3.Приборы контроля и управления технологическими процессами нгк

Установки подготовки нефти и газа перед отправкой их на хранение требуют контроля следующих параметров (смотри функциональные схемы АСУТП установок подготовки нефти и газа на промыслах):

- температура продукта;

- давление в аппарате;

- уровни нефти, нефтяных смесей, воды, катализатора;

- расход нефтепродуктов;

- состав и свойства нефтегазоводяных смесей.

В системах перегонки нефти и газа, а также на установках переработки нефти и газа контро-

лируется та же совокупность технологических параметров.

3.1. Приборы для контроля температуры.

Согласно принципу действия все приборы для контроля температуры делятся следующим образом:

• термометры расширения,

• манометрические термометры,

• термоэлектрические термометры (термопары),

• термометры сопротивления,

• пирометры излучения.

Первые четыре прибора приведенной группы называются контактными датчиками, так как

чувствительный элемент находится в непосредственном контакте с измеряемой средой. Пирометры

относятся к неконтактным датчикам, которые непосредственно не касаются измеряемой среды и не

оказывают влияние на тепловое поле контролируемого объекта.

3.1.1. Термометры расширения используют эффект теплового расширения специальной термометрической жидкости (ртуть, спирт, органические жидкости). Основной диапазон измерений

составляет -90⁰С . В отдельных случаях:

Приборы, использующие различие коэффициентов линейного расширения твердых тел,

называются дилатометрическими или биметаллическими термометрами. Диапазон измеряемых температур:

3.1.2. Манометрические термометры работают на эффекте зависимости давления жидкости (ртуть, спирт и др.), газа (азот ) или парожидкостной смесит в замкнутом объеме от температуры. Выпускаются манометрические термометры: - показывающие, - самопишущие, - электроконтактные, с выходным пневматическим сигналом, с унифицированным сигналом

( ).

Диапазон измерений: - жидкостных - газовых .

3.1.3, Термоэлектрические термометры (термопары) работают на эффекте немецкого физика Зеебека, открытого в 1821 году, согласно которому в цепи, составленной из двух разнородных проводников, места соединений которых находятся при разных температурах , возникает

электрический ток. Проводники, образующие термопару, называются термоэлектродами. Место соединения, расположенное в измеряемой среде, называется горячим спаем. Место соединения, находящееся при постоянной и известной температуре, называется холодным спаем. Э.Д.С. термо-

пары . Если то .

(Эффект Пельтье-Томпсона). Эта зависимость называется номинальной статической характеристикой (НСХ) термопары, которая определяется ГОСТ-Ом (Гост Р8.585-2001). Характеристики наиболее известных термопар приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Обозначение термопары	Материал электродов		Диапазон измерения, ^0С	Термо э.д.с., мВ
	Положительный	Отрицательный
ТПП (платина-платина)	87%Pt + 13%Rh	Pt	-50 1768	-0,226..21,101
ТПР (платина-родий)	70%Pt +30%Rh	94%Pt + 6%Rh	0 1820	0….13,82
ТЖК (железо-константан)	Fe	55%Cu +45% Ni, Mn, Fe	-210 1200	-8,095…69,553
ТХКн (хромель-константан)	90,5%Ni + 9,5%Cr	55%Cu +45% Ni, Mn, Fe	-270 1000	-9,835…76,373
ТХА (хромель-алюмель)	90,5%Ni + 9,5%Cr	56%Cu +44%Ni	-200 800	-9,488…66,466
ТМК (медь-копель)	Cu	56%Cu +44%Ni	-200 100	-6,154…4,722
ТВР (тугоплавкая, вольфрам-рениевая)	95%W +5%Re	80%W +20%Re	0 1800 0 2500	0…27,232 0…33,015

В зависимости от материала термоэлектродов принято классифицировать термопары следующим образом:

- термопары из благородных металлов (ТПП, ТПР);

- термопары из неблагородных металлов (ТЖК, ТХК_н, ТХА ТМК);

- термопары из тугоплавких металлов (ТВР).

Конструкция термопары включает: термоэлектроды, изоляционные бусы, защитную арматуру (чехол).

Для поддержания используется подключение термопар через компенсационные провода (сечение 0,5…2,5мм²). Марки компенсационных проводов: ПТВ-МК, ПТВО-МК, ПТВ-ХК, ПТВ-ХА, ПТВО-ХА, ПТВ-М.

Для компенсации изменений температуры холодного спая термопар используется мостовая схема включения термопары с терморезистором в одном из плеч моста.

Для получения унифицированного выходного токового сигнала используются нормирующие преобразователи, встраиваемые в клеммную головку термопары. В нормирующем

преобразователе сигнал термопары усиливается входным усилителем, затем с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) преобразуется в цифровой сигнал. В цифровой форме сигнал

корректируется в соответствии со значением температуры холодного спая, линеаризуется, а далее

через цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) преобразуется в аналоговую форму (0/4-20мА или 0…10В). Для всех этих звеньев используется внешний источник питания.