氣液柱狀旋流式分離器先進控制策略研究.pdf

1、氣液柱狀旋流式分離器(Gas-Liquid Cylindrical Cyclone，GLCC)作為一種集成分離裝置以其重量輕、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、便于安裝和操作等優(yōu)點日益受到歡迎，并越來越多地用于替代傳統(tǒng)的分離裝置。在眾多的用途里石油工業(yè)中的GLCC多相流計量系統(tǒng)是該分離器一種重要的應(yīng)用場合，為滿足油氣田計量站對油氣井產(chǎn)出物各相的計量，氣液混合物需要在GLCC中預(yù)先進行分離，決定分離性能好壞的重要指標(biāo)是分離裝置內(nèi)部液位壓力的波動大小。

2、為了實現(xiàn)良好的分離效果和最終精確的計量性能，必須在GLCC中引入控制系統(tǒng)以保證在多相流作用下內(nèi)部液位壓力的穩(wěn)定。
　　 本文通過在控制策略中將復(fù)雜的多相流流動特性等效為分離裝置入口端液相流速和氣相流速的變化，對在多相流作用情形下能夠保證GLCC分離裝置良好分離效果的控制策略進行研究以提高液位及壓力對各相流速變化的抗擾性能。
　　 在對GLCC模型分析和現(xiàn)有控制策略研究的基礎(chǔ)上，本文首先對GLCC分離裝置變量間的耦合情況進

3、行了理論分析，以便深入地進行控制策略的研究設(shè)計。
　　 在GLCC現(xiàn)有的固定參數(shù)PID進行控制的基礎(chǔ)上，本文引入了模糊自整定PID控制策略并提出了一種初始參數(shù)選取方法，通過仿真驗證了控制效果的改善。
　　 為進一步提高GLCC分離裝置韻抗擾性能，本文在GLCC控制策略設(shè)計中引入了魯棒H∞指標(biāo)和H∞/H2馬指標(biāo)描述各相流速變化及噪聲對液位壓力的擾動，通過優(yōu)化該指標(biāo)獲得了抗擾性能的改善和分離性能的提升。
　　 在針對