油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第一章 緒 論

第一節(jié) 油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表簡(jiǎn)介

第二節(jié) 油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介

第三節(jié) 測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)

習(xí)題及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第二章 壓力測(cè)量

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 彈性式壓力計(jì)

第三節(jié) 壓力傳感器

第四節(jié) 壓力/差壓變送器

習(xí)題及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第三章 流置測(cè)置

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 差壓式流量計(jì)

第三節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)

第四節(jié) 容積式流量計(jì)

第五節(jié) 其他流量計(jì)

習(xí)題及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第四章 液位測(cè)量

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 人工檢尺測(cè)量

第三節(jié) 浮力式液位計(jì)

第四節(jié) 差壓式液位計(jì)

第五節(jié) 電容式物位計(jì)

第六節(jié) 其他物位計(jì)

習(xí)題及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第五章 溫度測(cè)量

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 膨脹式溫度計(jì)

第三節(jié) 熱電偶溫度計(jì)

第四節(jié) 熱電阻溫度計(jì)

第五節(jié) 紅外測(cè)溫儀及溫度變送器

習(xí)題及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第六章 油氣分析儀表

第一節(jié) 油氣性質(zhì)與成分分析

第二節(jié) 油氣生產(chǎn)排放物的檢測(cè)

簡(jiǎn)答及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第七章 油氣安全防護(hù)儀表

第一節(jié) 防爆基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié) 安防與消防儀表

簡(jiǎn)答及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第八章 自動(dòng)控制系統(tǒng)

第一節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié) 管道與儀表控制流程圖

第三節(jié) 復(fù)雜控制系統(tǒng)

簡(jiǎn)答及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第九章 控制器

第一節(jié) 基本控制規(guī)律

第二節(jié) 典型控制器

簡(jiǎn)答及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第十章 執(zhí)行器

第一節(jié) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)

第二節(jié) 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

第三節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器的輔助設(shè)備

第四節(jié) 自力式調(diào)節(jié)閥和電磁閥

第五節(jié) 執(zhí)行器的選擇和使用

簡(jiǎn)答及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第十一章 數(shù)據(jù)采集與傳輸

第一節(jié) 數(shù)據(jù)采集的原理與方法

第二節(jié) 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)組建與數(shù)據(jù)傳輸

第三節(jié) 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組建與數(shù)據(jù)傳輸

簡(jiǎn)答及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第十二章 監(jiān)控組態(tài)軟件的功能和使用

第一節(jié) MCGS組態(tài)軟件介紹

第二節(jié) MCGS組態(tài)軟件應(yīng)用

第三節(jié) 計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)

簡(jiǎn)答及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化第十三章 典型油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)

第一節(jié) SCADA、MIS和GIS 技術(shù)

第二節(jié) 油田生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化

第三節(jié) 油庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)

第四節(jié) 油氣管道自動(dòng)化系統(tǒng)

簡(jiǎn)答及思考題

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化附錄1 課后習(xí)題參考答案

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化附錄2 熱電偶分度表

油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化附錄3 熱電阻分度表

本書(shū)較全面地介紹了石油工業(yè)中常用的油氣測(cè)量、分析、安防儀表的原理與結(jié)構(gòu)，以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)等相關(guān)知識(shí)，還對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化的新技術(shù)和應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了概述。

本書(shū)共十三章。第一章至第七章以講解測(cè)量、分析、安防儀表原理與方法為主，介紹了測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)、儀表的性能指標(biāo)，以及壓力、流量、液位、溫度等參數(shù)的測(cè)量與變送，并對(duì)油氣分析儀表、油氣安全防護(hù)儀表進(jìn)行了闡述；第八章至第十二章介紹了自動(dòng)控制系統(tǒng)、控制器、執(zhí)行器、數(shù)據(jù)采集與傳輸、監(jiān)控組態(tài)軟件的功能和使用；第十三章介紹了典型油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)。

本書(shū)可用于油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、城市燃?xì)夤こ碳夹g(shù)、石油工程技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的教學(xué)，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)是連接油氣生產(chǎn)、加工、分配、銷(xiāo)售諸環(huán)節(jié)的紐帶，主要包括油氣集輸、長(zhǎng)距離管道輸送、儲(chǔ)存與裝卸等，在保障國(guó)家能源供應(yīng)、維護(hù)能源安全中具有重要意義。本書(shū)主要介紹了油氣產(chǎn)品的計(jì)量及儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)自動(dòng)控制方案和發(fā)展趨勢(shì)，包括自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念、被控對(duì)象的特性分析、測(cè)量?jī)x表、控制儀表、執(zhí)行儀表、自動(dòng)控制系統(tǒng)、油氣儲(chǔ)運(yùn)常見(jiàn)的控制方案、油氣田及管道自動(dòng)化、油氣長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)及數(shù)字化管道發(fā)展趨勢(shì)、管道在線泄漏檢測(cè)等內(nèi)容。

第1章自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1

1.1油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化的基本內(nèi)容1

1.2實(shí)現(xiàn)油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化的意義2

1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及方塊圖3

1.3.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成3

1.3.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖5

1.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)7

1.5自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程和性能指標(biāo)7

1.5.1控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)7

1.5.2控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程8

1.5.3控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)9

1.6管道及儀表流程圖12

1.6.1圖形符號(hào)12

1.6.2文字符號(hào)13

1.6.3管道及儀表流程圖實(shí)例14

習(xí)題與思考題15

第2章被控對(duì)象的特性分析17

2.1被控對(duì)象特性17

2.1.1對(duì)象的負(fù)荷18

2.1.2對(duì)象的自衡18

2.2對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立19

2.2.1機(jī)理建模19

2.2.2實(shí)驗(yàn)建模21

2.3對(duì)象特性的參數(shù)及其對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響24

2.3.1放大系數(shù)K及其對(duì)控制過(guò)程的影響24

2.3.2時(shí)間常數(shù)T及其對(duì)控制過(guò)程的影響25

2.3.3滯后時(shí)間τ及其對(duì)控制過(guò)程的影響26

習(xí)題與思考題28

第3章測(cè)量?jī)x表30

3.1測(cè)量?jī)x表的基本知識(shí)30

3.1.1測(cè)量的定義和測(cè)量誤差30

3.1.2測(cè)量?jī)x表的基本構(gòu)成與分類(lèi)33

3.1.3測(cè)量?jī)x表的性能指標(biāo)35

3.1.4油氣儲(chǔ)運(yùn)測(cè)量?jī)x表的選用要求37

3.2壓力測(cè)量?jī)x表38

3.2.1壓力測(cè)量的基本概念38

3.2.2彈性式壓力計(jì)40

3.2.3電氣式壓力計(jì)43

3.2.4活塞式壓力計(jì)46

3.2.5智能型壓力變送器48

3.2.6壓力計(jì)選用及安裝49

3.3流量測(cè)量?jī)x表51

3.3.1流量測(cè)量的基本概念52

3.3.2差壓式流量計(jì)53

3.3.3轉(zhuǎn)子流量計(jì)57

3.3.4電磁流量計(jì)61

3.3.5超聲波流量計(jì)62

3.3.6流量測(cè)量?jī)x表的選用62

3.4溫度測(cè)量?jī)x表65

3.4.1溫度測(cè)量的基本概念65

3.4.2膨脹式溫度計(jì)66

3.4.3熱電偶溫度計(jì)67

3.4.4熱電阻溫度計(jì)74

3.4.5一體化溫度變送器75

3.4.6測(cè)溫儀表的選用與安裝76

3.5液位測(cè)量?jī)x表77

3.5.1液位測(cè)量的基本概念77

3.5.2直讀式液位計(jì)78

3.5.3浮力式液位計(jì)80

3.5.4靜壓式液位計(jì)82

3.5.5雷達(dá)式液位計(jì)85

3.5.6伺服式液位計(jì)86

3.5.7其他液位計(jì)簡(jiǎn)介87

3.5.8常用油罐液位計(jì)的選用原則87

3.6含水分析及密度測(cè)量?jī)x表88

3.6.1在線密度計(jì)89

3.6.2含水分析儀在原油含水測(cè)量中的應(yīng)用94

3.7靜電測(cè)量?jī)x表96

3.7.1靜電電位的測(cè)量97

3.7.2放電電荷量的測(cè)量101

3.7.3絕緣電阻的測(cè)量102

3.7.4電荷密度的測(cè)量106

3.7.5金屬管線流動(dòng)電流的測(cè)量108

3.7.6逸散時(shí)間、半值時(shí)間的測(cè)量110

3.7.7靜電電容和介電常數(shù)的測(cè)量110

3.7.8油品靜止電導(dǎo)率的測(cè)量113

3.7.9油罐內(nèi)空間電場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量118

3.7.10靜電測(cè)量?jī)x器118

習(xí)題與思考題129

第4章控制儀表131

4.1概述131

4.2模擬式控制器132

4.2.1模擬式控制器的構(gòu)成132

4.2.2基本控制規(guī)律132

4.2.3DDZⅢ型控制器139

4.3數(shù)字式控制器140

4.3.1數(shù)字式控制器的特點(diǎn)141

4.3.2數(shù)字式控制器的基本組成141

4.4可編程序控制器143

4.4.1概述143

4.4.2可編程序控制器的構(gòu)成及工作過(guò)程144

4.4.3可編程序控制器的編程語(yǔ)言147

4.4.4可編程序控制器的應(yīng)用場(chǎng)合148

習(xí)題與思考題148

第5章執(zhí)行儀表149

5.1概述149

5.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)150

5.2.1氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)150

5.2.2電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)151

5.3控制機(jī)構(gòu)152

5.3.1控制閥的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型152

5.3.2控制閥的流量特性153

5.3.3控制閥口徑的確定156

5.4電氣轉(zhuǎn)換器及閥門(mén)定位器157

5.4.1電氣轉(zhuǎn)換器157

5.4.2閥門(mén)定位器158

5.5執(zhí)行器的選擇、安裝與校驗(yàn)161

5.5.1執(zhí)行器的選擇161

5.5.2執(zhí)行器的安裝162

5.5.3控制閥主要性能的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)163

習(xí)題與思考題164

第6章自動(dòng)控制系統(tǒng)165

6.1概述165

6.2簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)166

6.2.1簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的組成166

6.2.2控制方案的設(shè)計(jì)167

6.2.3控制器參數(shù)的工程整定172

6.2.4控制系統(tǒng)的投運(yùn)174

6.3復(fù)雜控制系統(tǒng)176

6.3.1串級(jí)控制系統(tǒng)176

6.3.2均勻控制系統(tǒng)182

6.3.3比值控制系統(tǒng)184

6.3.4前饋控制系統(tǒng)186

6.4計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)191

6.4.1概述191

6.4.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)191

6.4.3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式193

習(xí)題與思考題202

第7章油氣儲(chǔ)運(yùn)常見(jiàn)的系統(tǒng)控制方案204

7.1流體輸送設(shè)備的自動(dòng)控制204

7.1.1離心泵的控制方案204

7.1.2壓縮機(jī)的控制方案206

7.1.3離心式壓縮機(jī)的防喘振控制207

7.1.4機(jī)泵組的控制208

7.2儲(chǔ)存設(shè)備的自動(dòng)控制211

7.2.1儲(chǔ)油罐、緩沖罐的液位控制方案211

7.2.2儲(chǔ)氣罐、分離器的壓力控制方案213

7.3加熱裝置的自動(dòng)控制214

7.3.1概述214

7.3.2加熱爐的控制方案215

7.3.3換熱器的控制方案218

7.3.4鍋爐的控制方案219

7.4油品管道自動(dòng)調(diào)和控制222

7.4.1油品自動(dòng)調(diào)和控制方案222

7.4.2調(diào)和控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例224

7.5原油穩(wěn)定裝置的控制方案226

7.5.1工藝流程226

7.5.2自動(dòng)檢測(cè)部分226

7.5.3自動(dòng)控制部分228

7.6聯(lián)合站的自動(dòng)化228

習(xí)題與思考題230

第8章油氣田及管道自動(dòng)化232

8.1概述232

8.1.1油氣田及管道自動(dòng)化的基本內(nèi)容232

8.1.2主要應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)例232

8.1.3油氣田及管道自動(dòng)化的作用237

8.2油氣田及管道自動(dòng)化系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)的結(jié)合237

8.2.1與油藏研究和機(jī)采井診斷系統(tǒng)的結(jié)合237

8.2.2與地面生產(chǎn)設(shè)施運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)合239

8.2.3與生產(chǎn)銷(xiāo)售管理信息系統(tǒng)的結(jié)合241

8.3油氣田及管道自動(dòng)化工程建設(shè)241

8.3.1工程可行性研究及設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)242

8.3.2工程設(shè)備采購(gòu)中應(yīng)注意的事項(xiàng)242

8.3.3工程施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)243

8.3.4油氣田及管道自動(dòng)化生產(chǎn)準(zhǔn)備中應(yīng)注意的事項(xiàng)244

習(xí)題與思考題244

第9章油氣長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)及數(shù)字化管道發(fā)展趨勢(shì)245

9.1油氣長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)概述245

9.1.1SCADA系統(tǒng)的基本概念245

9.1.2SCADA系統(tǒng)的構(gòu)成方式247

9.1.3SCADA系統(tǒng)的功能248

9.2SCADA自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件249

9.2.1軟件構(gòu)成249

9.2.2軟件介紹250

9.3SCADA在我國(guó)油氣管道的應(yīng)用254

9.3.1SCADA系統(tǒng)在陜京輸氣管道工程的應(yīng)用 254

9.3.2SCADA系統(tǒng)在克拉瑪依—獨(dú)山子輸油管道中的應(yīng)用259

9.3.3SCADA系統(tǒng)在陜銀輸氣管道工程中的應(yīng)用265

9.3.4SCADA系統(tǒng)在東營(yíng)—臨邑輸油管線中的應(yīng)用271

9.4油氣管道SCADA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施274

9.4.1設(shè)計(jì)思想274

9.4.2管道SCADA系統(tǒng)的實(shí)施277

9.5SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信279

9.5.1SCADA系統(tǒng)通訊279

9.5.2網(wǎng)絡(luò)配置280

9.5.3掃描方式281

9.5.4通信協(xié)議282

9.5.5掃描時(shí)間284

9.6長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)冗余技術(shù)284

9.6.1長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)冗余結(jié)構(gòu)分類(lèi)284

9.6.2SCADA系統(tǒng)控制中心冗余結(jié)構(gòu)286

9.7油氣管道SCADA系統(tǒng)發(fā)展動(dòng)態(tài)288

9.7.1RTU技術(shù)的發(fā)展288

9.7.2軟件的發(fā)展288

9.7.3SCADA系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)的發(fā)展289

9.8數(shù)字化管道現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)290

9.8.1數(shù)字管道的背景290

9.8.2數(shù)字化管道的基本含義290

9.8.3數(shù)字化管道的關(guān)鍵技術(shù)291

9.8.4數(shù)字化管道的理論意義292

9.8.5數(shù)字管道的建設(shè)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景293

習(xí)題與思考題294

第10章管道在線泄漏檢測(cè)295

10.1管道泄漏檢測(cè)技術(shù)概述295

10.1.1管道檢測(cè)的重要性與必要性295

10.1.2國(guó)內(nèi)外管道檢測(cè)現(xiàn)狀295

10.1.3常用管道泄漏檢測(cè)方法296

10.2原油管道泄漏仿真299

10.2.1管道水擊概念300

10.2.2水擊微分方程求解300

10.2.3原油管道泄漏仿真邊界條件的確定302

10.2.4原油管道泄漏仿真304

10.3原油管道泄漏點(diǎn)定位模型307

10.3.1溫度對(duì)負(fù)壓波傳播速度的影響307

10.3.2原油管道泄漏定位公式311

10.4小波變換在管道泄漏檢測(cè)中的應(yīng)用312

10.4.1引言312

10.4.2小波分析理論基礎(chǔ)313

10.4.3基于小波變換的管道壓力信號(hào)去噪319

10.5統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別在長(zhǎng)輸管道泄漏監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用321

10.5.1特征向量的確定322

10.5.2分類(lèi)方法的確定323

10.6管道在線泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)324

10.6.1故障診斷系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)324

10.6.2管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)325

習(xí)題與思考題330

附錄331

附錄1常用壓力表規(guī)格及型號(hào)331

附錄2鉑銠10鉑熱電偶分度表331

附錄3鎳鉻銅鎳熱電偶分度表334

附錄4鎳鉻鎳硅熱電偶分度表334

附錄5鉑電阻分度表337

附錄6銅電阻分度表339

參考文獻(xiàn)340 2100433B