Математична модель системи керування процесом двоступеневої сепарації нафти

Abstract

Процес сепарації є важливим етапом при підготовці нафти до транспортування її магістральними трубопроводами до споживачів. Для відділення газу від нафти використовують герметизовані системи сепарації. Для синтезу ефективних систем автоматичного керування процесом сепарації необхідно створити математичні моделі у термінах «вхід-вихід». Аналіз літературних джерел показав, що такі моделі створені лише для окремих апаратів. При двоступеневій сепарації відбувається взаємозв’язок і взаємовплив між процесами першої і другої ступені сепарації. Виходячи із закону збереження кількості речовини, отримана математична модель двоступеневого процесу сепарації у просторі змінних стану з координатами – тиски та рівні в сепараторах першої і другої ступені, які є функціями командних сигналів регуляторів рівня і тиску. Крім того отримана математична модель враховує дію збурень на процес сепарації, які є наслідком дії на об’єкт цілого ряду фізичних величин з боку середовища. Отримана математична модель може служити основою для синтезу ефективних систем керування процесом двоступеневої сепарації.

The process of separation is an important stage in the preparation of oil for transportation of its main pipelines to consumers. For the separation of gas from oil used sealed separation systems. To synthesize effective systems of automatic control of the separation process, it is necessary to create mathematical models in terms of "input-output". The analysis of literary sources showed that such models were created only for separate devices. In the two-stage separation there is a relationship and mutual influence between the processes of the first and second stages of separation. Proceeding from the law of conservation of the amount of matter, we obtained a mathematical model of a two-stage separation process in the space of state variables with coordinates - vices and levels in the separators of the first and second stages, which are functions of the command signals of the regulators of level and pressure. In addition, the resulting mathematical model takes into account the effect of perturbations on the separation process, which is a consequence of the action on the object of a number of physical quantities on the part of the medium.The obtained mathematical model can serve as the basis for synthesis of effective systems of control of the process of two-stage separation.