымвходом второго сумматора, второйвход которого соединен с выходом вто.рого блока умножения, первый входкоторого соединен с двумя входамипервого блока умножения, а второй1 Изобретение относится к техникеавтоматического управления процессомобезвоживания и обессоливания нефти в отстойных аппаратах и может бытьиспользовано в нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности.Известно устройство для автоматического ввода поверхностно-активноговещества (ПАВ) в поток жидкости пропорционально ее расходу 1 .Недостатко 1 известного устройстваявляется то, что не учитывается качество поступающего сырья, что приводит к большому расходу ПАВ.Наиболее близким к предложенному 15 по технической сущности и достигаемо му эффекту является устройство автоматического управления процессомобезвоживания и обессоливания нефти в отстойном аппарате, содержащее дат чики расхода реагента (ПАВ), промывочной воды и сырой нефти, а также управляющие клапаны 2 .Недостатком известного устройства является управление расходом реаген та пропорционально расходу сырой нефти без учета ее качества (влажности, солености), что приводит к нерациональному расходованию дорогостоящего реагента. 30Цель изобретения - уменьшениерасхода реагента и улучшение качества обработки нефти.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство автоматическо.го управления, содержащее датчики .расхода реагента, промывочной воды исырой нефти, управляющие клапаны, дополнительно включены датчик влажностинефти, блок вычисления солености, за , датчик солености, пропорциональные регуляторы, сумматоры, блок умножения, потенциометры, блоки задержвход . - с выходом четвертого потенциометра, вход которого соединен свходом пятого потенциометра, выходкоторого соединен с первым входомтретьего сумматора, второй и третийвходы которого соединены с выходами шестого и седьмого потенциометров, а выходс третьим входом второго сумматора. ки и ограниченияпри этом первый вход первого пропорционального регулятора соединен с датчиком расхода реагента, а второй вход - с выходом первого блока ограничений, вход которого соединен с выходом первого сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого блока задержки, который соединен с первым входом блока вычисления солености, второй вход которого соединен с датчиком расхода сырой нефти, третий вход - с датчиком влажности нефти, четвертый вход - через второй блок задержки с датчиком расхода промывочной воды и с первым входом второго пропорционального регулятора, вто рой вход которого через второй блок ограничений и первый потенциометр соединен с выходом второго сумматора, первый вход которого соединен с вы.ходом блока вычисления соленостиа второй вход - с первым выходом задатчика солености, второй выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления солености, а выход - с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, а выход через второй потенциометр соединен со вторым входом первого сумматора, первый вход четвертого сумматора соединен с выходом третьего потенциометра, второй вход - через четвертый потенциометр с выходом первого блока задержки, а третий вход через пятый потенциометр соединен с датчиком расхода сырой нефти.Блок вычислениясолености содержит сумматоры, блоки умножения, потенциометры, при этом первый ноз 11 тенциометр параллельно соединен с последовательно соединенными первым блоком умножения и вторым потенциометром, выходы которых соединены с первым и вторым входами первого ,сумматора, третий вход которого соединен с выходом третьего потенциометра, а выход - с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока умножения, первыйвход которого соединен с двумя входами первого блока. умножения,а второй вход - с выходом четвертого потенциометра, вход которого соединен со входом пятого потенциометра, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй и третий вход которого соеди- нены с выходами шестого и седьмого потенциометров, а выход - с третьим входом второго сумматора.На фиг, 1 представлена блок-схе. ма системы автоматического управления процессом обезвоживания и обессоливания нефти в отстойном аппара.те; на фиг. 2 в . блок-схема блока вычисления солености нефти по математической модели.Устройство (фиг. 1) содержит датчик расхода, поступающего в отстойник 1 реагента 2, который через блок задержки 3 подключен к первому входу блока расчета солености 4 нефти по математической модели, второй вход которого соединен с датчиком расхода 5 сырой нефти, поступающей в отстойник, третий вход - с датчиком влажности сырой нефти 6, четвертый вход через блок задержки 7 соединен с датчиком расхода промывочной воды 8 и со входом регулятора 9. Выход блока вычисления солености 4 соединен с первым входом сумматора 10, второй вход которого соединен с блоком вычисления солености 11, а выход - с первым входом блока умножения 12, второй вход которого соединен .с выходом сумматора 13, первый вход которого соединен с выходом потенциометра 14, второй вход через потенциометр 15 - с выходом блока задержки 3, а третий вход через потенциометр 16 соединен с датчиком расхода. сырой нефти 5, Выход блока умножения 12 через потенциометр 17 соединен с первым входом сумматора 18, второй вход которого соединен с выходом блока задержки 3, а выход - через блок ограничения 19 соединен 26593 ас задающим входом пропорциональногорегулятора 20, второй вход которогосоединен с датчиком расхода реагента 2, а выход - с регулирующим клапаном 21.5Выход блока вычисления солености 4 соединен с первым входом сумматора 22, второй вход которого соединен с задатчиком солености 1 1, авыход через потенциометр 23 и блокограничения 24 соединен.с задающимвходом пропорционального регуляторарасхода воды 9, второй вход которогосоединен с датчиком расхода промтвочной воды 8. Выход регулятора 9соединен с регулирующим клапаном 25.Устройство для вычитания солености нефти (рис. 2) содержит блок ум-,ножения 26, оба входа которого соединены с датчиком расхода реагента,а выход через потенциометр 27 - с20первым входом сумматора 28, второйвход которого соединен через потенциометр 29 с входами блока умножения26, а третий вход с выходом потенциометра 30.Входы потенциометров 31 и 32 подключены к датчику расхода сырой нефти, вход потенциометра 33 - к датчику влажности нефти, вход потенциометра 34 - к датчику расхода промывочной воды. Выходы перечисленных потенциометровподключены к первому,второму и третьему входам соответственно сумматора 35, выход которого 35 соединен с первым рйодом сумматора36. Выход потенциометра 32 соединенс первым входом .блока .умножения 37,второй вход которого подключен кдатчику расхода реагента. Выходы 40 блока умножения 37 и сумматора 28 соединены со вторым и третьим входамисумматора 36,соответственно, входкоторого подключен к блоку вычисления солености нефти.45 Устройство для автоматическогоуправления работает следующим образом.Сигнал с датчика расхода реагента ч р (фиг. 2) поступает на блок 50 задержки 3, который осуществляет задержку его на время Р, . С выхода блока задержки сигнал поступает на первый вход блока вычисления солености4 и на первый вход, сумматора 18. На 55 второй вход блока солености 4 поступает сигнал с датчика расхода 5,поступающей в отстойник нефти равныйна третий вход - сигнал с дат93 брегулятора 20 поступает сигнал,твфравный, с датчика расхода реагента 2. С выхода регулятора .20 наклапан расхода реагента 16 поступает управляющий сигнал равный е =6Э ярЭ 1пех80 л 1-л г 6 р, Пропорциональный регуХрлятор 20 осуществляет регулированиепо закону:1 г =е(.) 1. Сумматор 22 осуществляет сложение сигнала, равного б, с сигналом, поступающим свыхода блока вычисления солености 45со знаком (-). Полученный на выходесумматора 22 сигнал, равный 6 б,поступает на вход потенциометра 23,где реализуется его умножение напостоянный коэффициент 1/05. С выхода потенциометра 23 сигнал равныйй.У(9-5) =6, поступает на входблока ограничений 24, где сравнивается с сигналом, равным максимально допустимому расходу промывочнойВОДЫ 6 лл Ллл е ЕСЛИ Йр 6 ллгт 1 рх л то Свыхода блока ограничения 24 на задающий вход пропорционального регулятора 9 поступает сигнал, равныйв противном случае - сигнал,равный ,На второй вход регулятора 9 поступает сигнал, равньп ь , с датчитеека расхода промывочной воды, С выхода регулятора 9 управления сигналрассогласования поступает на клапан расхода промывочной воды 25.Сигнал, равный расходу реагентапоступает на два входа умножения 26, на вход потенциометра 29 и -на первый вход блока умножения 37,Блок умножения 26 осуществляет возвеение лр в квадрат, выходной сигналравный б , поступает на вход потенциометра 27, который осуществляетего умножение на постоянный коэффициент д 2, С выхода потенциометра 272сигнал, равный б , поступает наервый вход сумматора 28, на второйвход которого поступает сигнал с вы ода потенциометра 29, равныйОл 4 рна третий - сигнал с выхода потениометра 30, равный постоянному коэфициенту д . Сумматор 28 осуществлят сложение поступающих сигналов.уммарный сигнал, равный д +а С +20 л 1,с выхода сумматора 28 поступат на первый вход сумматора 36Сигнал, равный расходу "ырой нефи ( , поступает на вход потенциоетра 31, где происходит его умноже 35 50 5 11265чика влажности нефти 6, равный н,.на четвертый вход - сигнал с выходаблока задержки 7,равный задержанному на время г сигналу с датчика расхода промывочной воды 8, поступающейв отстойник. С выхода блока солености 4 сигнал, равный солености нефти5, поступает на первый вход сумматора 10, на второй вход которого поступает сигнал, равный заданному значению солености Б со знаком (-). Свыхода сумматора 10 сигнал, равный5-б, поступает на первый вход блокаумножения 12. Сигнал, равный расходу реагента, задержанный на времяс выхода блока задержки 3 поступает на вход потенциометра 15 гдеосуществляется его умножение на пос- .тоянный коэффициент 2 д . С выхода потенциометра 15 сигнал, равный (2 а х2С 1 р) поступает на первый вход сумматора 13, на второй вход которогопоступает сигнал с выхода потенциометра 14, равный постоянному коэффициенту г , а на третий вход - 25сигнал с выхода потенциометра 16,равный Оьб.Сумматор 13 реализует сложениепоступающих сигналов, С выходасумматора 13 сигнал, равный а +2 а 6с гр ЗО оеб, поступает .на второй вход блока умножения 8, который осуществляет его умножение на сигнал, равныйб. С выхода. блока умножения 12СИГйаЛ, раВНЫй (5-6 )(Слл+2 СЗ 2 С + аь), поступает на вход потенциометра 17, где реализуется его умножение на постоянный коэффициент(2%) С выхода потенциометра 17 сиг-3140нал, равный Ъ - со знаком (-)дЭлль-л гхрпоступает на первый вход сумматора18, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока за-держки 3, равньпВ сумматореО4518 происходит сложение поступающих п сигналов. Суммарный сигнал, равныйО- -л 31х- -Ъ - с выхода сумматорар хъ ЭС л-лахр Ц18 поступает на вход блока ограни- ф чений 19 где сравнивается с сигна- е лом, равным максимально допустимому С расходу химреагентар . Если Ц ртС то на задающий вход ре е гулятора 20 поступает сигнал, равный С р ,р, В противном случает сигнал, равный бр . На второй вход м7. 112 ние на постоянный коэффициент а 4, на вход потенциометра 32, где умножается на стный козффициент бС выхода потенциометра 31 сигнал равныйр 4 С,.поступает на первый вход сумматора 35, на второй вход которого поступает сигнал с выхода потенциометра 33, равный проивведенню поступающего на его вход сигна ла с датчика влажности нефти М и постоянного коэффициента 0. Сигнал с датчика расхода промывочной воды Д Е поступает на вход потенциометра 34, где реализуется его умножение на постоянный коэффициент а. С выхода потенциометра 34 сигнал равный д, поступает на третий вход сумматора 35 Последний осуществляет сложение поступающих сигналов Суммарный сигнал с выхода сумматора 6593 835, равныйб 4 й+а,Чц +абв, поступает на второй вход сумматора 36,С выхода потенциометра 32 сигналравныйа 4, поступает на второй вход блока умножения 37, который реализует умножение поступающих сигналов, - и с выхода сигнал, равныййь 1 нСЯр ф поступает на третий вход сумматора 36.Сумматор 36 реализует сложение по О поступающих сигналов, в результатечего на его выходе получается сигнал равный солености нефти 5 =до+ФФаС хр+62 хр+азюн+Р 46 н+06 в+аббн хрИспользование предлагаемого уст-15 ройства позволяетсократить расходреагента и улучшить качество обработ" ки нефти. Кроме того, использование устройства позволит устранить необ.ходимость в проведении сложных лабо О раторных анализов с целью опреде-,ул.П Составитель А.ПоРедактор Т.Колб Техред Т.фанта Заказ 8637/19 Тираж 488 По ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушская