原油脫水是石油生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。由于各地原油組成成分、含水率差異很大,因此各個(gè)油田采用的原油脫水方法也不盡相同。其中,電脫水是目前各大油田普遍采用的原油脫水方法之一。電脫水是在含水原油內(nèi)部建立高壓電場(chǎng),在電場(chǎng)力作用下使原油中水滴的沉降速率大大加快,最終實(shí)現(xiàn)油水分離。 本課題是針對(duì)各大油田對(duì)實(shí)驗(yàn)室使用的自動(dòng)化程度較高的小型原油電脫水系統(tǒng)的實(shí)際需求而展開的。通過(guò)閱讀大量文獻(xiàn),結(jié)合以往科研實(shí)踐,設(shè)計(jì)了一套基于單片機(jī)控制的原油電脫水系統(tǒng),進(jìn)行了如下工作: 首先,本文對(duì)各種原油電脫水方法進(jìn)行了概述,重點(diǎn)介紹了國(guó)內(nèi)外原油電脫水方法的發(fā)展?fàn)顩r。在此基礎(chǔ)上,對(duì)原油及其乳化液的物理性質(zhì)進(jìn)行了闡述,并針對(duì)原油乳化液的性質(zhì),重點(diǎn)論述了原油電脫水的脫水機(jī)理。 第二,本文利用電力電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)對(duì)原油電脫水系統(tǒng)硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與開發(fā)。此系統(tǒng)能夠進(jìn)行高壓交流與高壓直流原油脫水,具有自動(dòng)調(diào)壓、自動(dòng)恒溫、過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)等功能。 第三,本文對(duì)原油電脫水系統(tǒng)的虛擬面板進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該平臺(tái)能夠?qū)⒃兔撍^(guò)程中電極間油水混合液的電參數(shù)變化情況以曲線的形式顯示在計(jì)算機(jī)上,并能夠進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的保存、分析,為研究原油電脫水提供便利。 最后,本文利用開發(fā)出的系統(tǒng)進(jìn)行了高壓直流、高壓交流原油電脫水試驗(yàn),并對(duì)各次試驗(yàn)電極間油水混合液的電參數(shù)變化情況進(jìn)行了分析、比較,試驗(yàn)證明本原油電脫水系統(tǒng)可以應(yīng)用于各個(gè)油田對(duì)原油電脫水的科研之中。
【學(xué)位單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TP368.12
【部分圖文】：

鎖存器 (74HC373) ：由于 89C51 的 P0 口既是地址總線的低 8 位，又要做數(shù)據(jù)總線端口，這樣只能分時(shí)使用。P0 作地址總線輸出低 8 位地址后，必須由鎖存器鎖存起來(lái)，然后才能用于數(shù)據(jù)總線。譯碼器 (74HC138) ：74HC138 是 3-8 譯碼器。此類譯碼器的 8 個(gè)輸出端最多只有一個(gè)為低電平。將 74HC138 不同的輸出端與 89C51 外圍不同芯片的使能端相連，這樣就能通過(guò) 89C51 改變 74HC138 的輸入來(lái)對(duì)外圍工作芯片進(jìn)行選擇。數(shù)據(jù)緩沖器 (74HC244) ：選用 74HC244 作擴(kuò)展輸入，是為了解決 89C51與外圍設(shè)備之間速度不匹配的矛盾，同時(shí)起到隔離和緩沖作用�？撮T狗電路 (IMP813) ：由軟件連續(xù)發(fā)送一定間隔的脈沖，一旦該脈沖停止或漏發(fā)，看門狗電路就立即輸出一個(gè)脈沖信號(hào)并將此脈沖接至單片機(jī)的復(fù)位端，強(qiáng)行使系統(tǒng)復(fù)位，恢復(fù)程序運(yùn)行，防止整個(gè)系統(tǒng)死機(jī)[37]。89C51 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)如圖 3-4 所示。

圖 3-5 TLC5615 接線圖Fig.3-5 The schematic diagram of TLC5615 circuit.4.2 晶閘管觸發(fā)電路設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的原油脫水電壓調(diào)節(jié)裝置多由分立元件構(gòu)成，正、負(fù)觸發(fā)脈沖分兩行移相控制，由于元件的分散性，不可能將兩路觸發(fā)脈沖的相位始終保持80°相位差上，這將導(dǎo)致晶閘管導(dǎo)通角不等，使變壓器初級(jí)出現(xiàn)直流激磁分量。這對(duì)變壓器的正常運(yùn)行是極其不利的。為了消除觸發(fā)脈沖相位不對(duì)影響，本裝置采用 TCA785 晶閘管移相觸發(fā)集成電路。TCA785 是德國(guó)西門子公司開發(fā)的第三代晶閘管單片移相觸發(fā)集成電路其他芯片相比，TCA785 具有以下優(yōu)點(diǎn)[41]：1.溫度適用范圍寬；2.對(duì)過(guò)零點(diǎn)的識(shí)別更加可靠；3.輸出脈沖整齊度好，移相范圍更寬。TCA785 的基本引腳波形如圖 3-6 所示。其中 5 腳為外接同步信號(hào)端，檢測(cè)交流電壓過(guò)零點(diǎn)。10 腳為片內(nèi)產(chǎn)生的同步鋸齒波，其斜坡最大及最小

圖 3-6 TCA785 基本引腳波形圖Fig.3-6 The waveform of pins of TCA785將 TCA785 的 14 腳和 15 腳輸出信號(hào)連接到光耦合雙向晶閘管驅(qū)OC3020 后，對(duì)兩支雙向晶閘管的觸發(fā)腳進(jìn)行控制，即可完成對(duì) 220 V 的移相控制。具體電路如圖 3-7 所示。

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本文編號(hào)：2811154