Научная статья на тему 'Установка разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объект управления по уровню жидкости'

Установка разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объект управления по уровню жидкости Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
159
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НЕФТЬ / ГАЗ / ВОДА / УСТАНОВКА / РАЗДЕЛЕНИЕ НЕФТЕВОДОГАЗОВОЙ СМЕСИ / УРОВЕНЬ / ДАВЛЕНИЕ / КОМПОНЕНТЫ / ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ / ЛИНЕАРИЗАЦИЯ / ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ / ТИПОВЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗВЕНЬЯ / OIL / GAS / WATER / INSTALLATION / SEPARATION OF NEFTEVODOGAZOVOJ MIXTURE / LEVEL / PRESSURE / COMPONENTS / DIFFERENTIAL EQUATION / LINEARIZATION / CONTROL OBJECT / THE MODEL DYNAMIC LINKS

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Жежера Николай Илларионович

Приводится вывод теоретических положений применительно к установке разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объекту управления по уровню жидкости с учетом давления газа в установке. Составлено нелинейное дифференциальное уравнение, устанавливающее взаимосвязь между уровнем жидкости в установке и массовым расходом и давлением нефтеводогазовой смеси, поступающей в установку, расходами и давлениями газа, нефти и воды, выходящих из установки разделения, объема установки, уровня жидкости в установке и площадей проходных сечений регулирующих клапанов. Проведена линеаризация составленного дифференциального уравнения и определены аналитические выражения для его коэффициентов и постоянных времени, выполнено преобразование дифференциального уравнения к операторному виду и выделение типовых динамических звеньев. Используя полученные типовые динамические звенья, составлена структурная схема установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объекта управления по уровню жидкости с учетом давления газа в установке. Установленные дифференциальное уравнение и выражения для определения коэффициентов этого уравнения позволяют проектировать и эксплуатировать цифровые системы управления установками разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты по уровню жидкости с учетом давления газа в установке.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Жежера Николай Илларионович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Installation of division of a petrowater gas mix on components as object of management on liquid level

Theoretical derivation is given in the installation Division of neftevodogazovoj mixture on the components as a liquid level control the gas pressure in the installation. Composed of non-linear differential equation, indicating the relationship between the level of liquid in the installation and mass flow and pressure of neftevodogazovoj mixture that enters the installation costs and pressures of gas, oil and water coming out of the installation, the installation volume, liquid level in the installation and a walk-through section control valves. A linearization of differential equations drawn up and defined the analytical expressions for the coefficients and of permanent time, convert the differential equation to the selection and operational model of dynamic links. Using the standard dynamic links, is a block diagram of the installation Division of neftevodogazovoj mixture on components like liquid level control object with the given gas pressure in the installation. The differential equation and the expression to determine the coefficients of the equation allow to design and operate digital control systems division of neftevodogazovoj mixture at the level of the liquid components of the gas pressure in the installation.

Текст научной работы на тему «Установка разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объект управления по уровню жидкости»

УДК 681.5:62-5 (66.011)

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

Жежера Николай Илларионович

ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»

Россия, Оренбург1 Доктор технических наук, профессор E-Mail: nik-gegera@mail.ru

Установка разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объект управления по уровню жидкости

Аннотация: Приводится вывод теоретических положений применительно к установке разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объекту управления по уровню жидкости с учетом давления газа в установке. Составлено нелинейное дифференциальное уравнение, устанавливающее взаимосвязь между уровнем жидкости в установке и массовым расходом и давлением нефтеводогазовой смеси, поступающей в установку, расходами и давлениями газа, нефти и воды, выходящих из установки разделения, объема установки, уровня жидкости в установке и площадей проходных сечений регулирующих клапанов.

Проведена линеаризация составленного дифференциального уравнения и определены аналитические выражения для его коэффициентов и постоянных времени, выполнено преобразование дифференциального уравнения к операторному виду и выделение типовых динамических звеньев. Используя полученные типовые динамические звенья, составлена структурная схема установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объекта управления по уровню жидкости с учетом давления газа в установке.

Установленные дифференциальное уравнение и выражения для определения коэффициентов этого уравнения позволяют проектировать и эксплуатировать цифровые системы управления установками разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты по уровню жидкости с учетом давления газа в установке.

Ключевые слова: Нефть; газ; вода; установка; разделение нефтеводогазовой смеси; уровень; давление; компоненты; дифференциальное уравнение; линеаризация; объект управления; типовые динамические звенья.

Идентификационный номер статьи в журнале 31TVN214

1 460018, г. Оренбург, просп. Победы, д. 13

Системы регулирования уровня нефти, уровня воды и давления газа являются основными системами управления установками разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты на станциях первичной переработки нефти. Аналоговые системы управления, которыми снабжены установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты, в настоящее время заменяются на цифровые системы управления. Разработка цифровых систем управления технологическими процессами промышленных установок с использованием микропроцессорных устройств требует более полного математического описания объектов управления [1].

В работах [2; 3; 4; 5] рассмотрены математические основы описания устройств и технологических процессов испытаний изделий на герметичность как объектов систем управления, в которые поступает смесь жидкости с газом.

Математическое описание установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты, схема которой приведена на рисунке 1, рассматривается применительно к системе регулирования уровня жидкости с учетом давления газа в установке.

7 8 9

Рис. 1. Схема установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объекта управления по уровню жидкости с учетом давления газа в установке

Установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты содержит трубопровод 1 подвода смеси нефтяного газа, нефти и воды, на котором установлен регулируемый клапан

2, емкость 3, которая в нижней части заполнена водой 4, в средней части - нефтью 5, а газ находится в верхней части 6 установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты.

Углеводородный газ отводится из установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты по трубопроводам 7 и 9 через регулирующий клапан 8, управляемый регулятором давления газа. Трубопровод 11 предназначен для отвода нефти из установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты. На этом трубопроводе устанавливается регулирующий клапан 10, управляемый регулятором уровня нефти. По трубопроводу 13 отводится вода из установки разделения нефтеводогазовой смеси, на котором устанавливается регулирующий клапан 12 системы регулирования уровня воды.

Динамика установок разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объектов управления обычно рассматривается отдельно по уровням нефти и воды и по давлению газа в установке [6]. Однако давление газа в установки разделения нефтеводогазовой смеси оказывает существенное влияние на изменение уровня жидкости, а именно: изменение уровня нефти и уровня воды. Поэтому в настоящей статье рассматривается модель установки

разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объекта управления по уровню жидкости с учетом давления газа в установке.

При рассмотрении динамики установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты по уровню жидкости принимается, что системы управления уровнем нефти и воды являются параллельно действующими системами и могут быть заменены, при рассмотрении объекта управления, одной системой, производительность которой равна сумме производительностей двух систем (общая нагрузка через объект по расходу жидкости равна сумме расходов нефти и воды).

Состояние газа, находящегося в установке разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты, описывается уравнением состояния газа [7] РУг = т Я Т, в котором Р - давление газа в установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты, Па; Уг - объем газового пространства установки, м3; т - масса газа в установке, кг; Я - газовая постоянная газа, м2с-2 °К-1; Т - абсолютная температура газа, °К. Для рассматриваемой установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты принимаем, что в уравнении состоянии газа переменными величинами являются давление Р, объем Уг и масса т. Дифференцируя уравнение состояния газа по принятым переменным от времени I, получим

Р йУР V, йР йт

г > г _ (1)

ЯТ йї ЯТ йї йї

Уравнение (1) характеризует динамику установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты по давлению газа, который находится в верхней части установки над жидкостью (нефтеводогазовой смесью) и давление газа в этом пространстве зависит от уровня жидкости. Допустим, что на поверхности нефтеводогазовой смеси установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты (рисунок 1) находится условная пластина с отверстием, через которое проходит из жидкости в газовое пространство установки газ с массовым расходом Ог. В этом случае уравнение (1) принимает вид

Р&К + V.= ^ ^ (2)

ЯТ йї ЯТ йї г 2

где Ог, - массовый расход газа, поступающего в газовое пространство из

нефтеводогазовой смеси установки разделения, кг/с; О2 - массовый расход газа, отводимый из установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты через регулирующий клапан и измеряемый расходомером [8], кг/с.

Массовый расход нефтеводогазовой смеси Осм = О1, поступающей в установку разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты, характеризуется двумя фазами: жидкостной и газовой. При теоретическом описании двухфазных течений газожидкостных смесей используют различные модели, например, модели гомогенного или раздельного течения сплошной среды.

В гомогенной модели [9, 10] смесь компонентов принимается псевдонепрерывной средой с усредненными свойствами, к которой применены обычные законы гидродинамики. Газ и жидкость в такой модели перемещаются с одинаковой скоростью, которая равна приведенной скорости. На основании этого принимается, что по трубопроводу 1 (рисунок 1) и через регулирующий клапан 2 с площадью поперечного течения Я1, м2, протекает газожидкостная смесь с массовым расходом Осм,, кг/с, причем Осм =Ож + О г , где Ож и Ог -массовые расходы жидкости и газа в нефтеводогазовой смеси, кг/с.

Для нефтеводогазовой смеси вводится массовое расходное удельное газосодержание нефтеводогазовой смеси X, которое определяют по соотношению X = Ог/Осм , и массовое

расходное удельное содержание жидкости в нефтеводогазовой смеси (1-х), определяемое по соотношению (1 - х) = Gж/ Осм.

Согласно модели гомогенного течения принимается, что удельный объем смеси складывается аддитивно из удельных объемов фаз [10]

1 х 1 - х

исм =----= Хиг + (1 - Х)иж = — +------, (3)

Р см Рг Рж

где исм ,иг ,иж - удельные объемы нефтеводогазовой смеси, газовой и жидкостной фаз этой смеси, м3/кг; рг , рж - плотность газовой и жидкостной фаз нефтеводогазовой смеси.

Массовый расход нефтеводогазовой смеси Осм =О1 через регулируемый клапан 2

(рисунок 1), учитывая принятую модель гомогенного течения, определяется по формуле [11]

О1 = М!л/2 рж (Р1- р) для течения обычной жидкости через клапаны, в которой О1

соответствует расходу нефтеводогазовой смеси Осм, а плотность жидкости Рж - плотности

нефтеводогазовой смеси рсм, определяемой по соотношению (3). В этом случае массовый

расход нефтеводогазовой смеси, поступающей в установку разделения нефтеводогазовой смеси, определяется по выражению

0см = МЛлі2Рсм(Р\ - Р) или Осм = ^

2(Р - Р)

X | (1 - х) Рг Рж

(4)

где /Л1 - коэффициент расхода нефтеводогазовой смеси через регулирующий клапан 2; ^1 - площадь проходного сечения этого клапана, м2; Р1, Р - давление нефтеводогазовой смеси до регулирующего клапана и давление в установке разделения нефтеводогазовой смеси, Па.

С учетом соотношений для х и (1-х) выражение (4) принимает вид

0см = ^1¥1

2( Р - Р)

Ог 0Ж

и1 Рж

(5)

Расход газа через клапаны может происходить с докритической или сверхкритической скоростью. Для рассматриваемых горизонтальных установок разделения нефтеводогазовой смеси, учитывая реальные перепады давлений на клапане 8 (рисунок 1) при отсутствии за ним непосредственно компрессорной установки, течение газа из установки принимается докритическим. Массовый расход газа О2, кг/с, через регулирующий клапан при докритическом течении определяется по формуле [1]

02 = И2 Р2к°{(РК ТР } , (6)

где /Л2 - коэффициент расхода регулирующего клапана отвода газа из установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты, ¥2 - площадь проходного сечения этого

клапана, м2; ка - коэффициент, определяемый по соотношению [7] по значению

коэффициента адиабаты для газа; Р, Р2 - давление газа в установке разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты, и после регулирующего клапана отвода газа из установки, Па; Я - газовая постоянная газа, м2 с"2 0 К-1; Т- абсолютная температура газа, 0К.

Массовые расходы нефти Оз, кг/с, и воды О4, кг/с, через регулирующие клапаны 10 и 12 определяются по формулам [11]:

О3 = Из ^3л/2 рн ( Р — Р3 ) , О4 = И 4 ¥4л/2 рв (Р — Р4 ) , (7)

где и3 , И4 - коэффициенты расхода нефти и воды для регулирующих клапанов 10 и 12; ¥з, ¥4 - площадь проходного сечения регулирующих клапанов отвода из установки разделения, м2; Р, Рз, Р4 - давление нефтеводогазовой смеси в установке разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты и в трубопроводах отвода нефти и воды после регулирующих клапанов, Па; рн , рв - плотность нефти и воды, кг/м3.

Площадь поверхности нефтеводогазовой смеси в установке разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты ^ м2, определяется по соотношению [2; 12]

^ = 2/д/2НЯ1 — Н2 , (8)

где Ь - длина установки разделения нефтеводогазовой смеси, м; Н - уровень нефти в установки разделения нефтеводогазовой смеси с учетом уровня воды ,м ; Я1 - радиус установки разделения нефтеводогазовой смеси.

Изменение объема нефтеводогазовой смеси в установке от изменения уровня АУсм = 5АН = 2Ь^/2НЯ1 — Н2АН или в дифференциальной форме

СУсм = 2/.л/2ЯЯ, — Н2 —. (9)

С У &

Увеличение уровня и объема нефтеводогазовой смеси в установке разделения нефтеводогазовой смеси приводит к уменьшению объема, занимаемого газом СУг, поэтому ёУсм/А = - ёУг/& и формула (9) принимает вид

СУ _ ---777 аН

■■—21,12НЯ1 — Н2---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------. (10)

Сг &

После подстановки соотношения (10) в уравнение (2) получим

Р

■(— 2Ьд/ 2НЯ1

—Н 2

сСН У с1Р

V V х +—--------= Ог — О2. (11)

ят' 4 ' аг ят аг г

Изменение массы нефтеводогазовой смеси Стсм1 Сг, кг/с, в установке разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты определяется соотношением

Ст

= Осм — Ог — Оз — О4. (12)

аг

Принимая плотность нефтеводогазовой смеси в установке разделения нефтеводогазовой смеси, равной рсм, кг/мз, получим из уравнения (12)

Су;г Рсм = Осм — О, — Оз — О4, (1з)

аг

где аУсм1аг - изменение объема, мз/с, нефтеводогазовой смеси в установке разделения нефтеводогазовой смеси.

Подставляя в формулу (13) соотношения (4), (6), (7), (9) и (11), получим

2^2НЯ — Н2 ^(Р,м -Р-1 = и,¥,л/2Рм(Р — Р) — Иг¥к}РР—Р) —

■Из¥зт/2 Рн (Р — Рз) — И 4 Рв (Р — Р4 ) —±—. (14)

ят аг

Для линеаризации нелинейного уравнения (14) обозначаем установившиеся значения переменных величин: ¥1, ¥2, ¥з, ¥4, Р1, Р, Р2, Рз, Р4, Н как: ¥10, ¥20, ¥зо, ¥40, Р10, Ро, Р20, Рзо, Р40, Но , а координаты переменных величин, выраженные через приращения и установившиеся значения, принимают вид:

¥1 = ¥10 + А¥1 ; ¥2 = ¥20 + А¥2 ; ¥з = ¥з0 + А¥з ; ¥4 = ¥40 + А¥4 ;

Р1 = Р10 + АР1 ; Р = Р0 + АР ; Р2 = Р20 + АР2 ; Рз = Рз0 + ^3 ;

Р4 = Р40 + АР4; Н = Н0 + АН; АН1 ; АР1.

Линеаризация уравнения (14) производится путем разложения его в ряд Тейлора по принятым переменным в виде частных производных, а затем вместо всех переменных параметров выполняется подстановка их установившихся значений. После линеаризации уравнения (14 ) получим

2Ц2Н0Я, — Н0 Гр„ — А1 = и,¥,^2Рсм(Рю — Р„) —

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

И2¥20Ка^ 0 дт 20 Из¥30т/2~Рн(Р0 Р30) И\¥41>72Рв(Р0 Р40) +

+ Иц/2 Рм (Рю — Р )А¥ — И2 К/0 (Р°— ^) А¥, —

И3 V2Рн (Р0 Рз0 )А¥з ^4^0 Р40 ^А¥4 +

+ И1¥ю АР1 —

1 ^2 РсМ (Рю — Р0 )

.. 17 _____Рсм_______________, 77 (2 Р0 ^20 ^___,

11^2Рсм(Р^ю—Р0; 2 20 й иятр0(Р0- Р20;

+ Из¥з0 /т—г^н—^—г + /'4^40 Р

л/2 Рн ( Р0 — Рз0 ) 4 4^2 Рв (Р„ — Р4„ )

+ И^К 2,/ЯТР0Р°Р0 — Р20) ЛР° + Из¥з^2Рн(р"н — Рзс) АРз +

АР +

+ М4

Рв

40

ДР

V а(др)

РРв (Ро - Р40) ЯТ йі

(15)

Для установившегося режима течения нефтеводогазовой смеси в установке разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты и выхода в отдельности газа и жидкости из установки уравнение (15) принимает вид

2!д/2Н0Я1 - Н,

Рп

2 ЖНо (п 1(0 йі I ЯГ

мЛ,/2Рм(Р10 - Ро) - Мр20К^р((р0--рЫ

- М3Р30 у/2Рн (Р0 - Р30 ) - И4Р4(42Рв(Р0 - Р40 ) - '

ЯТ йі

= 0.

(16)

Уравнение (16) определяет установившийся массовый расход газа и жидкости Ос, кг/с, через установку разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты, а именно

Оо = /<Ло,/2Рсм(Р10 - Ро) = М2Ко

ЯТ

+

М3Р30УІ2рн (Р0 Р30 ) М4Р40УІ2рв (Р0 Р40 ) .

(17)

Если из уравнения (15) вычесть соответствующие части уравнения (16), затем разделить обе части полученного соотношения на установившийся расход Ос с учетом его значения по формуле (17), тогда получим

2ЬН^2Н0Я - И2 ( Р

й

ЯТ

ґ ДНЛ

кН у йі

ДК1 М2 Р20 Ка Р0 (Р0 Р20) ДР2

К

10

О

ЯТ

М3К3

30

Оп

- Р п

л/2 рн ( Р0 Р30 )

ДК3 М4К4

40

К30 М2 К2 Ка

Оп

I----------------ДК

,/2Рв (Р0 - Р40) тт4- +

Р

10

К20

ДР1

(2Р0 Р20 )

К40 2(Р10 Р0) Р10

^3^30 Р

| і 2 2 а ' 0 20 / | /3 30 ш н

2(Р10 -Р0 ) О0 2^1 ЯТ(Р02 - Р0Р20 ) О0 л/2Рн (Р0 - Р30 )

+

+

М4

40

Рв

О0 л/2 Рв ( Р0 Р40 )

ДР + М2 К20 КаР20

ДР,

Р0 Оо 2^ЯТ(Р0 - Р0Р20 ) Р

■ +

20

+

^3^30 Р30

ДР

Оп

д/2 Р н (Р0 - Р30 ) Р30 О0УІ2Рв (Р0 - Р40 ^ Р40 О0ЯТ йі

,М4 К40 Р40 Рв

ДР,

^ ДР^

к Р0 У

Введем в это уравнение следующие обозначения:

^Ро = Оо ЯТ Т ■ — а ■ р Р0 = х(і); ДГІ р10 = а(і); ДК2_ К20 =й(і ); ДР = Р10 с(і > Рр Р II ( і

ДР3 Р30 = да(і); Тт К = «(і ); ДК4 т т40 = Г(і > ДН И о = ¥(і )• ДР4 Р Р40 = в (і);

(18)

см

н

р_______+ ^0. И2Р20Ка (2Р0 Р20 ) + ИзР30Рн + И4Р40рв

(19)

С учетом соотношений (19) уравнение (18) принимает вид

Тн = а(і) _ к2Ь(і) _ к3п(і) _ к4г(і) + к5С(і) + к6й(і) + к7т(і) +

йі

+ в(і) _ Т,^ _ кіХ(і). аі

(20)

В соотношениях (19) и (20) Тн и Та - постоянные времени по уровню жидкости в установке разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты и по давлению газа в этой установке, с, а к - к8 - безразмерные коэффициенты.

Из уравнения (20) следует, что на изменение уровня жидкости Тн • ёу(^)Ж в установке

разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты оказывают влияние не только общепринятые параметры проходных сечений регулирующих клапанов (рисунок 1): а() = ДЕ1 / ; Ь(г) = ДР2 / Р20; и(г) = ДР3 / Р30; г() = ДР4 / .Р40 , но и давления в

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

трубопроводах подвода и отвода рабочей среды из установки с() = Др /Р10; ё^) = ДР2 / Р20; т()= ДР3 / Р30; )= ДР4 /Р40, давление газа х() = ДР / Р0 и скорость изменения этого

давления Та • ёх(I)/в установке разделения нефтеводогазовой смеси.

После преобразования по Лапласу уравнения (20) получим

Тнвщ(8) = а(в) - к2Ь(8) - к3п(в) - к4г(8) + к5с(8) + к6ё(8) +

где ^-оператор Лапласа.

На рисунке 2 представлена структурная схема установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объекта управления по уровню жидкости с учетом давления газа в установке, составленная по уравнению (21).

+ к7 т(8) + к8 в(8) _ Та 8х(8) _ к1 х(8),

(21)

Рис. 2. Структурная схема установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объекта управления по уровню жидкости с учетом давления газа в установке

Таким образом, установлены теоретические положения применительно к установке разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объекту управления по уровню жидкости с учетом давления газа в установке. Составлено нелинейное дифференциальное уравнение, устанавливающее взаимосвязь между уровнем жидкости в установке и массовым расходом и давлением нефтеводогазовой смеси, поступающей в установку, расходами и давлениями газа, нефти и воды, выходящих из установки разделения, объема установки, уровня жидкости в установке и площадей проходных сечений регулирующих клапанов.

Проведена линеаризация составленного дифференциального уравнения и определены аналитические выражения для его коэффициентов и постоянных времени, выполнено преобразование дифференциального уравнения к операторному виду и выделение типовых динамических звеньев. Используя полученные типовые динамические звенья, составлена структурная схема установки разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты как объекта управления по уровню жидкости с учетом давления газа в установке.

Установленные дифференциальное уравнение и выражения для определения коэффициентов этого уравнения позволяют проектировать и эксплуатировать цифровые системы управления установками разделения нефтеводогазовой смеси на компоненты по уровню жидкости с учетом давления газа в установке.

ЛИТЕРАТУРА

1. Иващенко, Н. Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем: учеб. пособие для вузов. Мин-во высш. и средн. специал. образования СССР / Н. Н. Иващенко. - Изд. 4-е перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1978. -736 с.

2. Жежера, Н. И. Развитие теории и совершенствование автоматизированных

систем испытаний изделий на герметичность: дис. д-ра техн. наук: 05.13.06 / Н. И. Жежера. - Оренбург : ОГУ, 2004. - 441 с.

3. Жежера, Н. И. Математическое описание редукционных установок тепловых

электростанций и котельных агрегатов при докритическом течении водяного пара / Н. И. Жежера, В. В. Кравченко // Вестник Оренбургского государственного университета. - Оренбург : ОГУ. - 2000. - №2. - С. 106-109.

4. Жежера, Н. И. Математическое описание реактора пиролиза изношенных шин

как объекта автоматического управления по давлению газов / Н. И. Жежера, С. А. Тямкин, Г. А. Сайденова // Автоматизация и современные технологии. - М.: -2010. - №12. - С. 33-36.

5. Жежера, Н. И. Испытания с вибрацией изделий на герметичность жидкостью устройством с горизонтальной трубкой /Н. И. Жежера, Д. Р. Абубукиров // Законодательная и прикладная метрология. - М.: - 2007. - № 3. - С. 82-84.

6. Маринин, Н. С., Саватеев Ю. Н. Разгазирование и предварительное обезвоживание нефти в системах сбора / Н. С. Маринин, Ю. Н. Саватеев. -М.: Недра, 1982. - 171 с.

7. Емцев, Б. Т. Техническая гидромеханика: учебник для вузов. М-во высш. и средн. образования СССР / Б. Т. Емцев. - Изд. 2-е перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 440 с.

8. Жежера, Н. И. Теоретические положения к устройству измерения динамической составляющей расхода газа / Н. И. Жежера, Н. Г. Самойлов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - 2012. - №4 (39). - С. 47-50

9. Протодьяконов, И. О. Гидродинамика и массообмен в системах газ-жидкость / И. О. Протодьяконов, И. Е. Люблинская. -Л.: Наука, 1990.- 349 с.

10. Коган, В. Б. Оборудование для разделения смесей под вакуумом / В. Б. Коган, М. А. Харисов. - Изд. 2-е перераб. и доп. -Л.: Машиностроение, 1976.- 416 с.

11. Башта, Т. М. Машиностроительная гидравлика: справочное пособие / Т. М. Башта. - Изд. 2-е перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1971.- 672 с.

12. Жежера, Н. И. Дифференциальное уравнение реактора производства сорбента органических соединений пиролиза изношенных шин как объекта автоматического управления / Н. И. Жежера, Н. Г. Самойлов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - 2012. - №4 (39). - С. 42- 46

Рецензент: Султанов Наиль Закиевич, заведующий кафедрой систем автоматизации производства Аэрокосмического института ФГБОУ Оренбургский государственный университет, доктор технических наук.

Nikolay Zhezhera

Orenburg State University Russia, Orenburg E-Mail: nik-gegera@mail.ru

Installation of division of a petrowater gas mix on components as object of management on liquid level

Abstract: Theoretical derivation is given in the installation Division of neftevodogazovoj mixture on the components as a liquid level control the gas pressure in the installation. Composed of non-linear differential equation, indicating the relationship between the level of liquid in the installation and mass flow and pressure of neftevodogazovoj mixture that enters the installation costs and pressures of gas, oil and water coming out of the installation, the installation volume, liquid level in the installation and a walk-through section control valves.

A linearization of differential equations drawn up and defined the analytical expressions for the coefficients and of permanent time, convert the differential equation to the selection and operational model of dynamic links. Using the standard dynamic links, is a block diagram of the installation Division of neftevodogazovoj mixture on components like liquid level control object with the given gas pressure in the installation.

The differential equation and the expression to determine the coefficients of the equation allow to design and operate digital control systems division of neftevodogazovoj mixture at the level of the liquid components of the gas pressure in the installation.

Keywords: Oil; gas; water; installation; separation of neftevodogazovoj mixture; level; pressure; components; differential equation; linearization; the control object; the model dynamic

links.

Identification number of article 31TVN214

REFERENCES

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10. 11. 12.

Ivashhenko, N. N. Avtomaticheskoe regulirovanie. Teorija i jelementy sistem: ucheb. posobie dlja vuzov. Min-vo vyssh. i sredn. special. obrazovanija SSSR / N. N. Ivashhenko. - Izd. 4-e pererab. i dop. - M.: Mashinostroenie, 1978. -736 s.

Zhezhera, N. I. Razvitie teorii i sovershenstvovanie avtomatizirovannyh sistem ispytanij izdelij na germetichnost': dis. d-ra tehn. nauk: 05.13.06 / N. I. Zhezhera. -Orenburg : OGU, 2004. - 441 s.

Zhezhera, N. I. Matematicheskoe opisanie redukcionnyh ustanovok teplovyh jelektrostancij i kotel'nyh agregatov pri dokriticheskom techenii vodjanogo para / N. I. Zhezhera, V. V. Kravchenko // Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. - Orenburg : OGU. - 2000. - №2. - S. 106-109.

Zhezhera, N. I. Matematicheskoe opisanie reaktora piroliza iznoshen-nyh shin kak ob#ekta avtomaticheskogo upravlenija po davleniju gazov / N. I. Zhezhera, S. A. Tjamkin, G. A. Sajdenova // Avtomatizacija i sovremennye tehno-logii. - M.: - 2010. - №12. - S. 33-36.

Zhezhera, N. I. Ispytanija s vibraciej izdelij na germetichnost' zhidkost'ju ustrojstvom s gorizontal'noj trubkoj /N. I. Zhezhera, D. R. Abubukirov // Zakonodatel'naja i prikladnaja metrologija. - M.: - 2007. - № 3. - S. 82-84.

Marinin, N. S., Savateev Ju. N. Razgazirovanie i predvaritel'noe obezvozhivanie nefti v sistemah sbora / N. S. Marinin, Ju. N. Savateev. -M.: Nedra, 1982. - 171 s.

Emcev, B. T. Tehnicheskaja gidromehanika: uchebnik dlja vuzov. M-vo vyssh. i sredn. obrazovanija SSSR / B. T. Emcev. - Izd. 2-e pererab. i dop. - M.: Mashinostroenie, 1987. - 440 s.

Zhezhera, N. I. Teoreticheskie polozhenija k ustrojstvu izmerenija dinamicheskoj sostavljajushhej rashoda gaza / N. I. Zhezhera, N. G. Samojlov // Aktual'nye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk. - 2012. - №4 (39). - S. 47-50

Protod'jakonov, I. O. Gidrodinamika i massoobmen v sistemah gaz-zhidkost' / I. O. Protod'jakonov, I. E. Ljublinskaja. -L.: Nauka, 1990.- 349 s.

Kogan, V. B. Oborudovanie dlja razdelenija smesej pod vakuumom / V. B. Kogan, M. A. Harisov. - Izd. 2-e pererab. i dop. -L.: Mashinostroenie, 1976.- 416 s.

Bashta, T. M. Mashinostroitel'naja gidravlika: spravochnoe posobie / T. M. Bashta. -Izd. 2-e pererab. i dop. - M.: Mashinostroenie, 1971.- 672 s.

Zhezhera, N. I. Differencial'noe uravnenie reaktora proizvodstva sorbenta organicheskih soedinenij piroliza iznoshennyh shin kak ob#ekta avtomaticheskogo upravlenija / N. I. Zhezhera, N. G. Samojlov // Aktual'nye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk. - 2012. - №4 (39). - S. 42- 46

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.