Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






АНАЛИЗАТОРЫ СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ В НЕФТИ

 

Для установления количества воды, содержащейся в водонефтяной эмульсии, применяют диэлькометрические и спектрофотометрические влагомеры.

Принцип действия диэлькометрических влагомеров основан на использовании значительной разницы диэлектрической проницае­мости нефти (около 2,5) и воды (80), что позволяет создать прибор с высокой чувствительностью. В таком влагомере измеряется емкость конденсатора, образованного двумя электродами, опущенными в ана­лизируемую водонефтяную эмульсию.

Известно, что емкость конденсатора

где S—поверхность обкладок конденсатора; ε—диэлектрическая проницаемость среды между обкладками; d—расстояние между обкладками.

Если принять, что S—площадь электродов (обкладок конденса­тора), опущенных в анализируемую эмульсию, d—расстояние между ними неизменны, то емкость конденсатора С будет зависеть от изме­ нения ε, т. е. от изменения количества воды, содержащейся в нефти.

Исследования, проведенные рядом ученых, показали, что диэлектрическая проницаемость нефти зависит от ее фи­зико-химического состава (т. е. различ­на для разных нефтей), температуры, количества растворенного в ней газа. Поэтому однозначная зависимость ем­кости конденсатора, являющегося датчи­ком прибора, от количества воды в неф­ти может быть получена только при компенсации влияния указанных фак­торов.

Схема емкостного ;датчика влагоме­ров типа УВН для непрерывного изме­рения объемного содержания воды в по­токе нефти, питаемых от сети перемен­ного тока напряжением 220 В, приведе­на на рис. 9.8.

Корпус 4 внутри покрывается эпоксидной смолой или бакелитовым лаком для защиты его от коррозии и отложе­ний парафина. На фланце 5 монтируется внутренний электрод, длину которого можно регулировать вращением што­ка 1. К стальному: патрубку 6, укрепленному на фланце 5, с помощью кольца 7 крепится стеклянная тру­ба 3. Внутри трубы на длине 200 мм распылением наносится слой се­ребра, который является внутренним электродом 2 датчика. Вращая штурвалом шток 1, можно перемещать в электроде 2 металлический цилиндр 8, контактирующий с серебряным покрытием, настраивая таким образом влагомер на измерение содержания воды в нефтях различных сортов. В качестве внешнего электрода используется кор­пус 4 датчика.

Установка датчика в вертикальном положении обеспечивает одно­родность потока. Для компенсации влияния температуры предусмо­трен электрический термометр 9 с мостом температурной компенсации.

Диэлектрическую постоянную нефтеводяной смеси определяют по формуле Винера

где εв и εн—диэлектрические постоянные воды и нефти; Vв— объемное содержание воды в нефти.

Расход прошедшей через датчик чистой нефти находят по фор­муле

где q — мгновенный расход смеси.

Такие влагомеры рассчитаны на пределы измерения влажности 0—60% (УВН-1) и 0—3% (УВН-2).

Инфракрасный спектрофотометрический анализатор содержания воды в нефти «Фотон-П», принцип действия которого основан на за­висимости поглощения электромагнитных волн от концентрации исследуемого вещества и толщины образца, состоит из измеритель­ного преобразователя с узлом подготовки пробы, блока управления и вторичного прибора. Принципиальная схема измерительного преоб­разователя показана на рис. 9.9. В нем осуществляется измерение отношения интенсивности рассеянного излучения и интенсивности излучения в прямом пучке, прошедшем через кювету с исследуемой пробой.

Луч света от источника 3 с помощью линзы 4 параллельным пуч­ком направляется на светоделитель 6, который делит пучок на две части: одна часть направляется в рабочий канал в кювету 13, дру­гая — в сравнительный на зеркало 5. Работа в режиме сравнения позволяет исключить влияние на точность измерения нестабильности характеристик фотосопротивлений 22 и 30, электронных ламп усили­телей 17 и 31 и изменения интенсивности света источника излучения.

Обтюратор 7, вращаемый синхронным двигателем, поочередно пропускает поток излучения в один из каналов. Число секторов обтюратора и скорость его вращения подобраны так, что частота про­пускания излучения равна частоте питающего напряжения.

Излучение в рабочем канале проходит по двум оптическим кана­лам: каналу прямого излучения и каналу рассеянного излучения (из­мерительному).

В канале прямого излучения луч после светоделителя 6 направля­ется в кювету 13 через обтюратор 7 и оптический клин 8. В кювете часть излучения поглощается, часть рассеивается, часть проходит через кювету и с помощью зеркала 21 направляется на фотосопро­тивление 22. На это же фотосопротивление из сравнительного канала от светоделителя 18 с помощью линзы 20 подается опорное излуче­ние. Фотосопротивление 22 включено в цепь фазочувствительного усилителя 17. К выходу усилителя подключен реверсивный двига­тель 9, ось которого связана с оптическим клином 8.

Канал сравнительного излучения 'предназначен для поддержания постоянной интенсивности прямого излучения. При равенстве обоих потоков излучения на выходе усилителя переменное напряжение от­сутствует, электродвигатель не вращается и клин неподвижен. С из­менением интенсивности излучения прямого пучка на выходе усилите­ля появляется пульсирующее напряжение соответствующей фазы и реверсивный двигатель передвинет клин в соответствующем направ­лении. При этом восстановится прежнее значение интенсивности пря­мого излучения.

Ход лучей в измерительном канале следующий: рассеянное в кю­вете излучение собирается оптическим конденсатором 16 и с по­мощью линзы 24 направляется через оптический клин 27 на фотосо­противление 30. На это же сопротивление от зеркала 29 с помощью линзы 25 подается опорное излучение в противофазе с рабочим. Фо­тосопротивление 30 включено в цепь фазочувстрительного усилите­ля 31. К выходу усилителя подключен реверсивный двигатель 28, ось которого связана с оптическим клином 27. С осью последнего свя­зана также ось преобразователя перемещений.

Измерительный канал работает аналогично каналу прямого излу­чения. При равенстве обоих потоков оптически клин и преобразова­тель неподвижны.

Если в измерительной пробе нефти содержится вода, то появится рассеянное излучение, интенсивность которого тем больше, чем боль­ше содержание воды в нефти. Реверсивный двигатель, перемещая оптический клин, восстановит прежнее значение освещенности фото­сопротивления. При этом повернется также и ось преобразователя, с выхода которого пропорциональный перемещению сигнал поступит во вторичный прибор.

В схему измерительного преобразователя входит фотореле 1 кор­рекции фазы, управляемое фотоэлементом 10. Поток излучения на фотоэлемент направляется из сравнительного канала от светоделителя 11. Фотореле предназначено для согласования фаз коммутации потоков излучения и питающего напряжения двигателей 9 и 28.

Измерительный преобразователь конструктивно выполнен совме­стно с узлом подготовки пробы и имеет взрывозащищенное исполне­ние при использовании взрывоопасных смесей. Внутри корпуса изме­рительного преобразователя монтируется узел оптических измерений, а узел подготовки пробы крепится сверху корпуса на плите.

Вторичным прибором анализатора «Фотон-П» является прибор 26 с ферродинамическим компенсатором, самопишущий, регулирующий типа ВФС. Измерительный сигнал 1—0—1 В подается на вход при­бора с преобразователя типа ПФ-2 измерительного преобразователя. Выходной структурный преобразователь типа ПС предназначен для подачи унифицированного сигнала частотой 4—8 кГц.

Прибор имеет два диапазона измерения влажности: 0—5 и 0—1%. Основная погрешность составляет ±6% от предела измерения. Дли­тельность цикла измерения 5, 30 и 60 мин.

 

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-28

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...