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油水界面測(cè)量軟件設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧資料

2024-09-05 09:54本頁(yè)面
  

【正文】 腳本程序,對(duì)采集到計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,從而實(shí)現(xiàn)油水界面的實(shí)時(shí)測(cè)量,進(jìn)而完成實(shí)驗(yàn)。 ( 3) 選擇處理數(shù)據(jù)的軟件,考慮了三種方案: ①阿爾泰數(shù)據(jù)采集卡軟件,由于上面已經(jīng)提到本試 驗(yàn)用不到數(shù)據(jù)采集卡,所以不采用這種方案。 ( 2) 關(guān)于實(shí)現(xiàn)油水界面檢測(cè)儀與 PC 的通訊,有以下兩種方案: ①通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將數(shù)據(jù)采集到 PC 中,但是由于界面測(cè)量?jī)x輸出的數(shù)據(jù)本身已經(jīng)是數(shù)字信號(hào),所以不用數(shù)據(jù)采集卡處理。 第五章, 通過(guò)編制的界面完成油水界面測(cè)量實(shí)驗(yàn)的整體過(guò)程,以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄。 第三章, 對(duì)油水測(cè)量硬件的介紹,其中包括 A36W 型油水界面測(cè)量?jī)x的概述,性能和技術(shù)指標(biāo),以及分段電容傳感器的工作原理,最后是轉(zhuǎn)換串口概述。 油水界面測(cè)量軟件設(shè)計(jì) 10 本文的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 本文主要分為以下幾個(gè)部分: 第一章, 先提出了本設(shè)計(jì)課題的背景和研究的意義,然后介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)于油水分離研究的現(xiàn)狀和油田原油的生產(chǎn)工藝 ,界面測(cè)量?jī)x的種類,最后是論文的結(jié)構(gòu)。光纖式界面檢測(cè)儀耐高壓、耐腐蝕、體積小、重量輕、抗電磁干擾、靈敏高、動(dòng)態(tài)范圍大,并且無(wú)電火花,適用于易燃易爆場(chǎng)合。 ( 7) 光纖式界 面檢測(cè)儀 圖 15 光纖液位計(jì) 自 1990 年以來(lái),光纖技術(shù)用于界面檢測(cè)的專利很多,尤以美國(guó)為最。其優(yōu)點(diǎn)是: 首先,沒有強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)部件,沒有疲勞,是無(wú)損傷性檢測(cè),壽命長(zhǎng),穩(wěn)定性好;其次,其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波的特異性好,不存在干擾; 再次,應(yīng)力波的傳播速度不變,僅取決于磁致伸縮材料,與其它因素?zé)o關(guān)。當(dāng)電流磁場(chǎng)與此浮子磁場(chǎng)相遇時(shí),產(chǎn)生波導(dǎo)扭曲的脈沖,簡(jiǎn)稱 “ 回答 ” 脈沖。在檢測(cè)儀管外配有浮子,此浮子沿測(cè)量桿隨著油水界面 的波動(dòng)而上下移動(dòng)。 射頻防護(hù)(內(nèi)置濾波器):對(duì)于來(lái)自 米( 59″)以外的其它外露傳感器,電纜油水界面測(cè)量軟件設(shè)計(jì) 9 或輸電線路功率為 5W 的射頻干擾,該變送器電路具有防護(hù)功能,即使在導(dǎo)電物料中精度不受影響 ( 6) 磁致伸縮式界面檢測(cè)儀 磁致伸縮式界面檢測(cè)儀的工作原理是磁致伸縮效應(yīng),其核心的傳感部件是美國(guó)MTS 公司發(fā)明的磁致伸縮線。 這些多參量的測(cè)量,是測(cè)量的基礎(chǔ),交流鑒相采樣器是實(shí)現(xiàn)的手 段。從電學(xué)角度來(lái)看,掛料層相當(dāng)于一個(gè)電阻,傳感器被掛料覆蓋的部分相當(dāng)于一條由無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)窮小的電容和電阻元件組成的傳輸線。 第二個(gè)問題是對(duì)于導(dǎo)電物料,傳感器絕緣層表面的接地點(diǎn)覆蓋了整個(gè)物料及掛料區(qū),使有效測(cè)量電容擴(kuò)展到掛料的頂端,這樣便產(chǎn)生掛料誤差,且導(dǎo)電性越強(qiáng)誤差越大。 第一個(gè)問題是物料本身對(duì)傳感器相當(dāng)于一個(gè)電容,它不消耗變送器的能量,(純電容不耗能),但掛料對(duì)傳感器等效電路中含有電阻,則掛料的阻抗會(huì)消耗能量,從而將振蕩器電壓拉下來(lái),導(dǎo)致橋路輸出改變,產(chǎn)生測(cè)量誤差。高頻 正弦 振蕩器輸出一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量信號(hào)源,利用電橋原理,以精確測(cè)量安裝在待測(cè)量容器中的傳感器上的導(dǎo)納,在油水界面測(cè)量軟件設(shè)計(jì) 8 直接作用模式下,儀表的輸出隨物位的 升高而增加。圖 14 為億科儀器儀表有限公司生產(chǎn)的射頻導(dǎo)納連續(xù)液位計(jì)。 ( 5) 射頻導(dǎo)納界面儀 射頻導(dǎo)納界面儀以射頻阻抗理論為基礎(chǔ),通過(guò)被測(cè)介質(zhì)呈現(xiàn)的阻抗特性反映油水界面位置,由于其具有測(cè)量范圍大、可以克服礦化度和掛油影響等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛。該裝置由 28 個(gè)傳感器組成,它們分別單獨(dú)以多種方式被激活,以避免串?dāng)_問題。該設(shè)備易于維護(hù)和安裝,是模塊化的。這里包括了 28 個(gè)高頻超聲換能器,每個(gè)傳感油水界面測(cè)量軟件設(shè)計(jì) 7 器包括感應(yīng)器和他的相應(yīng)的電子產(chǎn)品。由于液體流動(dòng)使測(cè)量設(shè)備移動(dòng),因此,這些管道內(nèi)液體將提供相應(yīng)的液位,和在儲(chǔ)油罐縱向位置的液體密度。 石油領(lǐng)域中,這種設(shè)備用于過(guò)程控制,如界面檢測(cè)設(shè)備或儲(chǔ)油罐中插入具有特殊管道的乳化液檢測(cè)設(shè)備。 整個(gè)系統(tǒng)是模塊化的由一維數(shù)組的超聲換能器組成,他們通過(guò)不銹鋼屏蔽線以鏈的方式連接到一起,嵌入式發(fā)射機(jī)是基于計(jì)算機(jī)( RISC)處理器執(zhí)行控制,數(shù)據(jù)采集,實(shí)時(shí)模式識(shí)別任務(wù)。在此提出了一種可以克服上述弊端的工業(yè)樣機(jī)超聲設(shè)備。另一個(gè)缺點(diǎn)是傳感器和內(nèi)壁之間的連接松散,較薄的油插入他們之間,使得傳感器的不能移動(dòng)。原因之一是接收超聲波的傳感器產(chǎn)生相對(duì)較弱的回波信號(hào),如果他們的分離距離超過(guò)幾米超 聲波很難到達(dá)發(fā)射器。兩種傳感器在同一水平面內(nèi)上下運(yùn)動(dòng),提供該液面的信息。在高儲(chǔ)油罐中,超聲波傳感器的角度(通常多于 3 度)所引起的誤差可以忽略不計(jì)。不過(guò),該設(shè)備沒有擴(kuò)展到工業(yè)儲(chǔ)油罐,因?yàn)槌暡ㄍㄟ^(guò)三種不同的介質(zhì)(如從硅油到金屬 U 型管的目標(biāo)液體)時(shí)將會(huì)嚴(yán)重的衰減。該器件測(cè)試通過(guò)縱向介質(zhì)面的超聲波的傳播速度,測(cè)試的位置不同,介 質(zhì)組成也不同。因此國(guó)外提出了一種新的以超聲波為基礎(chǔ),用于多層液面測(cè)量( MLLM)的硬件裝置。 油水界面測(cè)量軟件設(shè)計(jì) 6 近年以微波為基礎(chǔ)的傳感器已被用于乳化液層的檢測(cè)。 ( 4) 雷達(dá)/超聲波式界面檢測(cè)儀 該方法將超聲波發(fā)生器和接收器放入油罐中,利用超聲波在油和水中 傳播速度的不同來(lái)測(cè)量界面位置。這種方法靈敏度高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好,其中電容測(cè)試轉(zhuǎn)換電路的抗干擾性能是關(guān)鍵的。 ( 3) 電容式界面檢測(cè)儀 圖 12 容界面檢測(cè)儀 對(duì)圓柱殼金屬容器 ,在其中心豎直插入一根電極,則電極與容器壁之間就可視為一個(gè)柱型電容器。利用內(nèi)含填充液 (如硅油 )的引壓管線,能防止引壓管線堵塞,但發(fā)蘭取壓面壓力膜片仍會(huì)受到高粘度、易結(jié)晶液體的粘結(jié)和沖擊等因素的不利影響而使其壽命和測(cè)量精度降低。另外,該方法屬于間接測(cè)量方法,測(cè)量精度受液體密度的影響,而分離罐中原油密度受水份、含水率、溫度及壓力的影響會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致界面檢測(cè)出現(xiàn)誤差 。差壓式界面檢測(cè)儀完全在罐外安裝,易于維護(hù)。 ( 2) 差壓式界面檢測(cè)儀 差壓式界面檢測(cè)儀是根據(jù)壓力差原理工作的,不同界面高度會(huì)導(dǎo)致液體密度不同,儀表的兩個(gè)差壓變送器檢測(cè)到的壓差就不同。一旦鋼帶斷裂,對(duì)大型油罐而言,其維修是極其困難的,因?yàn)椴粌H需要排空罐內(nèi)液體,進(jìn)罐維修人員還面臨有毒、缺氧、黑暗、易燃易爆等惡劣處境。浮子法簡(jiǎn)單易行,有一定的精度。當(dāng)浮子隨著界面升降時(shí),彈簧馬達(dá)隨之正反轉(zhuǎn),這樣就將界面高度轉(zhuǎn)換成了馬達(dá)的轉(zhuǎn)角信號(hào) ,繼而轉(zhuǎn)變成電信號(hào)進(jìn)行處理、顯示。 這個(gè)問題一直沒有得到很好的解決。由于上述原因,在原油生 產(chǎn)過(guò)程中,原油儲(chǔ)罐油水界面的準(zhǔn)確檢測(cè)一直油水界面測(cè)量軟件設(shè)計(jì) 4 沒有很好的方法。由于原油儲(chǔ)罐油和水可以組成不同形態(tài)的油水乳化液,在界面處形成一個(gè)乳化帶,乳化帶的寬度和狀態(tài)是隨機(jī)變化的,而普通的界面儀無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量油水界面和乳化帶的寬度。 界面測(cè)量?jī)x器分類 目前油田含油廢水處理 的重要性日益受到關(guān)注與重視,污水中的油的再次分離回收以及提高污水的排放指標(biāo)已成為重要的能源問題和環(huán)境問題。目前,已有不少可以小規(guī)模應(yīng)用于特定油田的技術(shù)出現(xiàn),并且也相繼出現(xiàn)了一批專門制造這一類檢測(cè)儀器的公司,如北京創(chuàng)新思成科技有限公司、山東力創(chuàng)、蘭州科慶儀表公司等。但是,由于原油與水混合物成分的復(fù)雜性,到目前為止還沒有可以十分有效地應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各油田的產(chǎn)品推出。重力法的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)在于原油與水的界面檢測(cè)技術(shù),即油水界面檢測(cè)技術(shù)。 國(guó)內(nèi)研究狀況 在國(guó)內(nèi),由于起步比較晚,油水分離技術(shù)依然處于初始的研究階段,目前依然普遍采用傳統(tǒng)的重力油水分離方法。 90 年代中期,曼徹斯特理工大學(xué)的電子工程系成功地研制出了分段電容陣列法,這種方法的電容傳感器不但對(duì)傳感器的制作工藝要求很高,而且對(duì)安裝維護(hù)的要求也很高。這一時(shí)期的典型產(chǎn)品是美國(guó) VAREC 公司生產(chǎn)的2500 型鋼帶浮子液位計(jì)和 6500 型伺服式液位計(jì),荷蘭 NRAF 公司的 SH 型伺服動(dòng)油水界面測(cè)量軟件設(shè)計(jì) 3 力液位計(jì)等。 60 年代末至 80 年代初,國(guó)外主要研制和使用的是各種鋼帶浮子液位計(jì),大多都是對(duì)每個(gè)油罐進(jìn)行獨(dú)立安裝,現(xiàn)場(chǎng)顯示,這類儀表的主要缺點(diǎn)是機(jī)械摩擦影響了計(jì)量精度,浮子在滑動(dòng)桿上容易被敷住。 為了滿足油田現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)際需要,迫切需要結(jié)合國(guó)內(nèi)原油的特點(diǎn)和生產(chǎn)實(shí)際,將高新技術(shù)引入到原油儲(chǔ)罐內(nèi)油水界面檢測(cè)的研究開發(fā)中,研制出新型、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好的高品質(zhì)油水界面檢測(cè)儀器,從而解決目前各 種油水界面檢測(cè)過(guò)程中存在的問題,從根本上提高我國(guó)油水界面的檢測(cè)技術(shù)水平。 準(zhǔn)確地檢測(cè)油罐內(nèi)油水界面是實(shí)現(xiàn)原油分離灌自動(dòng)放水的重要保障,也是儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)管理和計(jì)算原油儲(chǔ)量的主要依據(jù),在自動(dòng)化技術(shù)中占有著重要的位置。因此,在油田原油的生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中,都要求對(duì)儲(chǔ)油罐中的油水界面進(jìn)行檢測(cè)。因此,針對(duì)國(guó)內(nèi)原油生產(chǎn)的特點(diǎn),研究出適合國(guó)內(nèi)原油的油水界面檢測(cè)技術(shù),開發(fā)出高品質(zhì)的儀器儀表,使國(guó)內(nèi)原油分離灌內(nèi)油水界面的測(cè)量技術(shù)邁入一個(gè)新臺(tái)階,具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。如今國(guó)內(nèi)許多油田依然采用原始的人工方法進(jìn)行檢測(cè),勞動(dòng)效率非常低下。在這個(gè)過(guò)程中,對(duì)原油層和水層分界面的油水界面測(cè)量軟件設(shè)計(jì) 2 檢測(cè)非常重要。因此,只有隨時(shí)將儲(chǔ)油罐中的 水排出去,才能夠充分利用儲(chǔ)油罐的容量,處理成低含水率的成品原油。而油水界面的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)對(duì)油品的含水率、污水回收及處理成本都是極為關(guān)鍵的。在聯(lián)合站,經(jīng)過(guò)計(jì)量、加熱,然后將原油送至一級(jí)沉降罐 (在 一級(jí)沉降罐內(nèi)原油常年保持在 60 ℃左右 ),經(jīng)過(guò)沉降分離后送至中間罐,經(jīng)過(guò)脫水泵脫水,再經(jīng)過(guò)二次加熱進(jìn)入二級(jí)沉降罐 (在二級(jí)沉降罐內(nèi)原油常年保持在 80 ℃左右 ),分離后的原油進(jìn)入電脫水器進(jìn)行最后的處理,達(dá)到含水率標(biāo)準(zhǔn) (﹤ %) 后,最后送到成品油儲(chǔ)罐。 在油田生產(chǎn)過(guò)程中,油水分離是原油加工中極為重要的環(huán)節(jié)。然而這種方法的缺點(diǎn)是開采出的原油的含水率一般都很高,需要采取工藝處理除去其中的氣、水和泥沙等雜質(zhì)。特別是到了油田開采的中后期,原油不能像初期開采時(shí)那樣,在巖石下受到很大的壓力自己就噴出來(lái)。然而石油從開采出來(lái)到分離、提煉,再到工業(yè)、生活的生產(chǎn)、消費(fèi)卻是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程,僅原油的開采就是一道紛繁復(fù)雜的工序。 本文通過(guò)分析了國(guó)內(nèi)外油水界面檢測(cè)技術(shù),利用原油、水、乳化液在介電常數(shù)上的不同用電容傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)原油分離罐內(nèi)油水界面的在線檢測(cè),本文詳細(xì)介紹了采用 MCGS 組態(tài)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)可視化控制的設(shè)計(jì)思想、流程,用戶登錄界面、主控制界面、設(shè)備界面、顯 示界面、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)以及運(yùn)行策略界面的編制,油水界面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程, 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄 。 ( 6) 第 1516 周,準(zhǔn)備 PPT,答辯。 應(yīng)提交:( 1)畢業(yè)實(shí)習(xí)日記、報(bào)告;( 2)開題報(bào)告;( 3) 2 萬(wàn)字符的外文翻譯和英文資料;( 4)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文,包括中文綜述、設(shè)計(jì)詳細(xì)說(shuō)明書;( 5)油水界面計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集軟件和源程序;( 6)油水界面測(cè)量實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù) ( 1) MCGS 組態(tài)軟件教程 ( 2) 型 油水界面測(cè)量?jī)x 使用手冊(cè)和相關(guān)協(xié)議 ( 3)迪陽(yáng)公司型號(hào) 為 DYUSB2020 多功能采集卡 使用光盤資料 ( 1) 第 3 周完成文獻(xiàn)綜述、 外文 翻譯 、開題報(bào)告初稿,檢查所查文獻(xiàn)資料,應(yīng)查閱 25篇以上,英文 5 篇 ( 2) 第 4 周 學(xué)生完成開題報(bào)告, 總體方案, 并 將 開題報(bào)告上傳至管理系統(tǒng),進(jìn)行開題報(bào)告答辯 ( 3) 第 7 周中期檢查 :文獻(xiàn)綜述,外文翻譯,教師指導(dǎo)記錄,學(xué)生工作日記,階段設(shè)計(jì)結(jié)果 (初步的圖紙、論文、程序、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等), 學(xué)院根據(jù)管理系統(tǒng)強(qiáng)化管理并抽查部分學(xué)生。 4. 主要內(nèi)容與要求 (含原始數(shù)據(jù)及應(yīng)提交的成果) 主要參數(shù): ( 1)采用 油水界面測(cè)量?jī)x ( 2)迪陽(yáng)公司型號(hào) 為 DYUSB2020 多功能采集卡。 院系名稱: 機(jī)械工程學(xué)院 作者簽名: 學(xué) 號(hào): 070233 2020 年 6 月 19 北 京 石 油 化 工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)任 務(wù) 書 學(xué)院(系) 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 /職稱 張寶生 / 副教授 (論文)題目 油水界面測(cè)控軟件設(shè)計(jì) : 2020 年 2 月 21 日 至 2020 年 6 月 10日 3. 課題簡(jiǎn)介 油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)迫切需要測(cè)量精度高 ,抗干擾能力強(qiáng)的油水界面監(jiān)測(cè)儀 ,現(xiàn)有的儀表均不夠理想,目前我國(guó)應(yīng)用在原油儲(chǔ)罐 (特別是一次沉降罐 ) 和污水處理中的油水界面儀不能完全滿足現(xiàn)場(chǎng)的要求,迫切需要研究 能適應(yīng)油田現(xiàn)場(chǎng)需要的油水界面檢測(cè)技術(shù)。公開級(jí)學(xué)位論文全文電子版允許讀者在校園網(wǎng)上瀏覽并下載全文。本人承諾:已提交的學(xué)位論文電子版與印刷版論文的內(nèi)容一致,如因不同而引起學(xué)術(shù)聲譽(yù)上的損失由本人自負(fù)。 本人系作品的唯一作者,即著作權(quán)人。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名: 日期: 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。對(duì)本文的研究做出重要
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