Приборы для измерения расхода методом переменного перепада давления

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО

«УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

НЕФТЯНОЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине: Основы автоматизации и АСУ в разработке нефтяных месторождений.

 

Вариант № 22

 

 

 

 

Выполнил:

Студент группы ЗС (РС) 060800-41(к)    Огородова Г.Ф.

Проверил:         Волков А.Я.

 

 

г. Ижевск

2008г.

 

Содержание.

1.Приборы для измерения расхода  методом переменного перепада  давления.	3-5
2. Автоматизация дожимных насосных  станций.	6-8
3. Список использованной литературы	9

 

1. Приборы для измерения расхода методом переменного перепада давления.

 Метод переменного перепада давления является самым распространенным и изученным методом измерения расхода жидкости, пара и газа.

В измерительной технике сужающими устройствами являются диафрагмы, сопла и сопла Вентури.

Наиболее часто из них применяются диафрагмы, которые представляют собой тонкий диск, установленный в трубопроводе так, чтобы его отверстие было концентрично внутреннему контуру сечения трубопровода. Сужение потока начинается до диафрагмы. Затем на некотором расстоянии за ней благодаря действию сил инерции, поток сужается до минимального значения, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. Перед диафрагмой и за ней образуются зоны с вихревым движением.

I - I - сечение потока до искажения формы.

II - II - сечение в месте максимального сужения.

Рп - потери давления на трение и завихрения.

Разность давлений Р1 - Р2 зависит от расхода среды, протекающей через трубопровод. 

 

В случае использования сопла струя, протекающая через него, не отрывается от его профилированной части и поэтому Рп меньше. Еще меньше потери Рп в сопле Вентури.  

 

 

  

 

 

  

 

 Перепад давления измеряется дифманометрами. Комплект расходомера состоит из элементов:

1) сужающее устройство (Д);

2) импульсные трубки (Т);

3) дифманометр (ДМ).

В качестве дифманометров обычно используются преобразователи разности давлений типа "Сапфир".

Одним из наиболее распространенных средств измерений расхода жидкостей и газов (паров), протекающих по трубопроводам, являются расходомеры переменного перепада давления, состоящие из стандартного сужающего устройства, дифманометра, приборов для измерения параметров среды и соединительных линий. В комплект расходомерного устройства также входят прямые участки трубопроводов до и после сужающего устройства с местными сопротивлениями.

Сужающее устройство расходомера является первичным измерительным преобразователем расхода, в котором в результате сужения сечения потока измеряемой среды (жидкости, газа, пара) образуется перепад (разность) давления, зависящий от расхода. В качестве стандартных (нормализованных) сужающих устройств применяются измерительные диафрагмы,сопла. 
Вентури и трубы- Вентури. В качестве измерительных приборов применяются различные дифференциальные манометры, снабженные показывающими, записывающими, интегрирующими, сигнализирующими и другими устройствами, обеспечивающими выдачу измерительной информации о расходе в соответствующей форме и виде.

Измерительная диафрагма представляет собой диск, установленный так, что центр его лежит на оси трубопровода. При протекании потока жидкости или газа (пара) в трубопроводе с диафрагмой сужение его начинается до диафрагмы. На некотором расстоянии за ней под действием сил инерции поток сужается до минимального сечения, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. Перед диафрагмой и после нее образуются зоны завихрения. Давление струи около стенки вначале возрастает из-за подпора перед диафрагмой. За диафрагмой оно снижается до минимума, затем снова повышается, но не достигает прежнего значения, так как вследствие трения и завихрений происходит потеря давления.

Таким образом, часть потенциальной энергии давления потока переходит в кинетическую. В результате средняя скорость потока в суженном сечении повышается, а статическое давление в этом сечении становится меньше статического давления перед сужающим устройством. Разность этих давлений (перепад давления) служит мерой расхода протекающей через сужающее устройство жидкости, газа или пара.

 

2. Автоматизация дожимных насосных станций.

 

Автоматизированная система управления ДНС предназначена для применения в составе  локальных автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами на объектах нефтяной промышленности (ДНС, КНС), в условиях круглосуточной эксплуатации, отвечающих требованиям категории 3.1 исполнения УХП ГОСТ  15150 – 69 для комплексного решения следующих задач:

• Учета нефти и природного газа, воды с помощью датчиков расхода (счетчиков количества энергоносителя): датчиков перепада давления, давления температуры, различных типов со стандартными токовыми, число – импульсными и частотными выходами;
• Контроля состояния оборудования, положения исполнительных механизмов с помощью датчиков типа «сухой контакт»;
• Автоматического управления исполнительными механизмами (включить/ выключить) по любым заданным алгоритмам;
• Реализации автоматических защит, блокировок и сигнализации при возникновении аварийных и предаварийных ситуаций;
• Реализация алгоритмов регулирования исполнительными устройствами;
• Вывода любых измеренных или расчетных параметров на принтер ПЭВМ, мнемосхему, жидкокристаллическую панель, табло и т.д.;
• Регистрация (архивирование в памяти) учетных параметров;
• Ведение электронных журналов оператора;
• Ведение статистических архивов наработки исполнительных устройств и механизмов;
• Визуализация этапов прохождения технологического процесса и управления объектом с автоматизированного рабочего места оператора системы (РАМ-О), являющегося составной частью АСУ ДНС;
• Диспетчеризация, т.е выход через модем, радиоканал или по кодовому тракту  в ПЭВМ диспетчерских пунктов технологической информации об объекте управления, телеуправление исполнительными механизмами по команде оператора.

Состав аппаратуры:

 АСУ ДНС состоит из 2-х унифицированных аппаратных стоек с габаритными размерами 1800*800*400 мм, стойки устанавливаются на подставки с размерами 250*800*400 мм. Функциональное назначение стоек:

• Унифицированная управляющая стойка (СУ 1) обеспечивает управление исполнительными устройствами и механизмами ДНС, реализует алгоритмы защит и блокировок, осуществляет управление регулирующими клапанами;
• Унифицированная стойка учета нефти и газа (СУ 2) обеспечивает учет расхода нефти и газа ДНС;
• Автоматизированное рабочее место оператора системы (АРМ О) обеспечивает дистанционное управление технологическим процессом ДНС через интерфейс «человек- машина».

Программное обеспечение: в состав программного обеспечения АСУ ДНС входит ПО рабочей станции оператора, ПО аппаратных стоек. Системное программное обеспечение стоек унифицировано, различие в программах наблюдается на уровне функциональных задач. Программное обеспечение СУ 1 и СУ 2, у случае отказа АРМ О, позволяет осуществлять управление технологическим процессом ДНС с системных панелей управления аппаратных стоек.

Точность:

• основная приведенная погрешность преобразования сигналов датчиков различных типов – 0,1%;
• основная относительная погрешность расчета количества тепловой энергии и энергоносителя (газа) – не более 0,1%.

Надежность:

• средняя наработка на отказ – 15 тысяч часов;
• средний срок службы – не менее 12 лет;
• среднее время  восстановления работоспособности – не более 1 часа.

Устойчивость к внешним воздействиям:

• температура окружающей среды – от +5 до + 500С;
• относительная влажность воздуха при 300С – 90%;
• атмосферное давление – от 84 до 106,7 кПа;
• напряженность внешнего магнитного поля – 400 А/м;
• частота синусоидальной вибрации амплитудой 0,075 мм – от 10 до 57 Гц;
• частота синусоидальной вибрации ускорением 9,8 м/с2 – от 75 до 150 Гц.

 

Список использованной литературы:

1. Р.Я. Исакович, В.Е. Попадько «Контроль и автоматизация добычи нефти и газа».
2. http:// www.intma.ru/index.php?topic=4 4 – новости АСУ ПТ
3. М.В. Кулаков. Технологические измерения и приборы для химических производств.