CN101696763B - 螺旋湿式气柜气容积检测自控装置 - Google Patents

螺旋湿式气柜气容积检测自控装置 Download PDF

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一种螺旋湿式气柜气容积检测自控装置,包括气动薄膜调节阀,螺旋湿式气柜、定滑轮、滑轮组、滑轮组架、升降杆、磁控头和磁控器,在第三层螺旋湿式气柜的安全护栏内的甲板上设一个固定滑轮,在一侧护栏内垂直设有由两根管组成的滑轮组架,滑轮组的上组定滑轮并排固定在滑轮组架上,下组动滑轮并排固定在动滑轮组支撑架上,动滑轮组支架两端插在滑轮组架下部所设的长条形开口窗内,并与套在滑轮组架内的两根升降杆末端垂直焊在一起,在动滑轮组支撑架下边中部挂有加重块;在升降杆的首端焊有一根横向杆,在横向杆的末端安装有磁控头;在磁控头对面设有磁控器,磁控器的信号通过DCS控制站控制气动薄膜调节阀给气柜补气,达到自动控制气柜气容量并能实现气柜高低气容量报警的目的。

Description

螺旋湿式气柜气容积检测自控装置
一、技术领域
[0001] 本发明涉及一种天然气外输所用的螺旋湿式气柜气容积检测自控装置,保证给天 然气外输离心压缩机供气充足和运行平稳及外输压力稳定的问题。
二、背景技术
[0002] 气柜是用来调节油田伴生气峰谷气量,保证离心压缩机机平稳运行,与离心压缩 机进口并联起到缓冲作用的大型低压容器。以往,由于气柜高度只能职工凭肉眼观察来调 节操作,而人工监控有诸多弊端,一旦气柜高度超出最高警戒线又没有被及时发现,气柜将 自动放空,造成污染环境和经济损失。而低于最低警戒线时,气柜由于负压会被损坏,同时 气柜高度的大幅度变化会造成离心压缩机入口压力的变化使压缩机的排气量出现波动,影 响到下游深冷装置的压力控制进而影响整个工序的平稳进行。此外,一旦遇上浓雾天气, 职工观察气柜时,容易产生错误判断,以上种种现象给安全生产工作埋下隐患。如何实现 10000立方米气柜的实时显示并进行高度自动控制,成了多年来困扰压气站的技术难题。
三、发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种螺旋湿式气柜气容积检测自控装置,解决上述已有技术 存在的人工监控气柜的高度,人工操作补气阀易造成控制不灵,补排气不及时,使离心压缩 机工作压力不稳定的问题。
[0004] 本发明的技术方案是通过以下方式实现的:
[0005] 本发明包括气动薄膜调节阀,螺旋湿式气柜、定滑轮、滑轮组、滑轮组架、升降杆、 磁控头和磁控器,其特征在于在第三层螺旋湿式气柜的安全护栏内的甲板上设一个固定滑 轮,在螺旋湿式气柜一侧护栏内垂直设有由两根管组成的滑轮组架,滑轮组的上组定滑轮 并排固定在滑轮组架上,下组动滑轮并排固定在动滑轮组支撑架上,动滑轮组支架两端插 在滑轮组架下部所设的长条形开口窗内,并与套在滑轮组架内的两根升降杆末端垂直焊在 一起,在动滑轮组支撑架下边中部挂有加重块;在升降杆的首端焊有一根横向杆,在横向杆 的末端安装有磁控头;在磁控头对面设有磁控器,磁控器固定在一根立杆的中部;磁控器 的信号输出线与值班室的控制站DCS相联,控制站输出信号线与气动薄膜调节阀相联;钢 丝绳一端固定在第二层气柜滑轨上端的上部,另一端穿过定滑轮再对应穿过滑轮组的一个 定滑轮和一个动滑轮,逐序穿过后固定在滑轮组的与上定滑轮组平齐的滑轮组架上。
[0006] 磁控器由干簧管、电阻、变送器和导磁管组成,干簧管设置若干个、电阻与干簧管 一对一设置,并联一起,通过变送器R/A与值班室内的DCS控制站内的A/D模拟量输入卡件 把4-20mA的电信号转换为数字信号输给PID调节器路,与SV设定值比较,比较值在CRT显 示器上显示,再由D/A变成4-20mA信号进行调节,输给气动薄膜调节阀上的电气转换器,对 气动薄膜调节阀的开启或关闭行程进行调节,在对螺旋湿式气柜的控制高度下进行补气; 并联的干簧管和电阻装在导磁管内。
[0007] 螺旋湿式气柜调节控制高度设在工作中升降浮动最大的第二层气柜上,定滑轮、滑轮组和磁控器设置在第三层护栏内甲板上,钢丝绳首端固定在45°旋转轨上端的上边, 固定点与定滑轮之间钢丝绳与旋转轨平行,通过定滑轮、滑轮组和钢丝绳把第二层气柜的 旋转升降高度转换为直线升降高度,通过磁控头和磁控器转换为电信号输给DCS控制,实 旋对气柜的气容积的控制。
[0008] 把第二层气柜的上升最高点和下降到最低点的螺旋距离10米与滑轮组的动滑轮 的上升或下降距离对应设计,滑轮组设为5小组对等的定滑轮和动滑轮组合滑轮组,动滑 轮升降距离为1米,牵引5组组合滑轮组的钢丝绳为10米。
[0009] 本发明与已有技术相比具有以下优点:
[0010] 1、对气柜的气容积控制由手动控制度变为自动控制,在值班室的计算机上可清楚 看到控制高度和气容量,方便管理,并能实现气柜高低容量报警;
[0011] 2、把气柜的旋转上升或下降距离通过定滑轮和动滑轮组转换为直线上升距离,通 过磁控头、磁控器和变送器与值班室现有控制设备相结合,把4-20mA信号转化为数字信号 再转化为电信号达到计算机显示和控制调节气动薄膜调节阀的目的,结构简单,制造成本 低,便于推广;
[0012] 3、适应油田,化工和煤气输送的各种湿式气柜的控制,应用前景广阔。
四、附图说明
[0013] 图1-本发明的结构示意图
[0014] 图2-滑轮安装结构示意图
[0015] 图3-磁控器电路原理方框图
[0016] 图1、2中1-伴生气来气管 2-高压气外轮管 3-补气管 4-气动薄膜调节阀 5-水柜6-气柜7-滑轮组架8-磁控器9-滑轮组10-磁控头11-升降杆12-定 滑轮13-旋转轨14-钢丝绳15-弹簧式排气阀16-低压压缩机17-高压压缩机
[0017] 图3中DCS-控制站R/A-变送器A/D D/A-信号转换器PID-调节电路MV-输 出器a-干簧管R-电阻CRT-显示器
五、具体实施方式
[0018] 为进一步公开本发明的技术方案,下面结合说明书附图通过实施例作详细说明:
[0019] 本发明包括气动薄膜调节阀4,螺旋湿式气柜6、定滑轮12、滑轮组9、滑轮组架7、 升降杆11、磁控头10和磁控器8,其特征在于在第三层螺旋湿式气柜的安全护栏内的甲板 上设一个固定滑轮,在螺旋湿式气柜一侧护栏内甲板垂直设有由两根管组成的滑轮组架7, 滑轮组的上组定滑轮并排固定在滑轮组架上,下组动滑轮并排固定在动滑轮组支撑架上, 动滑轮组支架两端插在滑轮组架下部所设的长条形开口窗内,并与套在滑轮组架内的两根 升降杆末端垂直焊在一起,在动滑轮组支撑架下边中部挂有加重块;在升降杆的首端焊有 一根横向杆,在横向杆的末端安装有磁控头;在磁控头对面设有磁控器,磁控器固定在一根 立杆的中部;磁控器的信号输出线与值班室的控制站DCS相联,控制站输出信号线与气动 薄膜调节阀相联;钢丝绳一端固定在第二层气柜滑轨上端的上部,另一端穿过定滑轮再对 应穿过滑轮组的一个定滑轮和一个动滑轮,逐序穿过后固定在滑轮组的与上定滑轮组平齐 的滑轮组架上。[0020] 在应用本发明时要考虑螺旋湿式气柜的大小适当改变一下控制高度和参数,本发 明是在容量10000m3,压力为0. 005Mpa的螺旋式气柜试验的,该气柜由一节水柜5,三节气 柜6组成,气柜的升降是靠气的压力沿每个气柜外周所设的45°滑轨13上升或下降,无气 时三节气柜全部落到水柜中,当来气突然大优度增加时有可能三节气柜都升高到高点,对 来气量进行缓冲,保证低压压缩机16和高压压缩机17供气稳定外输稳定,当来气量在超出 气柜的最大容量时,自动打开原有的弹簧式排气阀15或水封式排气阀向外放气,象这种情 况几乎是不存在的,只不过是一种安全措施。在一般情况下只是第二节气柜升降伏度大,也 就是说只要控制好第二节气柜的升降高度就能保证气柜的正常工作,所以把本发明的螺旋 湿式气柜气容积检测自控装置安装在第三节护栏内的甲板上实施对第二节气柜升降变化 的控制。当第二节气柜从高点向下下降时,钢丝绳14在加重块的作用下沿定滑轮12,滑轮 组9与滑轮组下部的动滑轮拉着升降杆11向下移动,磁控头10(实际是一块永久磁铁)随 之向下移动,逐序打开和关闭磁控器8内的干簧管,每关闭一个干簧管,磁控器通过变送器 向值班室内的DCS控制站输入一个4-20mA的电信号,通过DCS控制站内的A/DAKAK或D/ A信号转换器,把对应的电信号转换为数字信号,输给PID调节电路与设定值比较,比较后 的确定值在CRT上显示,同时又转换为电信号输给气动薄膜调节阀上的电气转换器对气动 薄膜调节阀的开启或关闭程度,进行调节补气量的大小。在磁控器8的导磁管内装有20个 干簧管,总高度为lm,传感部分由20个标准电阻串联,每一个电阻与干簧管并联,电阻阻值 依次为1千欧姆到20千欧姆,永久磁体在不同的位置时总电阻值都有一一对应值输出。经 电阻电流转换后将不同阻值转换为与之对应4-20mA输出,即对应气柜容量2000m3-6000m3, 4-20mA经DCS模数转换送入PID控制模块作为测量值。根据给定值的数据PID调节器输 出数字信号,经数模转换器转换为4-20mA的模拟信号输出控制气动调节阀开关,从而做到 气柜高度的检测和闭环高度自动控制,气柜气容量范围为是6000m3-2000m3磁控头每位移 Icm对应气柜气容量的变化为40m3,给出的气柜气容量范围是一个气柜安全工作范围,在这 个范围内可根据伴生气来气量的大小,可在这个范围内任意在SV上设定一个补气点,比如 到3000m3时停止补气,低于2800m3开始补气,始终让气柜在安全范围内工作。
5

Claims (4)

1. 一种螺旋湿式气柜气容积检测自控装置,包括气动薄膜调节阀,螺旋湿式气柜、定滑 轮、滑轮组、滑轮组架、升降杆、磁控头和磁控器,其特征在于在第三层螺旋湿式气柜的安全 护栏内的甲板上设一个定滑轮,在螺旋湿式气柜一侧护栏内垂直设有由两根管组成的滑轮 组架,滑轮组的上组定滑轮并排固定在滑轮组架上,下组动滑轮并排固定在动滑轮组支撑 架上,动滑轮组支撑架两端插在滑轮组架下部所设的长条形开口窗内,并与套在滑轮组架 内的两根升降杆末端垂直焊在一起,在动滑轮组支撑架下边中部挂有加重块;在升降杆的 首端焊有一根横向杆,在横向杆的末端安装有磁控头;在磁控头对面设有磁控器,磁控器固 定在一根立杆的中部;磁控器的信号输出线与值班室的控制站DCS相联,控制站输出信号 线与气动薄膜调节阀相联;钢丝绳首端固定在第二层气柜滑轨上端的上部,另一端穿过定 滑轮再对应穿过滑轮组的一个定滑轮和一个动滑轮,逐序穿过后固定在滑轮组的与上组定 滑轮平齐的滑轮组架上,螺旋湿式气柜调节控制高度设在工作中升降浮动最大的第二层气 柜上,定滑轮、滑轮组和磁控器设置在第三层气柜的安全护栏内的甲板上,对三层式螺旋湿 式气柜气容积进行检测。
2.根据权利要求1所述的螺旋湿式气柜气容积检测自控装置,其特征在于磁控器由 干簧管、电阻、变送器和导磁管组成,干簧管设置若干个,电阻与干簧管一对一设置、并联一 起,通过变送器R/A与值班室内的控制站DCS内的A/D模拟量输入卡件把4-20mA的电信号 转换为数字信号输给PID调节器路,与设定值SV比较,比较值在CRT显示器上显示,再由D/ A变成电信号经输出器MV输给气动薄膜调节阀上的电气转换器对气动薄膜调节阀的开启 或关闭程度进行调节,在对螺旋湿式气柜的控制高度下进行补气;并联的干簧管和电阻装 在导磁管内。
3.根据权利要求1所述的螺旋湿式气柜气容积检测自控装置,其特征在于滑轨为45° 旋转轨,钢丝绳首端固定在第二层气柜45°旋转轨上端的上部,钢丝绳首端固定点与定滑 轮之间的钢丝绳与旋转轨平行,通过定滑轮、滑轮组和钢丝绳把第二层气柜的旋转升降高 度转换为直线升降高度,通过磁控头和磁控器转换为电信号输给控制站DCS控制,实施对 气柜的气容积的控制。
4.根据权利要求1所述的螺旋湿式气柜气容积检测自控装置,其特征在于把第二层气 柜的上升最高点和下降到最低点的螺旋距离10米与滑轮组的动滑轮的上升或下降距离对 应设计,滑轮组设为5组对等的定滑轮和动滑轮组合滑轮组,动滑轮升降距离为1米,牵引 5组组合滑轮组的钢丝绳为10米。
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