Автоматизация газораспределительной установки

 

 

Пределы допускаемой основной приведенной  погрешности ПТ должны соответствовать  значениям, указанным в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3 – Пределы допускаемой погрешности ПТ

Обозначение ПТ	Диапазон  измеряемых температур ПТ,°С	Пределы допускаемой основной приведенной  погрешности ПТ, %
		По  аналоговому сигналу	По  цифровому сигналу
Метран-286	-50… 500	±0,15	±0,15

 

3.2 Датчик избыточного давления Метран-100

Важнейший показатель работы ГРС – давление. Это параметр, который необходимо измерять, регулировать, поддерживать в процессе работы.

Датчик  Метран-100 состоит из преобразователя давления и электронного преобразователя. Конструкция датчика представлена на рисунке 2.5.

Мембранный  тензопреобразователь 3 размещен внутри основания 2. Внутренняя полость 4 заполнена кремний органической жидкостью и отделена от измеряемой среды металлической гофрированной мембраной 5, приваренной по наружному контуру к основанию 2. Полость 7 сообщается с окружающей атмосферой.

 

Рисунок 2.5 – Датчик давления Метран-100

 

Измеряемое  давление подается в камеру 6 фланца 9, который уплотнен прокладкой 8. Измеряемое давление воздействует на мембрану 5 и  через жидкость воздействует на мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб и изменение сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из сенсорного блока в электронный преобразователь 1. Полость 7 герметизирована и сигнал передается в электронный преобразователь по проводам через гермоввод 10.

На рисунке 2.6 изображена схема внешних электрических  соединений датчика Метран-100.

 

Рисунок 2.6 Схема внешних электрических  соединений датчика Метран-100

 

Функционально электронный преобразователь состоит  из аналого-цифрового преобразователя (АЦП), источника опорного напряжения, блока памяти АЦП, микроконтроллера с блоком памяти, цифро-аналогового  преобразователя (ЦАП), стабилизатора  напряжения, фильтра радиопомех и  НАRТ-модема для преобразователей. Кроме  того в электронный преобразователь  входит ЖКИ индикатор. АЦП, источник опорного напряжения и блок памяти АЦП размещаются на плате АЦП, которая объединяется с измерительным  блоком в сборочную единицу – сенсор давления. Остальные элементы функциональной схемы размещаются в корпусе электронного преобразователя.

Плата АЦП  принимает аналоговые сигналы преобразователя  давления, пропорциональные давлению и преобразовывает их в цифровые коды. Энергонезависимая память предназначена  для хранения коэффициентов коррекции характеристик сенсорного блока и других данных о сенсорном блоке.

Микроконтроллер, установленный на микропроцессорной  плате, принимает цифровые сигналы  с платы АЦП вместе с коэффициентами коррекции, производит коррекцию и  линеаризацию характеристики сенсорного блока, вычисляет скорректированное  значение выходного сигнала датчика  и передаёт его в цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Цифро-аналоговый преобразователь преобразует цифровой сигнал, поступающий с микроконтроллера, в выходной аналоговый токовый сигнал.

 

3.3 Термопреобразователь ТСМУ-205

Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом ТСМУ-205 предназначен для преобразования значения температуры различных нейтральных (агрессивных) сред в унифицированный токовый выходной сигнал.

Используются  в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в промышленных условиях.

Чувствительный  элемент первичного преобразователя (100П или 100М, для ТСМУ – К) и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь ИП в виде герметичной «таблетки» преобразуют измеряемую температуру в унифицированный токовый выходной сигнал, что дает возможность построения систем АСУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей.

В состав ИП входит компенсатор нелинейности входного сигнала и для ТСМУ -205 – компенсатор температуры «холодного спая».

Схема подключения  датчика изображена на рисунке 2.7.

 

 

Рисунок 2.7 – Схема подключения датчика ТСМУ-205

 

Технические характеристики датчика ТСМУ-205:

• диапазон преобразуемых температур 0…100°С;
• предел допускаемой основной приведенной погрешности 0,25%;
• предельное рабочее избыточное давление 20 МПа;
• показатель тепловой инерции 40 с;
• выходной унифицированный сигнал 4…20 мА;
• схема подключения 2-х проводная;
• сопротивление нагрузки до 1000 Ом;
• потребляемая мощность не превышает 0,8 ВА;
• степень защиты от воздействия воды и пыли IР54 по ГОСТ 14254;
• рабочая температура окружающей среды -30…50 (-50… 100)°С;
• атмосферное давление 84–106,7 кПа (630–800 мм рт. ст);
• относительная влажность до 95% при 35°С;

 

 

3.4 Многониточный измерительный микропроцессорный комплекс

"Суперфлоу—2ET"

 

Комплекс  многониточный измерительный микропроцессорный "Суперфлоу-2ЕT" (далее "комплекс") предназначен для:

а) автоматического  непрерывного измерения давления и температуры газа, преобразования импульсного сигнала преобразователя расхода газа и вычисление расхода и объема газа при стандартных условиях в соответствии с ПР 50.2.019-2006 с учетом условно-постоянных параметров: плотности газа при стандартных условиях, содержания азота и углекислого газа;

б) автоматического  непрерывного измерение давления, перепада давления, температуры и вычисление расхода и объема газа при стандартных условиях в соответствии с ГОСТ 8.586.(1-5)-2005 (ИСО 5167-1:2003) с учетом условно-постоянных параметров: плотности газа при стандартных условиях, содержания азота и углекислого газа. В качестве сужающего устройства используется диафрагма.

 

Рисунок 5. Внешний вид прибора  Суперфлоу 2ЕТ

 

 

Основные  метрологические характеристики комплекса

Основные характеристики	Значения
Верхние пределы преобразования перепада давлений кПа	до 248
Верхние пределы измерений: избыточного давления, кПа абсолютного давления, кПа	от 100 до 16000
Основная приведенная погрешность преобразователя перепада давления, % не более	± 0,1
Основная приведенная погрешность преобразователя давления, % не более	± 0,1
Абсолютная погрешность датчика  температуры, °С не более	± 0,3 (класс А)
Частота входного импульсного сигнала, Гц	от 0 до 5000 Гц
Диапазон измерения температуры газа, °К, (°С)	от 253 до 323 (от минус 20 до 50)
Выходные сигналы преобразователей, В	от 0,8 до 3.2
Основная относительная погрешность  комплекса по вычислению расхода, объема: - выполняющего измерения  с использованием турбинных, ротационных или  вихревых счетчиков, не более, % ± 0,3; - выполняющего измерения  с помощью стандартных СУ, при изменении перепада давления от 9 до 100% от В.П.П. (основной диапазон), не более, % ± 0,5 при изменении перепада давления от 1 до 9 % от В.П.П. (дополнительный диапазон)1, не более, %	± 0,3; ± 0,5 ± 0,5 … ± 5
Дополнительная погрешность комплекса  от изменения температуры окружающего  воздуха на каждые 100С, % не более	0,5 предела основной относительной погрешности
Диапазон изменения температуры  окружающего воздуха (кроме датчика), °С	от минус 30 до 50
Диапазон изменения температуры  окружающего воздуха для датчиков, °С	от минус 40 до 50
Напряжение питания, В	от 4,8 до 6,6
Габаритные размеры вычислителя  не более, мм	200Х160Х300
Масса вычислителя не более, кг	5
Потребляемая мощность не более, мВт	500

 

 

 

 

 

 

 

3.5 Датичик давления РТ26.1

Датчик  давления — устройство, физические параметры которого изменяются в  зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газы, пар). В датчиках, давление измеряемой среды, преобразуется  в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код.

Датчик  давления состоит из первичного преобразователя  давления, в составе которого чувствительный элемент - приемник давления, схемы  вторичной обработки сигнала, различных  по конструкции корпусных деталей, в том числе для герметичного соединения датчика с объектом и  защиты от внешних воздействий и  устройства вывода информационного  сигнала. Основными отличиями одних  приборов от других являются пределы  измерений, динамические и частотные  диапазоны, точность регистрации давления, допустимые условия эксплуатации, массогабаритные  характеристики, которые зависят  от принципа преобразования давления в электрический сигнал: тензометрический, пьезорезистивный, емкостной, индуктивный, резонансный, ионизационный, пьезоэлектрический и другие.

 

Характеристики:

• Чувствительный к изменению давления пьезоэлемент с четким выходным сигналом для точной и свободной от помех работы

• Имеет  уплотнение, изолирующее чувствительный элемент от воздействия атмосферного давления, что обеспечивает точность считывания значения абсолютного давления

• Устойчив к вибрации, пульсации и ударам

• Класс  защиты ІР 65

• Компактные размеры

• Выходной сигнал 4…20 мА

• Калиброван для специальных диапазонов температур и давлений для работы в системах кондиционирования и холодильных  установках

• Различные  варианты питающего напряжения

• Маркирован СЕ в соответствии с директивой по электромагнитной совместимости

• Стандартные  диапазоны давления, аналогичные  диапазонам датчиков предыдущей версии РТ3

 

Технические данные:

 

Рабочий ток	макс. 20 мА на выходе
Класс защиты	IP 65
Рабочая температура корпуса	-40…80°С
Температура среды	-50…135°С
Температура перевозки и хранения	-40…85°С
Срок службы датчика	5.000.000 циклов
Давление разрушения	> 150 бар
Совместимость с рабочими средами	Нельзя использовать для аммиака и воспламеняемых хладагентов!
Материал	Нержавеющая сталь 1.4435 / AISI 316L

 

Заключение

Системы автоматизации нефтегазовой отрасли немыслимы без использования  высокоточной техники. На смену обычным  датчикам пришли интеллектуальные, обладающие набором свойств, которые позволяют  значительно упростить процесс  измерения обработки параметров.

В данном отчете было рассмотрено техническое оснащение Стерлитамакского ЛПУ системами автоматизации и техническими средствами автоматизации. Система автоматического управления обеспечивают качественное управление работой ГРС во всех его режимах, а также управление технологическим оборудованием.

В отчете описана функциональная схема автоматизации, структурная схема автоматизации.

Надёжное  и качественное управление технологическим  процессом обеспечивается использованием современных датчиков с высокой  степенью надёжности резервирования, а так же резервированием.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Список использованной литературы

 

 

1.  Андреев Е.Б., Ключников А.И., Кротов А.В. и др. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа. Под ред. проф. Попадько В.Е. Учеб. пособие для вузов. -М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2008. - 399с.
2. Жила В.А. Автоматика и телемеханика систем газоснабжения. Учебник. – М.: Инфра-М, 2010. – 238с.
3. Радкевич В.В. Системы управления объектами газовой промышленности. - М.: Серебряная нить, 2004. – 440с.
4. Уровнемеры, датчики и системы контроля уровня, давления, температуры, плотности, объема, массы жидких и газообразных сред. - www.nppsensor.ru, www.promizmeritel.ru 
5. Системы топливного и противопомпажного регулирования, автоматизированного управления газоперекачивающими агрегатами, газораспределительной станцией. - www.eisystem.ru
6. http://www.new.turbinist.ru/main/news/interesting/151-gazoraspredelitelnaya-stanciya-sostav-i.html
7. www.kontel.ru/article_12.html