Система автоматического управленияустановкой комплексной подготовкигаза

О П И С А Н И Е (п)850.182ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскикСоциалистическихреспублик(22) 3 явлено 28,11,79 (21) 2843381/23-.26снрисоедииеиием заявки М 9 вреусоеай ее 1 еет СИР ао йелам запретенй н откритнй(53) УДК 66.012- -52(088.8) Дата опубликования описания 03.08,81(54 СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯУСТАНОВКСЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА 3Изобретение относится к устройствам для авгомагического упрамения и регулирования технологических процессов и может быть использовано в газодобывающей промышленности на газовых месторождениях, обусгроеннык абсорбцнонными уста-. новками комплектной подготовки газа ( УКПГ).Известна системе автоматического управнения, содержащая регулятор влажности газа, выход которого подключен к задаюпюму входу ре улягора температуры регенерированного абсорбенга. При отило ненни влажноеги газа от эадащиа"о значения регулятор влажности нзцеияег задание регулятору температуры регенерированного абсорбента. Последний, воздействуя на исполнительный механизм, на линии подачи теплоносителя в регенератор, из меняет температуру кипения н, следовательно, концентрацию регенерированного абсорбента, В результате влажность товарного газа воссганамивается на заданном значении, Применение этой системы регу 2лирования влажности позволяет уменьшитьтехнологические затраты 11,Однако, в силу неизбежных отличий характеристик параллельно работающих УКПГ,равномерное распределение нагрузки иподдержание одинаковой влажности газа навсех УКПГ не позволяет достичь минимальных технологических затрат.Наиболее близкой по технической су 19щности к предлагаемой является системаавтоматического управления установкойподготовки газа, содержащая И (по числу абсорберов) регуляторов расхода газа,первый вход которых соединен с датчикомрасхода газа на выходной линия, а выходс исполнительным механизмом на той желинии, регулятор дамеиия газа на газосборном коллекторе, т 1 устройств дозирования абсорбента, регулятор температурырегенерированного абсорбенга, вход которого соединен с датчиком температуры налинии регенерированного абссрбента, а вы-.ход - с дополнительным механизмом налинии подачи теплоносителя в генератор,вычислительный блок, датчик расхода флегмы на линии сброса и И блоков перемножения двух ситналов, йри этом вход вычислительного блока соединен с И датчиками расхода газа, датчиком расхода флегмы и регулятором давления газа, а еговыход связан с первым входом и блоковперемножения сигналов, ко второму входукоторых подключен выход регулятора давления газа, а выход блоков перемножения 10; сигналов подсоединен. ко второму входусоответствующих регуляторов расхода газа 2 Д.Ланная система обеспечивает такоераспределение текущего отбора газа между абсорберами, при котором достигаетсяминимум влажности товарного газа, причем в зимний период времени ее применение оправдано а в летний - приводит кнеоправданным технологическим затратам, 2 оБель изобретения - экономия технологических затрат на сушку газа за счетподдержания оптимальной проиэводитвьности УКПГ,Указанная цель достигается тем, что 25система снабжена датчиком и регуляторомвлажности на выходе газа из абсорберов,датчиками расхода топливного газа и абсорбента, суммирующим блоком и регулятором производительности, при агом пер- ЗОвый вход регулятора влажности соединенс датчиком влажности, а его выход - свторым входом регулятора температуры,датчики расхода газа подключены к входусуммирующего блока, выход которого соединен с первым входом регулятора производительности и вычислительным блоком,другие входы которого связаны с датчиками расхода топливного газа, абсорбента и влажности газа, его выход подключенко вторым входам регуляторов производительности и влажности газа, а выход регуляторов производительности - ко вторымвходам регуляторов расхода газа. На чертеже дана принципиальная схема автоматической системы управления УКПГ,Система включает М УКПГ 1, подключенных выходными линиями 2 к промысловому газосборному коллектору 3, вычислительный блок 4, к первому входу которого подключен регулятор 5 давления газа, установленный на газосборном коллекторе 3. Каждая УКПГ содержит И параллельно работающих абсорберов 6, емкости 7 и 8 насыщенного регенерированного абсор-бента, теплообменник 9, регенератор 10, дефлегматор 11, сборник 12 фпегмы, довирующих устройств 13, котельную 14,йй фвыходные линии 15 газа, линию 16 регенерированного абсорбента, линию 17 топливного газа, линию 18 сброса флегмы,линию 19 подачи абсорбента, входную линию 20 газа, а также И регуляторов 21расхода газа, первый вход которых соединен с соответствующим датчиком 22 расхода на линии 15 выхода газа, а выходс исполнительным механизмом 23 на линии15, регулятор 24 влажности газа, первыйвход которого соединен с датчиком 25влажности газана выходной пинии 2, а выход - со вторым входом регулятора 26температуры, к первому входу которогоподключен датчик 27 температуры на линии 16 регенерированного абсорбента,при этом выход регулятора 26 соединенс исполнительным механизмом 28 на линии 29 подачи теплоносителя в регенератор10, датчик 30 расхода фпегмы на линии18, регулятор 31 уровня на емкости 8регенерированного абсорбента,Система содержит также на каждой УХДГ. датчики 32 расхода топливного га.за, датчик 22 расхода абсарбента, суммирующий блок 34 и регулятор 35 производительности, при этом датчики 22 расхода газа подключены ко входу суммиру- ющего блока 34, а его выход - к первому входу регулятора 35 производительности и к вычислительному блоку 4, на вход которого подключены также датчики 32 и 33 расхода соответственно ,топливного газа и абсорбента, датчик 25 влажности газа, причем выход вычислительного блока 4 подключен ко вторым входам регуляторов 35 и 24 соответственно производительности и влажности газа, а выход регуляторов 35 производительности ко вторым входам регуляторов 21 расхода газа.Система работает следующим образом.Влажный . грэ по входным линиям 20 поступает на УКПГ 1. На одном месторождении параллельно работают от 2 до 10 и более УКПГ, На УКПГ осуществляется осушка газа с целью обеспечения бесперебойности дальнейшего транспорта, Осущенный .газ со всех УКПГ 1 по выходным пиниям поступает в промысловый газосборный коллектор 3 и дапее,в магистральный газопровод и нотребитещо (йе показаны).На аждой УКПГ 1 газ поступает в параллельно работающие абсорберы 6, орошаемые припомощи позирующих устройств 13 (например, насосов)регенерированным абсорбентом (например, диэтивенгликолем).В абсорберах 6 пары влаги, содержащиесяв газе, поглощаются абсорбентом, Осушейный газ по выходным линиям 15 и 2 поступает в газосборный коллектор 3, а насыщенный влагой абсорбент из абсорберов 56 поступает в емкость 7 и далее черезтеплообменник 9 в регенератор 10, В него же по линии 29 подается теплоноситель(например,щр) вырабатываемьсй в котельной 14 в результате сжигания топливного 10газа, подаваемого по линии 17. В некоторых случаях топливный газ подается исжигается непосредственно в испарителерегенератора 10,В результате подогрем из насыщенно 15го абсорбента извлекается легколетучийкомпонент - вода, которая в виде парапоступает в дефнегматор 11, а регенерированный абсорбент по линии 16 подаетсяв теплообменник 9 и далее через емкостьго8 дозирующими устройствами 13 в абсорберы 6. Таким образом цикл подачи абсорбеыта замыкается.В дефлегматоре 11 за счет охлажде 25ния происходит конденсация паров водыво флегму, которая поступает, в емкость12 и далее одна ее часть насосом (непоказан) подается в регенератор 10, авторая - по линии 18 сброса - в промканализацию. В емкости 12, дефлегматоре,3011 ирегенераторе 10 вакуум-насосом(не показан) создается вакуум,Заданный технологический режим процесса регенерации поддерживается автоматическими регуляторами вакуума и тем -пературы верха регенератора (не покахзаны), а также регулятором 26 температуры.регенерированного абсорбента, Заданиерегулятору 26 устанавливает регулятор4024 влажность газа. Последний работаеттак: при отклонении текущей влажностиосушенного газа (измеряемой датчиком25), от заданного оптимального значения,устанавливаемого вычислительным блоком454, регулятор 24 изменяет в соответствующем направлении задание регулятору 26температуры. Этот регулятор, воздействуяна исполнительный механизм 28, изменяетподачу теплоносителя в регенератор 10 до50тех пор, пока текущая температура регеыеративного абсорбента, измеряемая датчиком 27, не станет равной заданной, Поскольку эта температура однозначно определяет компенсацию регенерированного аб 55сорбента, то фактически регулятор 24 управляет этой концентрацией. В результатеизменения концентрации регенерированногоабсорбента, поступающего в абсорберы 6 отклонение влажности осушенного газа отзаданного оптимального значения уменьшается и со временем приходит к нулю.Таким образом, регуляторы 24 и 26соответственно влажнести и температуры,обеспечивают поддержание заданной вычислительным блоком оптимальной влажностигаза на выходе УКПГ 1.Производительность каждой УКПГ 1поддерживается на заданном оптимальномзначении системой каскадного регулиромния, построенной на базе регуляторов 35и 21 ,производительности и расхода газа.Регулятор 35 производительности УКПГвоспринимает отклонение текущей проиэво.дительности УКПГ, измеренной датчикамирасхода и суммирующим блоком 34, отзаданной, устанавливаемой вычислительнымблоком 4, и изменяет заданиерегуляторам21 расхода газа до тех пор, чока последние, воздействуя на испопнительные механизмы 23, не установят суммарную производительность УКПГ, равную оптимальнойзаданной,Текущее значение расхода газа черезкаждый абсорбер 6 измеряется датчиком22 расхода и вводится в регулятор 21.Таким образом, регуляторы 35 и 21обеспечивают по)щержание оптимальнойпроизводительности УКПГ,Оптимальные заданные значения влажности и производительности каждой УКПГопределяет вычислительный олок 4 следующим образом,Известно, что основными технологическими затратами на УКПГ являются расход абсорбента и топливного газа, Гоп-.дивный газ расходуется на регенерациюнасыщенного абсорбента (ыа испарение иэнего поглощенной воды), а затраты абсорбента обусловлены его потерями при абсорбции и регенерации. При этом техно-логические затраты тем больше, чем больше количество воды, извлекаемой изгаза.В силу того, что влажность газа навходе в различные УКПГ различна, а также различны характеристики самих УКПГ,удельные технологические затраты на нихотличаются друг от друга. Поэтому суммарные технологические затраты зависятот того, как текущий отбор газа распределен между УКПГ и каком степень осушкигаза на каждой из них, Значения производительностей УКПГ и влажностей осушенного газа, обеспечивающие минимум суммарных технологических затрат, называют оп.тимальными. для их определениявычисли11 850182Таким образом, включение в состав .системы датчиков 33 и 32 расхода абсорбенга и теплоносителя, а также суммиру- эйицего блека 34 и регулятора 35 производательности и их подключение к вычислигеаьному блоку 4 позволяет уменьшитьтехнологические затраты на осушку газа,Предлагаемая система обеспечиваетгакое распределение текущей производительности промысла и заданной степени 10осушки газа между УКПГ, при которомдостигается минимум технологических затрат на подготовку газа,Экономический эффект ог использованияданной системы может быть получен газодобывающим предприятием за счет уменьшения затрат топливного газа и абсорбента ориентировочно на 2-4%. 12 20 25 ЗО формула изобретения Система автоматического управления установкой комплексной подготовки газа, содержащая регулятор давления газа на газосборном коллекторе и датчик расхо да флегмы на линии сброса, соединенные, с одними из входов вычислительного блока, датчик температуры, соединенный с первым входом регулятора температуры регенерированного абсарбента, связанного с исполнительным механизмом на линии подачи теплоносителя в регенерагор, датчики расхода, соединенные с первыми входами регуляторов расхода газа, связанных с исполнительными механизмами наЪ линиях выхода газа из абсорберов, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью кономии технологических затрат на осущку газа за счет поддержания оптимальной производительности установки, она снабжеа датчиком и регулятором влажности на выходе газа из абсорберов, датчиками расхода топливного газа и абсорбента, суммирующим блоком и регулятором производительности, при этом первый вход регулягора влажности соединен с датчиком влажности, а его выход - с вторым входом регулятора температуры, датчики расхода газа подключены к входу суммирующего блока, выход которого соединен с первым входом регулятора производительности и вычислительным блоком, другие входы которого связаны с датчиками расхода топливного газа, абсорбента и влажности газа, его выход подключен ко вторым входам регуляторов производительности и влажности газа, а выход регуляторов производительности ко вторым входам,регуляторов расхода газа.1 Источники информации,приняые во внимание Ьри экспертизе1, Истомин,. В. И. Исследование процесса регулирования осущки газа. Канд. дис., И., с. 102-109,3. Авторское свидетельство СССР позаявке Ль 2667217/26, кл. В 013353/14, 30,03,79.йИ фили Заказ 63.80/8 П Патент", г. 706 Подписвое од, уи. Проектваи