水力除焦在线监测光纤F-P传感系统研究

摘要

延迟焦化是当今石油炼制生产过程中非常重要的工艺过程，水力除焦作业是延迟焦化生产过程中的重要环节和关键工艺过程，其工作原理为利用高压水的冲击力持续冲击焦炭塔塔壁，冲垮焦炭并使其脱落，脱落的焦炭从底部的溜槽中清除出塔。目前，国内通常是操作工人通过观察塔底部溜槽中的焦炭水混浊程度，并聆听除焦过程的声音来判断除焦的程度。导致除焦作业能耗大、工作效率低、工人劳动环境恶劣且强度大。
　　针对现有除焦作业的弊端，本论文研究一种焦炭塔水力除焦进程实时监测的光纤传感系统，通过对拾取的焦炭塔水力除焦过程中的声频信号分析，获得焦炭水力除焦进程和除焦的干净程度，本论文取得如下研究成果：
　　1.本文分析了水力除焦的原理及工艺特点，结合光纤传感监测技术的特点，研究了一种基于光纤Fabry-Perot(F-P)声学传感器监测水力除焦进程的光纤传感系统。
　　2.本文根据焦炭塔水力除焦的特点，设计并制备了光纤F-P声学传感器，同时搭建了一种光纤F-P声学传感解调系统，初步完成了基于LabVIEW的数据采集和频谱分析等信号处理软件编程。
　　3.本文在实验室和焦炭塔上进行了在线监测实验研究，实验表明：通过对该系统拾取的声频信号的分析，可获得水力除焦中焦炭塔焦炭的干净程度。
　　论文涉及了光纤F-P传感器的设计、制作，并在石化焦炭塔进行了安装实验，完成了基于LabVIEW的数据采集和频谱分析等信号处理软件编程，对采集的大量数据进行分析后，初步探索到焦层厚度变化与声频信号之间的关系和规律，从而判断出水力除焦的工作情况，为促进水力除焦的自动化提供了有力的依据。

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第1章 绪论

1.1课题的提出

1.1.1 研究背景

1.1.2 国内外研究现状

1.2选题的意义

1.3本文的主要工作和创新点

1.3.1 研究内容和章节安排

1.3.2 本论文的创新点

第2章 光纤F-P声学传感器

2.1光纤F-P声学传感器的原理

2.1.1 光纤 F-P传感器的结构与原理

2.1.2 光纤 F-P传感器的频率响应

2.2传感器的解调技术

2.3 本章小结

第3章 基于光纤F-P传感的水力除焦在线监测研究

3.1水力除焦监测实验总体方案设计

3.2光纤F-P声学传感监测实验

3.2.1光纤F-P声学传感器的模拟实验

3.2.2光纤F-P声学传感器的布置方案

3.3基于LabVIEW的数据采集与处理

3.3.1声频信号的数据采集

3.3.2数据采集软件编程

3.3.3声频信号的数据处理

3.4 本章小结

第4章 监测结果与分析

4.1除焦状态声频信号的结果与分析

4.1.1除焦状态切焦钻具在传感器较近处

4.1.2除焦状态切焦钻具在传感器较远处

4.2 本章小结

第5章 总结与展望

5.1本文工作总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

读硕士学位期间发表的学术论文