RU2065195C1

RU2065195C1 - Method of control over separation level of water-oil phases in dehydrators

Info

Publication number: RU2065195C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Логинов; А.С. Тумайкин; О.Н. Рыжевский; Е.Я. Лапига
Original assignee: Логинов Владимир Иванович
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1996-08-10

Abstract

FIELD: oil and petrochemical industries. SUBSTANCE: method is based on use of discrete level transducer and on cyclic control by discharge of water through control valve. Measurement of level of separation of phases is conducted with the aid of two-position pickup with zero zone of insensitivity. In process of each cycle there are carried out: measurement of present value of opening of control valve, of average value of opening of control valve. Degree of opening of control valve is measured at moment of change-over of specified pickup till average value is obtained. EFFECT: increased quality of control. 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам регулирования различных технологических параметров и может быть использовано в нефтяной и нефтехимической промышленности для повышения качества регулирования уровня раздела фаз в герметизированных проточных емкостях. The invention relates to methods for regulating various technological parameters and can be used in the oil and petrochemical industries to improve the quality of regulation of the level of phase separation in sealed flow tanks.

Известны регуляторы, использующие дискретные датчики контроля зоны регулирования, регулирующий орган и регулятор, обеспечивающий по сигналу с датчика определение направления изменения и изменение степени открытия регулирующего органа в этом направлении до тех пор, пока по сигналу с датчика оно не изменится на противоположное (1,2). Known regulators that use discrete sensors to control the regulation zone, the regulator and the regulator, providing a signal from the sensor to determine the direction of change and changing the degree of opening of the regulatory body in this direction until the signal from the sensor changes it to the opposite (1,2 )

Эти регуляторы отрабатывают регулирующее воздействие малой интенсивности, если регулируемый параметр находится в зоне регулирования, и интенсивность его принимается большей, если параметр выходит за пределы зоны регулирования. These controllers work out the regulating effect of low intensity if the adjustable parameter is in the regulation zone, and its intensity is taken greater if the parameter is outside the regulation zone.

В (1) эти интенсивности остаются неизменными, а в (2) они возрастают в зависимости от времени пребывания параметра вне пределов зоны регулирования. И в одном и в другом случаях задача считается решенной, если регулируемый параметр введен в зону регулирования. In (1), these intensities remain unchanged, and in (2) they increase depending on the time the parameter stays outside the control zone. And in one and the other cases, the task is considered solved if the adjustable parameter is entered into the regulation zone.

При этом интенсивности регулирующих воздействий при выходе параметра из зоны регулирования и его возвращения в эту зону оказываются соизмеримыми. At the same time, the intensities of regulatory influences when the parameter exits the regulation zone and returns to this zone are comparable.

Описанный способ регулирования не может обеспечить высокое качество регулирования из-за наличия допуска на регулирование (зоны регулирования), уменьшение которого с целью повышения точности регулирования приведет к появлению большого перерегулирования в виде незатухающих колебаний параметра с большой амплитудой. The described control method cannot provide a high quality of regulation due to the presence of a tolerance for regulation (regulation zone), the reduction of which in order to increase the accuracy of regulation will result in a large overshoot in the form of undamped oscillations of a parameter with a large amplitude.

Цель изобретения повышение качества регулирования в системах, использующих дискретный датчик параметра. The purpose of the invention is to improve the quality of regulation in systems using a discrete parameter sensor.

Сущность изобретения поясняется показанными на чертеже диаграммами изменения уровня в процессе регулирования и изменения степени открытия регулирующего органа, соответствующего переходному процессу. The invention is illustrated by the diagrams shown in the drawing level changes during regulation and changes in the degree of opening of the regulatory body corresponding to the transition process.

Принятые на чертеже обозначения: у изменение уровня; h степень открытия регулирующего органа; t время, заданное значение уровня 1, текущее значение уровня 2, текущее значение степени открытия регулирующего органа 3. Accepted in the drawing designations: u level change; h degree of opening of the regulatory body; t time, set value of level 1, current value of level 2, current value of the degree of opening of regulatory body 3.

Показанные диаграммы отражают следующие явления, происходящие в технологическом аппарате (дегидраторе) объекте регулирования. The diagrams shown reflect the following phenomena occurring in the technological apparatus (dehydrator) of the regulatory object.

Положение уровня границы фаз вода-нефть в дегидраторе определяется соотношением количества притока тяжелой фазы (воды) θ₁ и количества воды, отводимой из аппарата через регулирующий орган θ₂ (сброс). Если θ₁>θ₂ то уровень повышается, при их равенстве между собой уровень остается неизменным, а снижение его возможно при θ₁<θ₂.The position of the level of the water-oil phase boundary in the dehydrator is determined by the ratio of the amount of influx of the heavy phase (water) θ ₁ and the amount of water discharged from the apparatus through the regulatory body θ ₂ (discharge). If θ ₁ > θ ₂ then the level rises, if they are equal, the level remains unchanged, and its decrease is possible when θ ₁ <θ ₂ .

Пусть θ₁>θ₂. В результате такого возмущения в системе уровень границы раздела фаз у (см. чертеж) начнет повышаться. В момент t 0 он превысит заданное значение. Датчик уровня при этом сформирует команду, а регулятор начнет медленно открывать регулирующий орган. До давления t₁ сброс меньше притока, поэтому уровень продолжает нарастать. В момент t₁ сброс сравняется с притоком, однако из-за того, что состояние датчика при этом не изменится, продолжается процесс открытия регулирующего органа; теперь приток превышает сброс и уровень начинает снижаться. В момент t₂ уровень достигает заданного значения 1, сработает датчик уровня, фиксируя значение времени t₂.Let θ ₁ > θ ₂ . As a result of such a disturbance in the system, the level of the phase boundary y (see drawing) will begin to increase. At time t 0 it will exceed the set value. The level sensor will form a command, and the regulator will slowly open the regulator. To pressure t _{1, the} discharge is less than the inflow, therefore, the level continues to increase. At time t _{1, the} discharge is equal to the inflow, however, due to the fact that the state of the sensor does not change, the process of opening the regulatory body continues; now the inflow exceeds the discharge and the level begins to decline. At time t _{2 the} level reaches the set value 1, the level sensor will work, fixing the value of time t ₂ .

Если расход воды через регулирующий орган определяется функцией f(h), где h степень открытия регулирующего органа, обеспечивающая расход θ₂, то для равновесного состояния системы можно записать:

где h^- некоторая средняя степень открытия регулирующего органа, при которой через него за время t₂ прошел бы весь выводимый поток тяжелой фазы.If the water flow through the regulatory body is determined by the function f (h), where h is the degree of opening of the regulatory body that provides the flow θ ₂ , then for the equilibrium state of the system, we can write:

where h ^{is a} certain average degree of opening of the regulatory body, at which the entire output stream of the heavy phase would pass through it over time t ₂ .

Предположим, что величина h(t) или f(h(t)) измеряется, и интеграл, определяющий количество тяжелой фазы θ₂, может быть вычислен, то равенство (1) может быть разрешено относительно у(h):

Определяемую по (2) величину h^- можно рассматривать как степень открытия регулирующего органа, соответствующую среднему за интервал времени (θ, t₂) сбросу через него тяжелой фазы, равного притоку этой фазы за указанный интервал времени. Т.е. h можно рассматривать как состояние регулирующего органа, соответствующего условию равенства системы регулирования.Suppose that the quantity h (t) or f (h (t)) is measured, and the integral determining the amount of the heavy phase θ ₂ can be calculated, then equality (1) can be solved with respect to y (h):

Defined by (2) the quantity h ^- can be regarded as the opening degree of the regulator corresponding to the average over the time interval (θ, t ₂₎ discharge through the heavy phase, this phase is equal to the inflow over a given time interval. Those. h can be considered as the state of the regulatory body that meets the condition of equality of the regulatory system.

При реализации способа регулирования по полученной зависимости h(t) (чертеж) на временном интервале (0, t₂) с использование (2) находится среднее значение h^-. Текущее значение степени открытия регулирующего органа в момент t₂ (точка а) приводится в положение ("σ"), близкое к найденному значению h^-, со скоростью, значительно превышающей скорость изменения h на интервале времени (0, t₂).When implementing the control method according to the obtained dependence h (t) (drawing) at the time interval (0, t ₂ ) using (2), the average value of h ^{- is found} . The current value of the degree of opening of the regulatory body at time t ₂ (point a) is brought into position ("σ"), close to the found value of h ^- , with a speed significantly exceeding the rate of change of h in the time interval (0, t ₂ ).

Далее в отсутствии новых возмущений переходный процесс будет иметь вид незатухающих колебаний с малой амплитудой. При этом каждый последующий цикл регулирования протекает аналогично рассмотренному случаю и начинается в моменты срабатывания датчика уровня (t₃, t₄,).Further, in the absence of new perturbations, the transition process will take the form of undamped oscillations with a small amplitude. In this case, each subsequent control cycle proceeds similarly to the case considered and begins at the moments of operation of the level sensor (t ₃ , t ₄ ,).

Таким образом, данный способ позволяет привести систему регулирования к состоянию, близкому к равновесному за минимальное время регулирования. Thus, this method allows you to bring the regulatory system to a state close to equilibrium for the minimum regulation time.

Claims

A method for controlling the level of the oil-water phase separation in dehydrators, in which the level of the phase separation is measured with a discrete sensor, by which the degree of opening of the regulatory body is changed, characterized in that the level is measured using a two-position sensor with a zero deadband and in each regulation cycle the current the degree of opening of the regulatory body, on the basis of which determine the average value of the degree of its opening, and at the time of switching the specified sensor changing The degree of opening of the regulatory body to the obtained average value