摘 要: 在煤層氣脫水裝置中，三甘醇重沸器溫度是一個(gè)關(guān)鍵控制參數。針對三甘醇重沸器加熱爐燃料氣供氣管路，設計了一種溫度變送器控制系統，該系統包括溫度變送器、電磁閥、繼電器、上位機、采集卡件、控制線(xiàn)路等; 改進(jìn)了原來(lái)由儀表風(fēng)控制閥門(mén)啟閉對溫度控制的不準確性。本文對實(shí)驗裝置的搭建和上位機硬件電路做了詳細說(shuō)明。該裝置具有實(shí)時(shí)監測、調節準確等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)測試該系統具有良好的穩定性和控制精que度，抗干擾能力強。

1 溫度變送器控制系統原理

本系統采用控制加熱爐燃料氣供氣量的方式來(lái)調節加熱爐的熱量，進(jìn)而控制重沸器中三甘醇的溫度。

該溫度自控系統屬于煤層氣集輸處理領(lǐng)域，主要包括溫度變送器、電磁閥、繼電器、上位機、電源線(xiàn)、控制線(xiàn)，控制系統元件采用電子式，檢測元件為溫度變送器，調節元件為電磁閥，執行機構為繼電器，邏輯換算由 PC 上位機程序完成。具體通過(guò)在三甘醇加熱爐主火管線(xiàn)上設置控制電磁閥，然后利用上位機對其發(fā)出開(kāi)關(guān)指令，實(shí)現加熱爐主火的開(kāi)啟和關(guān)閉; 而上位機是通過(guò)三甘醇重沸器溫度變送器上傳的數據，根據預先設定的開(kāi)關(guān)值而進(jìn)行發(fā)送指令，進(jìn)而實(shí)現了重沸器溫度精que地控制在198℃ ～200℃ 之間。圖 1 為 “溫度變送器 + 電磁閥”的電子調節方式設想控制流程。

避免溫度過(guò)高，達到 204℃ 會(huì )將三甘醇燒變質(zhì)，如果過(guò)低，低于 190℃，又達不到三甘醇富液再生為貧液的目的，不斷循環(huán)的貧液濃度需要達到99. 98%，所以需要將循環(huán)至重沸器的三甘醇富液中的水分快速徹底的蒸發(fā)出去，達到生產(chǎn)目的。以往，煤層氣脫水裝置重沸器溫度基本上采用的都是 “溫控器 + 溫控閥”的機械調節方式，存在機械元件老化快和控制不夠精que的問(wèn)題。其中溫控器的工作原理就是利用雙金屬變形的原理檢測并控制儀表風(fēng)的通斷，儀表風(fēng)控制溫控閥的啟閉，進(jìn)而達到控制燃料氣主火氣源的大小，即加熱爐熱量的大小，達到控制重沸器內三甘醇溫度的目的。圖

2 為機械調節方式邏輯框圖。

在再生爐燃料氣的主火管線(xiàn)上加裝一臺電磁閥，通過(guò)上位機與重沸器溫度變送器 (TＲY/PＲG/4 －20mA/10 － 30DC/LH2MS) 之間形成一個(gè)閉環(huán)控制，達到精que調節重沸器溫度的目的。為了避免三甘醇溫度過(guò)高或過(guò)低，將原有的 “溫控器 + 溫控閥”的調節方式改造為 “電磁閥 + 變送器”的調節方式。當三甘醇再生撬在運行過(guò)程中，當溫度變送器檢測到重沸器溫度達到 200℃以后，由上位機的控制程序對電磁閥發(fā)出 “關(guān)閉”的指令，電磁閥便切斷再生爐主火氣源，僅剩母火保持再生爐不滅，這時(shí)再生爐為 “小火”模式，在此模式下重沸器的溫度是緩慢下降的。當溫度變送器檢測到重沸器溫度下降到 198℃時(shí)，由上位機的控制程序對電磁閥發(fā)出 “打開(kāi)”的指令，電磁閥便打開(kāi)再生爐主火氣源，這時(shí)再生爐為 “大火”模式，在此模式下重沸器溫度不斷升高。如此循環(huán)，確保重沸器內三甘醇的溫度保持在 198℃ ～ 200℃ 之間。圖 3 為溫度自動(dòng)控制模式邏輯框圖。

溫度自控系統常用于油氣田內原油加熱爐、水加熱爐、再生介質(zhì)加熱爐的溫度調節。目前，常用的溫度自控系統主要用于再生介質(zhì)加熱爐燃料氣量的控制，從而達到控制再生介質(zhì)溫度的目的。

隨著(zhù)煤層氣處理中心處理氣量的不斷增加，由原來(lái)的 200 多萬(wàn) m 3 /d 增加到 300 多萬(wàn) m 3 /d，調節溫度的工作量也隨之增加。而油氣田常用的溫度自控系統只能將溫度波動(dòng)控制在正負 10℃ 以?xún)�，不能�?shí)現將溫度波動(dòng)精que的控制在正負 2℃以?xún)取?/div>