Способ автоматического управления малогабаритной установкой отбензинивания газа

 

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 байпасной 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1443941

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

21) 4139920/23-26

22) 09.10.86 (46) 15.12.88. Бюл. К - 46 (71) Всесоюзный научно †исследовательский и проектный институт по переработке газа (72) В.П. Алексеев и В.Ю. Коноваленко (53) 66.012-52(088.8) (56) Технический проект блочно-комплектной установки подготовки нефтяного газа с винтовым детандером производительностью 50 м /мин. "Укргипрониинефть", 1983. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МАЛОГАБАРИТНОЙ УСТАНОВКОЙ ОТБЕНЗИНИВАНИЯ ГАЗА (57) Изобретение относится к способам управления установками подготовки нефтяного газа и позволяет повысить производительность установки по сырью и снизить удельные энергозатраты на отбензинивание газа. Спо(51) 4 В 01 D 53/00, С 05 D 27/00 соб заключается в ведении управления процессом отбензинивания газа по двум вариантам в зависимости от входных параметров. Температуру газа в сепараторе стабилизируют изменением давления на вхбде 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. При недостатке холодопроиэводительности установки температуру газа в сепараторе регулируют эа 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.

1443941

Изобретение относится к способам управления установками подготовки нефтяного газа.

Целью изобретения является повы5 шение производительности установки по сырью и снижение удельных энергозатрат на отбензинивание газа.

На чертеже представлена принципиальная схема установки с системой 10 автоматического управления, позволяющая реализовать предложенный способ.

Установка содержит сепаратор 1, холодильник 2, детандер 3, компрессор 4, электропривод 5. Система ав- 15 томатического управления содержит: датчики 6 и 7 давления, 8 температуры и 9 расхода, блок 10 извлечения квадратного корня, сумматор 11, регуляторы 12 температуры, 13 расхода, 20

14 давления, задатчики 15,16 и 17, логическое переключающее устройство (ЛПУ) 18 — микропроцессорной контроллер типа Релисконт.

Система автоматического управле- 25 ния установкой МГБУ поддерживают заданную глубину отбензинивания нефтяного газа.

Способ осуществляется следующим образом. 30

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 pery- 40 лятора 14 давления с выходом регулятора 12 температуры, третий вход ЛПУ подключается к его второму выходу, связывая при этом задатчик производительности ИГБУ по сырью 16 с каналом регулятора 13 расхода.

При первом варианте структуры системы автоматического управления на установку принимается постоянный расход сырого газа, который стабилизируется регулятором 13 расхода.

Температура в сепараторе 1 стабилизируется регулятором 12 с коррекцией по давлению в сепараторе. Корректи рующая 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 dT, достигаемого на детандере, полной и удельной холодопроизводительности 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. Ско" рость вращения в системе винтовой детандер (ВД) — ВК вЂ” асинхронный электродвигатель остается практически постоянной за счет саморегулирования, существующего в этой системе.

САУ (первый вариант) работает следующим образом.

При повышении температуры в сепараторе 1 регулятор 12 температуры уменьшает величину уставки регулятора 1 4 давления газа на входе 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, увеличиваются. Регулятор 13 расхода приводит расход газа

Цг к заданному значению, прикрывая клапан 20 на байпасе детандера 3.

Вследствие того, что при неизменном приеме газа,на установку доля потока, проходящая через байпас вин-" тового 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 опрецеленной величины Р „„„. Если в процессе регу3 14439 лирования задание регулятору 14 снижается до величины, близкой Р„ „, то это означает, что поддерживать требуемую температуру в сепараторе при данной загрузке установки по

5 сырью невозможно. При условии Р,—

P, „ E,JIID" осуществляет переключение с первого варианта структуры САУ на второй.

Величина Е, выбирается при настройке ЛПУ 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 величи- 25 нь 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. 40

Давление на входе компрессора 4 поддерживается постоянным и равным

Р„ „„, тем самым обеспечиваются наибольшая возможная степень расширенИя газа в детандере 3 и наибольшая хо45 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 отношение этого расхода к расходу газа

41

4 через детандер. B результате температура газа низкого давления и температура в сепараторе 1 понижаются.

Если в процессе регулирования по второму варианту структуры расход газа, принимаемого на установку, превышает величину заданного расхода

„,„„ (устанавливается задатчиком

16), то это означает, что холодопроизводительность установки стала достаточной для отбенэинивания 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 Ц „ „д более чем на величину Г (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 повышения 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.

1443941

Составитель Г. Кротков

Техред Л. Сердюкова

Корректор С.Шекмар

Редактор Л.Веселовская

Подписное

Заказ 6420/6

Тираж 642

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4