油气水三相流实验装置电控系统的研究

摘要

油气水三相流是多相流的一种形态，广泛存在于石油化工等工业领域中，其小型实验装置在实际应用中有重要意义。本文主要由两部分构成，其一，通过分析课题的来源确定油气水三相流装置主要存在问题及改进方案；其二，改进现有油气水三相流实验装置控制系统软硬件平台及标准表管排系统。
　　 1.分析了油气水三相流实验装置改造存在的问题，提出相应的改进方案，旨在为天津大学流量实验室提供一套能够满足课题深度和广度需求的用于模拟工况条件的实验室三相流装置。在以往的实验运行过程中水相和气相的小流量计量、控制存在一定的困难。经研究发现，现有的检测、计量、控制无法达到实验指标需求，控制柜整体布线不规范使得系统可靠性和安全性无法保障。在此背景下提出油气水三相流实验装置的改进方案。
　　 2.油气水三相流实验装置的研制，本着科学性、经济性和工艺优化性原则，完成了装置的新增标准管路设计、控制系统硬件设计和软件设计。该装置可实现油相、气相和水相流量独立调节，可实现环状流、雾状流、环雾状流、拉丝雾状流、分层流等各种湿气流动形态模拟。该装置实验介质为空气、水、柴油，实验管道口径为DN125、DN80和DN50。改进后的实验装置水相标准表小流量范围达到0.2～2 m3/d，精度达到0.35％；气相标准表小流量范围在标况下可实现3～120m3/d，精度为±1.0％。该装置的控制系统硬件采用工控机与一组数据采集卡，软件基于组态软件MCGS和VB6.0开发，界面简洁友好，整体系统调试成功，试运行稳定可靠。