化工裝置取樣系統設計

Ⅰ 液壓系統數據採集裝置的設計

液壓系統具有功率大、響應快及精度高等特點，已經廣泛應用於冶金和製造領域。但其故障又具有隱蔽性、多樣性、不確定性及因果關系復雜等特點，故障出現後不易查找原因，而且故障發生會帶來巨大的經濟損失。通常，液壓系統只能靠定期檢查和維護來排除故障，這種方法有一定的滯後性。因此需要實時監測液壓系統的狀態數據並及時分析以減少故障率，確保工程機械正常、連續運行。傳統單片機已廣泛應用於數據採集和處理中，雖然其價格便宜、易於開發，但是在存儲空間和網路傳輸方面往往難以滿足工程上的要求。因此，筆者針對液壓系統採用了基於ARM 的數據智能採集終端。

採集終端通過分布在液壓系統各處的感測器對油壓、流量和溫度3 類信號進行採集，並將採集到的信號進行濾波、放大，然後模數轉換，數據經過分析後進行統一的編排與壓縮，最後通過通信模塊進行傳輸，將數據傳輸到本地監控中心做進一步故障診斷。

1 硬體總體結構

智能數據採集終端系統採用三星的ARMS3C2440 為主控晶元、GTM900-C GPRS 為通信模塊。整個硬體系統分為3 部分： 主控模塊、數據採集模塊和通信模塊，具體結構如圖1 所示。

終端的主控模塊包括控制晶元電路、存儲電路、電源電路以及串口和JTAG 介面電路； 數據採集模塊包括感測器電路、信號調理電路以及8 路A/D轉換電路； 通信模塊包括GPRS 晶元以及外圍電路。其中ARM 與GPRS 之間的通信是通過RS-232 匯流排完成。

Ⅱ 石油化工實驗室設計方案怎麼做

油化實驗室設計建設方案SICOLAB，如下
1 石油化工實驗室設計總體要求
1．1 石油化工實驗室設計原則
1)設計必須貫徹執行國家現行的有關方針政策和法規，做到技術先進、安全可靠、經濟合理、確保質量、節省能源和符合環境保護的要求。
2) 以人為本，以 「經濟、實用、安全」為出發點，在滿足電網安全經濟運行的前提下應力求精簡節約，降低工程投資。
1．2 石油化工實驗室選址要求
1)應具有水源、電源、信息交換、消防安全保障的條件及措施。
2) 應避開雜訊、振動、電磁干擾和其它污染源，或採取相應的保護措施。對工作自身產生的上述危害，亦應採取相應的環境保護措施，防止對周圍環境的影響。
1．3石油化工實驗室建築裝修要求
1)規劃面積指標應按 《科研建築工程規劃面積指標》的規定執行。油化實驗室分簡化分析室、色譜分析室，面積不宜低於40m ，凈高不宜低於2．8Om ，設置空氣調節時，不應低於2．4m ，窗檯高度一般應≥0．9m ，房間窗地面積比不應小 於 1：6。
2)應配置相應的貯藏室，儲藏室應設置在背光通風的位置，不應留太多窗，最好居高布置，窗下沿距地面2m 為宜。油化實驗室應考慮緊急疏散的問題，實驗室門寬度不應小於1m 並設有安全門，高度不應小於2．1Om。實驗室內通道要求順暢，防止發生危急情況時，出現通道堵塞現象，設計時常用島型、半島型、L字型、u 字型等實驗室布局方案。主通道、兩個中央台雙面操作，間距大於1．5m，邊台單向距離大於1．3m。
3) 實驗室要滿足防火、防潮、防腐等要求具備通風、凈化、消毒、無菌等功能；地面應堅實耐磨、防水防滑、不積塵，且具有耐酸、鹼腐蝕的性能；牆面應光潔、無眩光、不起塵；實驗室不宜吊頂。宜利用天然採光，且盡量避免陽光直射，實驗室應考慮預留排風管道及獨立的排污管道，對試驗產生的有毒有害氣體液體要做到二次處理排放，達到排放標准。
1．4 石油化工實驗室總體布局
實驗室中央通常設置中央實驗台，台上設置試劑架，中央實驗台的縱向側面或中間設置洗滌台 (洗滌台設置靠近水源)。中央實驗台的正向和縱向一側設置試驗邊台、試劑架、組合架、吊櫃等，另一側靠牆設置通風櫃 (通風櫃的位置應便於通風管道的連接)、乾燥架、葯品櫃、器皿櫃。大門的左側通常放置安全設備，洗眼器、滅火器等。試驗台與側牆之間的凈距不應小於 1．20m，與大門的凈距不應小於1．20m。
2 實驗室氣路的設計
1) 石油化工實驗室常用氣體為氫氣、壓縮空氣和氮氣。有條件的應遠離工作點設計具有防爆性能的氣體存放室，沒有條件的需設置帶有全自動報警功能的氣瓶安全櫃存放。由氣瓶室引入的氣路，主要的控制閥門和減壓閥門都安裝在實驗室外。實驗室氣體管路主要材質為不銹鋼，安裝在天花板下方，沿著牆走，這樣便於檢查和維修。此外，中央試驗台氣體管路的引入通過服務柱；所有的氣體管路在工作台上有合適的控制閥門和相應的取氣口，便於操作；所有氣體管路的連接採用無縫焊接。壓縮空氣氣體在管路上有個過慮雜質和水分的凈化裝置，易燃排氣管路不能並在一 起，盤管由不銹鋼材料製成，有足夠的韌性。減壓閥要有標示，標明壓力釋放級別。所有閥門、調節裝置、壓力表都由高質量的不銹鋼製成，所 有氣體管路有合適的接地保護措施。
2)氣瓶櫃的技術要求為鋁型35×35框架，櫃門、側板採用金屬冷軋板，均用環氧樹脂粉沫噴塗，內設可活動的氣瓶抱箍，便於氣瓶的更換和移動。地腳為不銹鋼螺絲、尼龍罩蓋、橡膠底座組合結構，可調節高度為0—0．3m。配置了氣體泄漏報警、溫度數字指示、氣體泄露時自動排放。具有防爆、阻燃等功能。
3) 石油化工實驗室應按照房間大小比例設計相應數量帶逆風閥的換氣扇，使空氣流通順暢，保持清潔。每個房間都要設計帶有過濾裝置的通氣孔，如果是帶有室內走廊的房間也可在門窗上設百葉窗，尺寸按照排氣量比例關系計算。
3 實驗室水電設計
1) 石油化工實驗室上水管採用常用的PVC材料，下水採用PVC或陶瓷，最小坡度不小於5度，下水管路設計二次蓄水裝置，使消毒凈化達到標准排放。下水管路應設計獨立迴路，不宜與衛生間等其它下水道連通。
2) 實驗室電源採用38OV 交流三相五線制電源和220V 交流單相三線制電源，採用銅芯BVR、BV 電線，線徑、斷路器大小按照用電容量計算。較大負荷電器單獨設迴路，並設計相應自動保護開關。貴重儀器、精密儀器電源，設計交流穩壓裝置或設隔離電源，以確保儀器安全可靠運行。實驗室應有可靠的接地裝置，所有插座，設備外殼都要良好接地，確保人身安全。合理設計空調、照明及電加熱裝置，確保實驗室溫度、濕度和照明安全可靠。
4 實驗室通風設計
1) 排風系統工程是實驗室建設的關鍵。通風氣體管道應符合防火，防爆，防腐，防泄漏，防雷擊等安全要求，並通過綜合降噪、優化管系，優化風機和氣流組織等措施，保證通風排毒系統在安全狀態下運行。排風管的材料首選為FRP無機樹脂材料，也可用PVC材料或PP材料，風管內壁應製做粗糙面，可減少風流雜訊，直徑25O—50omm，按照排風量要求確定尺寸。
2)風機的選擇一般為FflP防腐風機。單台通風櫃可選擇軸流風機，雙台通風櫃可選擇斜流風機，多台通風櫃或需要排風量較大時採用離心風機。同時也可以考慮屋頂設置風機，選擇同上。防腐風機應安裝在室外屋頂，出風口設防雨、鳥罩，還需減振器、逆風閥、消音器。如果實驗室是空調房間安裝通風櫃，應合理設計補風裝置，以避免浪費能源。
5 試驗及辦公設備的選擇
石油化工實驗室辦公設備應配置中央試驗台 (含洗滌池、試劑架)、試驗邊台、通風櫃、葯品櫃、器皿櫃、試驗凳，無單獨氣瓶室的應配置帶報警裝置的氣瓶櫃。試驗台應能達到耐熱、耐腐蝕、耐油且承重性較好的要求 (要求承重在5Okg以上)。試驗台的桌面材質可選實心理化板、環氧樹脂、全鋼、全木、陶瓷等，其耐高溫、耐腐蝕、耐油污及照價等綜合性能各有優劣，試驗台以選用陶瓷桌面，鋼木櫃體的較為理想，但造價較高。選用陶瓷檯面應符合GB／Tl7657—1999的試驗要求，櫃體為鋼木結構，配備專用電源插座和管路，滿足耐高溫、耐油、耐強酸強鹼、耐磨，單位面積承重在60kg以上、吸水率小於O．005％、無輻射等健康環保的要求；隔板採用l8mm 厚的三聚氫氨板，經優質2ⅡunPVC 膠加熱熔封邊防水處理；鋼架採用6Omm ×40mm ×2mm 方鋼，經酸洗、磷化，環氧樹脂烤漆處理；拉手採用不銹鋼拉手、DTC鉸鏈，地腳可調。
6 實驗室環境控制
建立實驗室管理制度，作好實驗室的衛生、安全等管理工作，確保實驗室良好的工作秩序，油化室負責人對實驗室秩序進行日常監督檢查。建立實驗室的管理台帳，帳、卡、物相符。執行單位資產管理制度，停用的設備應辦理相關手續。

Ⅲ 石化企業排水系統和安全措施設計

排水系統是給排水設計中的一項重要內容。石化企業排水系統因所接納污水性質和所在區域的特殊性，必須要確保其能夠安全運行。依據相關規范，同時結合工程實踐經驗，探討了石化企業排水系統設計時應注意的問題及應採取的安全措施。
排水系統是每個企業正常生產運行中不可缺少的組成部分，鑒於化工生產過程中所使用的原材料、輔助材料、半成品和成品中絕大多數屬於易燃或可燃物質，許多物料還具有毒性、腐蝕性，石化企業排水系統在設計時就需要考慮相應的安全措施，防止發生安全事故。本文依據相關規范，同時結合工程實踐經驗，探討石化企業排水系統設計時應注意的問題及應採取的安全措施。
1石化企業排水性質及特點
石化企業通常有工藝裝置區、原料及成品儲存區、運輸裝卸區、公用設施區、輔助生產區、管理區六大區域。各區域排水性質見表1。
2導致排水系統不安全的因素
導致排水系統不安全的因素一般包括：①未分辨排水水質性質，一些本應先經過預處理或專設廢水排水管的污廢水，在沒有得到有效處置時直接排入全廠性生產排水系統；②對突發的工況估計不足，造成污廢水外流茄返遲，導致環境污染，甚至引發大面積爆炸；③對排水管道材質、敷設方式、水封等細節考慮不充分；④忽視企業生產運行後的日常維護和管理，造成安全事故。
3排水系統設計
3．1排水系統設置依據「清污分流，分質排水」原則，石化企業應設置不同的排水系統，如生活污水系統、生產廢水（含初期雨水）系統、清凈廢水和雨水系統，也可根據不同的處理要求增加或合並其他排水系統。3．1．1生活污水系統生活污水宜採用獨立的排水系統［1］。如遇門衛室等距離廠區生活排水系統較遠，且排水不影響生產廢水處理效果時，在化糞池後可直接排入廠區生產廢水系統。匯入前必須設置水封等隔斷措施［2］，避免生產廢水系統中有毒有害氣體、可燃氣體反竄入生活設施而引發安全事故。
3．1．2生產廢水（含初期雨水）系統生產廢水系統要結合廢水性質、濃度、水量、排水頻率及排水場所特點，合理確定預處理、收集、處置方式等各環節設計方案。生產廢水管中如存在能引起爆炸及火災危險的氣體，在與此管網連接的各世賣處排水出建構築物、設備區、罐區等處；全廠支幹管與干管交匯處；全廠支管、干管管長超過300m處時均應設置水封措施［1，3-4］。除在工藝裝置、罐區等場所外，在丁戊廠房、公用工程等排水本身沒有可燃物質的場所，為確保排水系統安全，其排水在匯入生產廢水管網系統前也需設置水封井［4］，以防止危險氣體反竄。一般罐區、泵區、工藝裝置區、裝卸站等露天區域均需考慮初期雨水。設計時要合理確定初期雨水量的受污染面積，一次降水深度按15～30mm確定［2］。消防事故狀態下應採取應急措施，避免廢水外排對水體環境的影響。
防火堤、圍堰、初期雨水池、消防廢水池等都可以用來儲存消防廢水。消防廢水量計算時應包括消防用水量、物料泄漏量、事故時匯入消防廢水收集系統的降雨量及廢水量［5］。3．1．3清凈廢水系統公用設施區、輔助生產區等區域的清凈廢水雖然本身沒有危險性，且排水區域危險類別多屬丁戊類，但經常因為管網造價、工程佔地等原因將其排入全廠生產廢水管，容易忽視安全問題，引發爆炸事故。因此，上述區域排水並入全廠生產廢水前應採取水封、降溫等安全措施。清凈廢水的污染性也不能被忽略。開式循環冷卻水系統排水包括系統排污水、旁流水處理過程的反沖洗排水、清洗預膜過程的置換水、水池溢流排空水等；閉式系統在試車、停車或緊急情況下會排出含有高濃度葯劑的循環冷卻水，處置方式需根據排顫李放標准結合水質情況確定，優先考慮回用，不能回用的超標廢水經過處理達標後才能排放。
3．2排水系統布局
3.2.1合理規劃排水路徑排水路徑應保證污廢水排除順暢，同時考慮日常維護及事故狀態下對周圍水體帶來的影響。規范對輸送易沉介質、有毒害介質、腐蝕性介質的管道、壓力流污水管道建議架空敷設［1，6］，可以方便檢修，並能及時發現安全隱患。含有可燃液體的生產廢水管不能縱向敷設於車行道和工藝管廊下［1，3，6］，既可以降低汽車尾氣帶來的火災危險，又能避免檢修時開挖道路對通行造成的影響。消防廢水池要結合廠內地坪高度，設置在管網末端工廠地勢低窪處，否則會給事故應急響應工作帶來困擾。如某些老廠改造時將消防廢水池設置在管網起端，水池與管網間連通管設在現有管道標高以上，而廠內地坪整體由管網起端向管網末端降低，這樣的設置非常不利於消防廢水的收集。事故時，管網末端切斷閥關閉後，水位抬高到連通管標高以上才能迴流入廢水池中。
3．2．2正確選擇排放方式污廢水排放方式可以是重力流管道、明溝、壓力提升或以上幾種形式的組合。無論採用哪種方式，都需結合排水水質特性、排水源所在位置等綜合考慮後確定，並保證排水及時有效、安全合理。含可燃物質的生產廢水、含油污水應用管道或暗溝方式排水［3，7］；清潔雨水可用明溝或暗管排水；對需架空敷設的管道均應採用壓力提升方式排水。明溝排水時需注意：①為避免揮發性有害物質等引發的次生事故，雨水排水系統兼作消防事故水收集系統時不能使用明溝形式；②室內採用明溝排水，且明溝需控制在30m以內時，每段明溝需分別排入生產廢水系統，不能使用暗管將各段明溝連通；③為防止低溫液體泄漏氣化時迅速膨脹引起爆炸，低溫罐區裝卸口30m范圍內應採用明溝形式排水。
3．3排水系統設施設計
3．3．1爬梯腐蝕性污水井內不設爬梯［1，6］，類似場所：初期雨水池、事故池等。爬梯屬井、池內的附屬構件，往往被隨意對待，給以後的檢修工作帶來安全隱患。如果不能確定防腐措施的效果，正確的做法是不設爬梯。3．3．2跌水井含有揮發性有毒、有害、可燃氣體的污水管道系統不應設置跌水井［1］。在新建和已建管網系統連接時，應當特別注意銜接點的標高，不能使含有上述污水的排水產生跌水現象。3．3．3水封水封設置時容易忽略的幾處位置：①敷設有可燃氣體、液化烴、可燃液體管道的管溝［3］；②隔油池進出水管道［3］；③重力流循環水回水在工藝裝置總出口處［6］。3．3．4檢查井與通氣管甲、乙類的罐區、裝置區內的檢查井，散發有毒有害氣體可引起火災、中毒事故的管道，隔油池5m以內的水封井、檢查井，均要求井蓋與井座間密封，且井蓋不得有洞［1，3］。
為保證管道內可燃氣體有組織排放，減少明火接觸，甲、乙類裝置區、罐區的支幹管、干管最高處檢查井內，隔油池內設排氣管。需有通氣措施的類似場所還有化糞池、降溫池［8］。3．3．5管道材質與防滲管道防滲很容易在工程設計中被忽略，其做法與管道材質有著密切關聯［9］。選擇管道材質除根據污廢水水質［10］，還應考慮管道防滲做法，需結合工程施工難度及工程造價後確定。3．3．6切斷閥排水系統選用切換閥時需要注意閥門類型。很多工廠在進行管道切換時採用閘門，此種閥門有一定的泄漏量，即無法實現完全截斷，會有少量過流。如果需要完全切斷，選用刀閘閥較為合適。為保障人身安全及應急操作及時有效，工廠排放口處、及距罐區、裝置區小於15m范圍內的排水切斷閥需考慮遠程式控制制功能。
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Ⅳ 關於食品工程原理里的精餾塔實驗該如何設計

實驗8 篩板精餾塔實驗
一、實驗目的
1.了解篩板式精餾塔的結構流程及操作方法.
2.測取部分迴流或全迴流條件下的總板效率.
3.觀察及操作狀況.
二、實驗原理
在板式精餾塔中,混合液的蒸汽逐板上升,迴流液逐板下降,汽液兩相在塔板上接觸,實現傳質,傳熱過程而達到兩相一定程度的分離.如果在每層塔板上,液體與其上升的蒸汽到平衡狀態,則該塔板稱為理論板,然而在實際操作中、汽、液接觸時間有限,汽液兩相一般不可能達到平衡,即實際塔板的分離效果,達不到一塊理論板的作用,因此精餾塔的所需實際板數一般比理論板要多,為了表示這種差異而引入了「板效率」這一概念,板效率有多種表示方法,本實驗主要測取二元物系的總板效率Ep ：

板式塔內各層塔板的傳質效果並相同,總板效率只是反映了整個塔板的平均效率,概括地講總板效率與塔的結構,操作條件,物質性質、組成等有關是無法用計算方法得出可靠值,而在設計中需主它,因此常常通過實驗測取.實驗中實驗板數是已知的,只要測取有關數據而得到需要的理論板數即可得總板效率,本實驗可測取部分迴流和全迴流兩種情況下的板效,當測取塔頂濃度,塔底濃度進料濃度 以及迴流比 並找出進料狀態、即可通過作圖法畫出平衡線、精餾段操作線、提餾段操作線,並在平衡線與操作線之間畫梯級即可得出理論板數.如果在全迴流情況下,操作線與對角線重合,此時用作圖法求取理論板數更為簡單.
三、實驗裝置與流程
實驗裝置分兩種：
（1）用於全迴流實驗裝置
精餾塔為一小型篩板塔,蒸餾釜為卧直徑229m長3000mm內有加熱 器.塔內徑50mm共有匕塊塔板,每塊塔板上開有直徑2mm篩孔12個板間距100mm,塔體上中下各裝有一玻璃段用 以觀察塔內的操作情況.塔頂裝有蛇管式冷凝器蛇管為φ10×1紫銅管長3．25m,以水作冷凝劑,無提餾段,塔傍設有儀表控制台,採用1kw調壓變壓器控制釜內電加熱器.在儀表控制台上設有溫度指示表.壓強表、流量計以及有關的操作控制等內容.
（2）用於部分迴流實驗裝置
裝置由塔、供料系統、產品貯槽和儀表控制櫃等部份組成.蒸餾釜為φ250×340×3mm不銹鋼罐體,內設有2支1kw電熱器,其中一支恆加熱,另一支用可調變壓器控制.控制電源,電壓以及有關溫,壓力等內容均有相應儀表指示,
塔身採用φ57×3.5mm不銹鋼管製成,設有二個加料口,共十五段塔節,法蘭連接,塔 身主要參數有塔板十五塊,板厚1mm不銹鋼板,孔徑2mm,每板21孔三形排列,板間距100mm,溢流管為φ14×2不銹鋼管堰高10mm.
在塔頂和靈敏板塔段中裝有WEG—001微型銅阻感溫計各一支由儀表櫃上的XCE—102溫度指示儀顯示,以監測相組成變化.
塔頂上裝有不銹鋼蛇管冷凝器,蛇管為φ14×2長250mm以水作冷凝劑以LZB10型轉子流量計計量,冷凝器裝有排氣旋塞.
產品貯槽上方設有觀測罩,用於檢測產品.
迴流量、產品量及供料量分別由轉子流量計計量.料液從料液槽用液下泵輸送.釜液進料液和餾出液分別可由采出取樣,此外在塔身上、中、下三部分各在二塊上設有取樣口,只要用針筒穿取樣口中的硅膠板即可取樣品,因此本裝置不但可以進精餾操作性能的訓練和塔沖總效率的測定,而且還可以進行全迴流下單板效率的測定.
四、實驗方法
（一）全迴流操作實驗方法
1、熟悉了解裝置,檢查加熱釜中料液量是否適當,釜中液面必須浸沒電加熱器(為液面計高1/2以上,約5升0釜內料液組成乙醇10－25％(重量)左右的水溶液.
2、打開電源和加熱器開關,控制加熱功率在700W左右,打開冷卻水,注意觀察塔頂、塔釜情況,當上升蒸汽開始迴流時此時塔頂冷凝器內冷卻水流量應控制好使蒸汽基本處於全凝狀況（50－100升/小時范圍）若流量過小會使蒸汽從塔頂噴出,過大塔板上泡沫層不均,溫度變低.
3、當塔板上泡沫層正常各泡沫層高度大體相等,且各點溫度基本保持穩定、操作穩定持續一段時間（20分鍾以上）後即可開始取樣.
4、由塔頂取樣管和釜底取樣考克用燒瓶接取試樣（150mι左右）取樣前應取少許試樣沖洗燒瓶,取樣後用塞子塞好,並用水沖瓶外部,使其冷卻到常溫.
5、將常溫試樣用比重天平稱出相對密度,然後用相對密度與質量百分數對照表查出質量百分數.
6、可加大加熱電流（5安培左右）觀察到液泛現象,此時塔內壓力明顯增加,觀察後,將加熱電流緩慢減到零,關閉電源開關.
（二）部分迴流時操作方法
1、配製4～5％（體積）灑精水溶液,注入蒸餾釜（或由供料泵注入）至液位計上的標記為止.
2、在供料槽中配製15～20％（體積）灑精水溶液.
3、通電啟動加熱釜液,先可將可調變壓器達到額定電壓,開冷卻水,觀察塔各部情況.
4、進行全迴流操作,控制蒸發量「靈敏板」溫度應在80℃左右.
5、開加料泵,控制流量（需經幾度調節才能適宜流量）
6、為了首先滿足迴流要求、故在迴流分配器中的產品管（φ8）管口高於迴流管的管口,應調小迴流量（過一段時間即可餾出產品）進行部分迴流並控制一定回比,使產品達到 要求的濃度94～95％（體積）
7、控制釜底排料量,使釜液面保持不變.
8、控制好冷卻水用量(即塔頂冷凝器冷流體)便塔頂蒸汽基本處於全凝狀態.
9、操作均達到穩定後,進行樣品採集,可按進料、塔釜、塔頂、順序採集.並記錄進料迴流、餾出各流量及溫度等有關數據.
10、將樣品降到常溫後,在教師指導下用液體比重天平測定相對密度,再用對照關系曲線,查出質量百分數.
11、可加大加熱電流觀察液泛現象.
12、注意觀察操作條件不同對結果的影響.
五、數據處理
1、用作圖法確定實驗條件下理論板數,並進一步得出總板效率.
2、對結果的可靠性進行分析.

六、實驗討論題
1、在實驗中應測定哪些數據?如何測得?
2、比重天平如何使用?應注意什麼問題?
3、全迴流和部分迴流在操作上有何差異?
4、塔頂迴流液濃度在實驗過程中有否改變?
（全迴流及部分迴流兩種情況）
5、怎樣採集樣品才能合乎要求?
6、比較兩種裝置在內容和操作方面的不同?
7、在操作過程中各塔板上泡沫層狀態有何不同?各發生過怎樣的變化?為什麼?
8、塔釜內壓強由何決定?為會么會產生波動?
9、塔頂和塔底溫度和什麼條件有關?
10、精餾塔板效率都有幾種表示方法,試討論如何以板效率?
11、全迴流操作是否為穩定操作?當採集塔頂樣品時,對全迴流操作可能有何影響?
12、塔頂冷凝器內冷流體用量大小,對精餾操作有何影響?
13、如何判別部分迴流操作已達到穩定操作狀態?

Ⅳ 液化石油氣怎麼取樣叫做密閉取樣

液化石油氣的密閉取樣通常是藉助密閉取樣器來完成的。

密閉采樣要嚴格按照SH0233-92《液化石油氣采樣法》的規定和操作來執行。
密閉采樣適用於石油化工裝置中各種有毒、有害、易燃、易爆等危險性的中、低壓氣、液介質的取樣。樣品採集的真實性強，無殘液、殘氣排放，有效地防止有毒有害介質對使用者的損傷，同時也避免造成環境污染，以及易燃易爆介質在采樣時可能造成的危險事故。

密閉采樣器主要由箱體、采樣瓶、緩沖罐、快換手輪、壓力表、閥門、密封件及法蘭組成。

密閉采樣器特性
1、操作安全——無泄漏采樣及密封連接。采樣介質既可循環回工藝過程，也可排放至火炬系統。可避免各種有毒、有害氣體、液體對操作者的傷害。不污染環境，防止易燃、易爆介質在采樣時造成危險事故。
2、采樣方便——采樣鋼瓶與工藝管之間採用雙自封快速接頭，操作簡單、迅速、方便。
3、采樣准確——在介質流動過程中采樣代表性強，直接在工藝操作條件下采樣准確性高。
4、安裝簡單——採用箱式安裝，法蘭連接，可直接與工藝管道相連。

密閉采樣器安全注意事項
1、采樣鋼瓶採集介質應為其容積的70%—85%；
2、已裝滿采樣介質的采樣鋼瓶必須遠離火源，禁止接近高溫和在陽光下曝曬；
3、使用前應仔細檢查采樣器各管道接頭是否聯接緊密，如有松動應及時檢修後方可使用；
4、采樣鋼瓶與接頭間密封件應經常檢查，如有損壞應及時更換。
5、拆卸采樣鋼瓶時應注意采樣鋼瓶外壁溫度，戴好防護手套以防止燙傷或凍傷。
6、操作人員應避免介質或者其揮發氣接觸皮膚，應帶上手套和防護眼鏡，避免吸入蒸汽。
7、采樣鋼瓶定期做1.5倍設計壓力水壓和氣密性試驗，確保采樣和現場的安全。
8、采樣鋼瓶與連接軟管接頭應經常檢查，如有損壞，應及時更換；采樣鋼瓶應注意定期檢修，前五年每兩年一次，以後每年一次。

Ⅵ 旋轉式側壁取樣技術

這種取樣方法多在油氣鑽井領域應用，由於科學鑽探所需的很多鑽探器械和鑽探方法都是從石油鑽井領域借鑒改進而來的，因此，這種側壁取樣方法也很值得科學鑽探超深孔側壁取樣研究借鑒。

旋轉式井壁取心技術方法最早出現於20世紀40年代，當時是用鑽桿下放到井內。這種取心方法可以從井壁上取得少量岩心，但仍然需要起下鑽具，操作比較復雜，費時費事而且成本較高，作用比較有限。為了提高井壁取心效率，後來就發展成為使用電纜起下井的旋轉式井壁取心器。近幾十年來，這種類型的取心器又經過不斷改進，得到了越來越多的應用。

圖4.10 西安石油勘探儀器廠連續切割式側壁取樣示意圖

這種取樣系統採用多芯電纜升降取心器具，並通過電纜給井下裝置提供動力，在地表有專門的控製表盤進行操作控制，井下取樣裝置主要由電動機、推靠定位裝置、鑽進取心機構、岩心卡斷機構、取樣筒轉移機構、密封裝置、岩心儲納裝置等組成，結構比較復雜，外徑通常較大，一般要在大於170mm的孔徑才能使用。這種取樣方法具有自己獨特的優點，單顆岩心取樣時間短，一次下井能在多點進行取心。而且這種取樣裝置鑽進岩心使用的是電動機或液壓馬達帶動金剛石鑽頭高速旋轉，能夠在較硬岩石中使用，鑽取的岩樣直徑及長度雖然較小，但多為圓柱形，比較規則且質量較高，能滿足地質多種分析的需要。近些年來，世界幾大石油服務公司對該種類型取樣器進行了大量的研究改進工作，取得了許多新型專利。前蘇聯也有自己一系列這種類型的取心器，德國KTB主孔取心計劃中也將這種取心器作為應用於6000～10000m超深孔孔段的側壁補心器具進行研究改進。表4.4是旋轉式井壁取心技術的綜合調查表。下面，對這種類型的取心器，選擇具有代表性的一些例子進行介紹。

4.5.1 Schlumberger公司的MSCT（Mechanical Sidewall Coring Tool）

Schlumberger公司是全球最早研製水平鑽進取樣器的公司，它在1947年就推出了自己研製的旋轉式井壁取心器。但是由於當時的儀器設備復雜、操作需要高超的技術沒有能夠被廣泛使用，大約在1955年停止使用（王世圻，1998）。1985年Schlumberger公司又研製了一種新研製的硬岩側壁取樣裝置和方法———「Apparatus for Hard RockSidewallCoringinaBorehole」。這種取樣器綜合了各種旋轉式取樣器的特點，採用了先進的液壓技術，自動化程度比較高。圖4.11是Schlumberger公司在其網站上公布的最新的MSCT的圖片。

表4.4 旋轉式井壁取心技術調查表

圖4.11 MSCT 示意圖

據Schlumberger公司公布的MSCT的參數如下：

一次下井取心數量：標准配置50顆，可選20～75顆；

岩心尺寸：直徑23.4mm，長度可選38.1mm～44.4mm；取心效率：3～5min/顆；

耐溫：177℃，最高可達218℃；

耐壓：138MPa，最高可達172MPa；

儀器外徑：136.5mm；

儀器長度：9.54m；

儀器質量：340kg；

適用井徑：158.7～482.6mm，通過更換配件，最小可在127mm井內使用。

4.5.2 Halliburton公司的RSCT^TM（Rotary Sidewall Coring Tool）

美國的Halliburton公司也是為石油及天然氣行業提供產品及服務的供應商之一。該公司擁有RSCT^TM技術，這種技術最早是由Gearhart公司研製成功的。Halliburton公司於1988年收購了Gearhart公司。這種技術也就劃歸Halliburton公司名下。在德國進行KTB主孔6000～10000m孔段的取心設計時，曾將這種技術列為進行孔壁取心系統科研和開發的項目之一。圖4.12是這種系統的示意圖。圖4.13是Halliburton公司網站公布的RSCT^TM側壁取心鑽頭部分的圖片。

圖4.12 RSCT側壁取心鑽頭部分圖片

圖4.13 RSCT側壁取心鑽頭部分圖片

RSCT使用金剛石鑽頭垂直於鑽孔側壁進行鑽進，在鑽進的過程中時刻進行監控。在用伽馬射線進行深度定位之後，一個推靠臂延伸出來，將鑽具牢牢地固定在所要取心的地層上。一個以2000r/min進行旋轉的金剛石鑽頭從地層上切割下來一塊直徑為23.8mm，長度為45mm的岩樣。通過控制施加於鑽頭的鑽壓通過地面控制來使鑽進最優化。

當岩樣被切割下來之後，通過鑽頭一個輕微的垂直運動將岩樣從井壁上折斷取下來。然後，包含岩樣的鑽頭收縮回鑽具內部，岩樣被捅出，落到一個用來盛岩心的岩心筒裡面。指示器顯示出取心成功與否和所取岩心的深度。鑽具隨後准備進行下一個岩心點的取樣工作。

RSCT鑽具用來在密實地層進行取心，一個帶有金剛石切削刃的管狀鑽頭用來切割岩心，補取的岩心呈圓柱狀。圖4.14是RSCT獲取的井壁岩心照片。

這套系統在測井工程車或墊木上獨立於其他系統之外進行工作。它只需要交流電源。同時，還需要一個用來記錄γ射線相關數據的記錄儀器。這套井下裝置通過使用地面的控制面板進行控制。圖4.15是RSCT地面控制面板的照片。

圖4.14 RSCT獲取的井壁岩心照片

圖4.15 RSCT地面控制面板照片

RSCT鑽具有以下幾個特徵：

1）一個回次能夠鑽取30個或者更多個岩心；

2）能夠在大斜度測井系統或者撓性管測井系統上進行工作來獲取斜井、分支井和水平井中的岩心；

3）設計有岩心長度指示器，避免了在取心中靠猜測確定岩心的長度；

4）這套獨立的鑽具可以在第三方測井單元上工作。

Halliburton公司網站公布的RSCT的部分技術參數如表4.5所示。

表4.5 RSCT的技術參數表

4.5.3 Weatherford公司的RSCT（Rotary Sidewall Coring Tool）

Weatherford（威德福）公司也是一家著名的提供油氣鑽井及相關技術服務的跨國公司，它也提供有旋轉式井壁取心技術產品Rotary Sidewall Coring Tool（RSCT），其產品的結構示意圖如圖4.16所示。其取得的岩心圖片如圖4.17所示。

其部分技術參數如下：

鑽頭類型：金剛石鑽頭；

鑽頭轉速：2000r/min；

單次下井取心數量：25；

適用鑽孔直徑：152～324mm；

儀器直徑：124mm；

儀器長度：5.1m；

適用最高溫度：149℃；

適用最高壓力：138MPa；

儀器質量：159kg；

岩心尺寸：直徑24mm，長度44mm。

圖4.16 Weatherford公司旋轉式井壁取心器（RSCT）示意圖

圖4.17 Weatherford公司旋轉式井壁取心器取心照片

4.5.4 前蘇聯的旋轉式側壁取樣技術

前蘇聯是研製旋轉式井壁取樣器最早的國家，尤其經過近幾十年來的努力，不斷改進提高，在沉積岩鑽井中現已進入實用階段。以下為全蘇ВНИИТИ（研究所）推出的系列井壁取樣器具。

（1）СКО-8-9型取樣器

該取樣器是前蘇聯首次在油氣勘探井中獲得廣泛使用的側壁取樣器。它可與普通的測井設備儀器使用，並由КТБ-6三芯鎧裝電纜放入鑽孔內。

СКО-8-9取樣器可供在孔深達3500m的無套管鑽孔內進行側壁取心。如圖4.18所示，整套設備包括控制台1、操縱台2、升壓變壓器3、絞車4、測井電纜5，以及放入孔內的側鑽式取樣器。

圖4.18 СКО-8-9型多次取樣器設備連接圖

取樣器的工作順序是：將它下放到孔內的取樣孔段，由地表操縱台經測井電纜提供三相交流電，從而使取樣器的功能件起動，由此將取樣器壓緊在孔壁上，然後開始鑽進岩樣；當鑽具充分退出後（從操縱台可觀察到），使取樣器及其與之相連的功能件反轉，因此帶有岩心的鑽具及壓桿（推靠臂）退回；隨後停止供應電能，並將取樣器移到新的取樣孔段上。

СКО-8-9側鑽式取樣器如圖4.19所示，電能經測井電纜及電纜頭13供給，岩樣由鑲入鑽具6端部的鑽頭8來鑽出，電動機18經錐齒輪和正齒輪裝置來實現鑽具的回轉。在鑽進岩樣的過程中，藉助於壓桿19將取樣器壓在孔壁上，壓桿由活塞11推動。活塞泵3產生的液壓壓力使活塞在汽缸內運動，活塞泵也由電動機18帶動，也正是這個壓力作用在活塞與鑽具上，從而給回轉的鑽頭提供一個鑽進所必需的軸向力。軸向力的大小可藉助於給進調節器改變壓力的大小來調節，給進調節器的減壓閥通過微電機實現回轉。

在鑽進過程中，藉助於沖洗泵9由充滿在鑽孔內的液體將鑽屑沖洗出去，沖洗泵由取樣器的液壓系統啟動。整個取樣器及液壓系統均充滿變壓器油。取樣器內部的壓力由活塞或孔內壓力補償器14來補償。為了防止孔內液體進入取樣器的內部（如果任一密封元件密封失效時），補償器的彈簧便在取樣器內形成一個相對於鑽孔的過剩壓力。取樣器鑽進岩心的速度可在操縱台上通過改變變阻器20的阻力大小來控制，變阻器的滑塊與鑽具的活塞相連。

當鑽頭充分地鑽進孔壁之後，使電動機逆轉，並且改變液壓泵的回轉方向及液壓系統中液體的運動方向，從而使鑽具向後退出，並由岩心提斷器將岩心卡斷。岩心提斷器卡斷岩心是通過在加速-沖擊機構內產生的沖擊扭矩扭轉岩樣，同時拉緊鑽具來實現的。

在這種取樣器中，還包括一個備用的裝置，以便當鑽進過程中取樣器不能工作時能剪切鑽入孔壁內的一段鑽具，以及由彈簧10來拉緊壓桿（拉力為8～9kN）。

圖4.19 СКО-8-9型取樣器

圖4.19中的虛線代表取樣器的液壓迴路。在鑽具向前鑽進時，泵3通過閥1將液體壓入，並由干線16輸送到壓緊裝置的汽缸及沖洗泵9內，並且經給進調節器的活塞沿干線17輸送到鑽具6的活塞。電動機逆轉時，改變液體的流動方向，經干線4輸送到鑽具活塞和壓緊汽缸，液壓系統的壓力由閥2來調節。

（2）СКМ-8-9多次取樣器

СКО-8-9取樣器的使用表明，當保持最佳的鑽進規程參數，並且使用АСК-35/22金剛石鑽頭時，它可採集直徑為22mm，長度大於20mm的岩心。但是，隨著鑽孔深度的增加（>4000m），СКО-8-9的使用效率急劇下降，因為每個回次採集的岩樣數量少（最多為3個岩心），而且由於測井電纜的導線阻力增加，供給電動機的功率下降。因此研製了一種新型的СКМ-8-9取樣器，它能保證在一個回次中取到更多的樣品。

圖4.20 СКМ-8-9取樣器

圖4.20為СКМ-8-9取樣器的總圖。岩樣由鑽具6端部的鑽頭鑽進，動力電動機4經減速器5、16帶動鑽具回轉。在鑽進岩樣之前，藉助於壓桿17和活塞9將取樣器壓向孔壁，活塞是在液壓泵3形成的壓力作用下移動的，而液壓泵由電動機4轉動。鑽具的給進以及在卡斷岩心之後返回是藉助於活塞15並經作用在桿7上的拉桿11來實現的。鑽出的岩心彼此壓出，並落入盒8中，鑽進岩心時所需的軸向荷載由扼流型遙控調節器來調節，其大小取決岩層的性能。鑽屑通過沖洗泵的活塞12往復運動來實現沖洗，沖洗泵的上腔通道與鑽具的內腔相連。活塞口在液壓系統壓力的作用下周期性地移動，液壓系統先對動力活塞起作用。在鑽進過程中，根據鑽具鑽進感測器14阻力的變化來控制鑽具6的鑽進速度。取樣器內工作液體的壓力藉助於活塞式壓力補償器1來補償。為了處理取樣器內的事故，採用彈簧10來拉緊壓桿17。

使用表明，與СКО-8-9相比，СКМ-8-9取樣器具有下述優點：

1）一個回次中能進行多次采樣；

2）電動機的液壓保護較好；

3）改進了鑽具的沖洗系統和鑽進過程，岩樣的質量好；

4）簡化了取樣器的操作。

（3）СКТ-1耐熱型取樣器

隨著鑽孔深度的增加，孔內的溫度也會增加，當溫度高於100℃時就不宜使用СКМ8 9型取樣器。為此，研製了一種可在孔深達5000m，溫度為150℃的條件下使用的耐熱型取樣器，這種取樣器中各功能件採用機械驅動，並且採用獨立的沖洗裝置。

圖4.21為СКТ-1耐熱型取樣器。電纜頭接入輸入端密封的發光橋；補償器2用來平衡取樣器內部工作液體的壓力和孔內壓力；與驅動件相連的電動機3實現功能件的回轉及移動（將取樣器壓向孔壁，鑽具的回轉、給進和沖洗）；驅動件與外殼相連，外殼內布置有所有的執行機構。

萬向軸6將回轉傳遞給鑽進部件15，鑽進部件可引導桿14軸向移動。鑽具的內部有岩心提斷器，鑽頭擰入岩心提斷器的端部。鑽具在橡皮填料盒內回轉，這樣可密封外殼內部的腔體。在鑽具15的外殼上具有銷16，以固定與取樣器的軸線傾斜的仿形尺12。螺母7與仿形尺相連，而螺母可與驅動件4的導動螺桿13相互作用。仿形尺12還與沖洗活塞21相連。在外殼的下部布置有礦泥收集器22，收集器的腔體經旁道20與鑽具的內腔相連。為了存放鑽出的岩樣，使用岩心接收盒，並固定在可拆式蓋24上。

壓桿裝置23鉸接式地固定在外殼上，並通過操作把11和安全銷10將它與螺母9的卡爪相連，螺母與驅動件的絲桿8相互作用。鑽具15中具有岩心卡斷機構17、18、19和制動機構5，岩心卡斷機構在向前鑽進到達端點時起動。

СКТ-1取樣器的工作原理是：當取樣器固定在給定的取樣位置後，開動電動機3以驅動驅動件4，萬向軸6，導動螺桿13和絲桿8同時轉動。絲桿8帶動螺母9運動，從而使壓桿23以一定的壓力將取樣器壓緊在孔壁上，此後，絲桿8停止轉動。同時，螺母7與螺母9一起沿軸向移動，從而使仿形尺移動。仿形尺的移動實現了鑽具的回轉及鑽頭的給進，並使鑽具沖洗系統的活塞21移動。

在鑽具行程的終點，開動岩心卡斷機構17、18、19以及取樣器的制動機構5。制動機構是一對圓錐形摩擦式離合器，它作用在中心軸及電力拖動上（當仿形尺的端部與制動套筒相互作用時）。

圖4.21 СКТ-1耐熱型取樣器

當取樣器停止之後（可從操縱台上觀察到，因為這時電流急劇增加），使電力拖動逆動，並拉緊壓桿及鑽具。當執行機構恢復到原位時，安裝在驅動件內的棘輪機構使中心萬向軸停止轉動，因此，在不回轉鑽頭時拉緊鑽具，這樣排除了鑽頭的擰出，制動系統的圓錐體也不會妨礙起動（電動機逆動時）。驅動件實現鑽具的快速拉緊，給定的仿形尺形狀能保證先拉緊活塞，然後拉緊鑽具這一順序，這樣才能由沖洗液將鑽出的岩樣吸入岩心接收盒。

試驗表明，與СКМ-8-9取樣器相比，尤其是在深度大，溫度高的鑽孔內使用時，СКТ-1取樣器具有以下優點：

1）由於沒有齒輪泵（幾乎消耗電動機的一半功率），大大提高了取樣器的驅動效率；2）由於沒有調節閥、減壓閥、滑閥分配器，以及大量的液壓干線和密封元件，因此提高了取樣器在深孔中工作的可靠性；

3）採用了獨立的沖洗系統，改進了岩心鑽進過程；

4）由於採用強制性的岩心卡斷機構，並用液壓方式將岩心送入接受盆中，因而提高了岩樣的採取率；

5）降低了由於鑽頭擰下而使取樣器無法采樣的次數；

6）減輕了取樣器的操作、預檢及修理工作。

表4.6列出了前蘇聯系列側壁取樣器的部分技術參數。

表4.6 前蘇聯側壁取樣器技術參數表

4.5.5 國產旋轉式井壁取心技術

我國旋轉式井壁取心技術研製起步較晚，剛開始主要是從國外油服公司引進同類儀器，但是實際應用效果不太理想。1986年，河南油田測井公司與北京航天自動控制研究所（航天一院12所）歷經8年科技攻關，研製出了HH-1型旋轉式井壁取心器（田學信，2000），見圖4.22。

圖4.22 HH-1旋轉式井壁取心器

該裝置基本上是對Halliburton公司RSCT取心器的仿製，主要改進是在Halliburton公司產品一個推靠臂的基礎上又增加了兩個推靠臂，增加的兩個推靠臂為輔助推靠臂，但在實際使用中，發現兩個輔助推靠臂所起的作用不是太大，因此，這種井壁取心器的實際使用效果也不是十分理想。

由於HH-1旋轉式井壁取心器的使用效果不是很理想，國內一些公司在它的基礎上又進行了一些研發和改進，保留了HH-1型的內部執行機構，改進後的使用效果仍然不是十分滿意。在眾多改進中，北京華能通達能源科技公司的工作相對比較突出。該公司生產的井壁取心器命名為FCT（Formation Coring Tool）旋轉式井壁取心器（圖4.23）。該儀器部分技術參數如下：

長度6.8m；重量180kg；最大直徑127mm；一次下井可取岩心數量25顆；岩樣尺寸直徑25mm，長度50mm；耐溫150℃；耐壓100MPa。

目前，國內還能提供旋轉式井壁取心技術服務的公司還有中海油田（COSL）和中油測井（CNLC）兩家公司。這兩家公司的取心器主要是引進國外的同類產品或者是對國外產品的仿製。

圖4.23 FCT旋轉式井壁取心器

Ⅶ 化工管道取樣閥必須是雙閥在哪個標准中規定

通常由兩個連接的球閥組成，其特點是取樣安全、穩定。在取樣過程中，首先關閉雙聯開啟閥中靠近設備和管道的A閥門，而後開啟B閥門，讓介質流入兩個閥門之間的空間，而後關閉B閥門開啟A閥門，將取樣器皿放置在取樣口盛放取樣介質。
化工工藝設計手冊（第四版下冊）
P169-6.4.8-c：取樣閥啟閉頻繁，容易損壞，因此取樣管上一般裝有兩個閥，其中靠近設備的閥為切斷閥，經常處於開放狀態，另一個閥為取樣閥，只在取樣時開放，平時關閉。