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翻柱式浮子液位計在甲醇罐、污水灌應用分析
發布時間：2020-12-30 13:08:26??點擊次數：2139次
摘要：作業六區集氣站分離器、甲醇罐、污水灌區大部分使用翻柱式浮子液位計。近年來，該類型液位計出現了浮球腐蝕穿孔、浮筒腐蝕結垢、頂桿下端鎖銷腐蝕斷裂、磁性面板與浮球對應轉換失靈等故障，此類問題在不同程度上影響集氣站正常生產，結合現場實際運行選用磁致伸縮式液位計在該區南10站現場試驗，應用效果表明磁致伸縮式液位計具有安裝簡單、故障率低、計量準確和經濟效益明顯等優點，可以推廣到其它集氣站投入使用。
1、集氣站液位計運行現狀
作業六區集氣站使用的液位計主要有2種，一是翻柱式浮子液位計，按安裝類型分為頂裝式和側裝式，主要應用于分離器、污水灌、甲醇罐液位計量，此類液位計共計有56具；二是玻璃板液位計，主要應用于甲醇罐液位計量，目前南22站、南35站、南39站甲醇罐安裝玻璃板液位計。
通過表1可以總結集氣站翻柱式浮子液位計主要存在以下幾種故障：
(1)浮球腐蝕穿孔，此類問題比較常見。
(2)浮筒腐蝕結垢。
(3)頂桿下端鎖銷腐蝕斷裂。
(4)磁性面板與浮球對應轉換失靈。
2、集氣站液位計類型
目前國內氣田引用的液位計種類較多，主要有如下幾種類型：
(1)超聲波液位計
超聲波液位計測量原理為超聲波發出記錄一個時間點，接受記錄一個時間點，一般介質、相對恒定溫度下傳播速度為恒量，由聲波的發射和接收之間的時間與速度來計算傳感器到被測物體的距離。
①優點
無機械可動部分，可靠性高，安裝簡單、方便，屬于非接觸測量，且不受液體的粘度、密度等影響精度比較低。
②缺點
測試容易有盲區。不可以測量壓力容器，不能測量易揮發性介質。
(2)電容式液位計
電容式液位計采用測量電容的變化來測量液面的高低。它是一根金屬棒插入盛液容器內，金屬棒作為電容的一個*，容器壁作為電容的另一*。兩電*間的介質即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數ε1和液面上的介電常數ε2不同，比如：ε1》ε2，則當液位升高時，兩電*間總的介電常數值隨之加大因而電容量增大。反之當液位下降，ε值減小，電容量也減小。所以，可通過兩電*間的電容量的變化來測量液位的高低。電容液位計的靈敏度主要取決于兩種介電常數的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保證液位測量準確，因被測介質具有導電性，所以金屬棒電*都有絕緣層覆蓋。
①優點
傳感器無機械可動部分，結構簡單、可靠、精確度高，消耗電能小，動態響應快；維護方便，壽命長。
②缺點
被測介質需為導電率不低于10-3S/M的非結晶導電液體。被測液體的介電常數不穩定會引起誤差。
(3)靜壓式液位計
一般來說，均勻液體的壓強與高度成正比，靜壓式液位計利用專用壓力表測量基準面上液柱的靜壓就可測得介質液位。該液位位置與介質密度與測量儀器有關，計算公式P=ρgh。
①優點
普及范圍廣,容易校準。
②缺點
精度比較差,價格較高。
(4)磁致伸縮式液位計
傳感器的電路在波導絲上激勵出脈沖電流，該電流沿波導絲傳播時會在波導絲的周圍產生脈沖電流磁場。脈沖電流磁場與浮子產生的磁場相遇，在相遇空間產生一個扭轉波脈沖，脈沖沿波導絲傳回并由檢出機構檢出，通過測量脈沖電流與扭轉波的時間差可以精確地確定浮子所在液面位置，
優點
①儀表結構簡單，施工方便，安裝成本低。
②使用非接觸的敏感元件，無損耗器件，長期可靠耐用。
③輸出信號為絕對位置輸出，對介電常數、氣相組份、溫度、壓力等參數的變化不存在信號漂移或變值的情況，且無需定期標定和維護。④在大致相同或較低的成本下，比起其它以電容、壓力、機械式、超聲波及磁浮裝置等的測量系統有明顯的優勢，提供了更多測量參數、更高精度、更好的穩定性和更佳經濟效益。
對以上幾種液位計，從性能、施工情況、操作性以及經濟性等方面進行技術比較，見表2：
通過對以上幾種液位計進行技術比較，同時結合生產實際，確定選用磁致伸縮式液位計在南10站分離器、污水灌液位計量中做效果試驗。3、磁致伸縮液位計的應用
3.1 測量原理
南10站試用磁致伸縮液位計類型為ACD-1DL系列，該類型液位計主要傳輸部分為：波導絲、浮子磁環、永久磁環、傳輸部分及檢測機構等部分組成。傳感器的電路在波導絲上激勵出脈沖電流，該電流沿波導絲傳播時會在波導絲的周圍產生脈沖電流磁場。脈沖電流磁場與浮子產生的磁場相遇，在相遇空間產生一個扭轉波脈沖，脈沖沿波導絲傳回并由檢出機構檢出，通過測量脈沖電流與扭轉波的時間差可以精確地確定浮子所在液面位置。
磁致伸縮液位計的技術優勢，磁致伸縮液位計適合于高精度要求的清潔液位的液位測量，精度達到1mm，*新產品精度已經可以達到0.1mm。磁致伸縮液位計還可應用于兩種不同液體之間的界位測量。
3.2 技術性能指標
3.2.1 技術參數
3.2.2 結構特性
3.3 現場試用
結合現場實際，我區2013年11月份選取南10站分2/1、分2/2及污水罐處安裝磁致伸縮液位計做試驗。
3.4 應用效果評價
(1)儀表結構簡單，施工方便。
ACD-1DL系列液位計浮球環套于遠傳桿上，遠傳桿與表頭固定連接，儀表結構設計簡單，安裝快捷，只需要法蘭連接，施工方便。
計量精確，液位數字的變化不存在信號漂移或變值的情況，且無需定期標定和維護。
磁致伸縮式液位計出廠是根據用戶提供的“上密度”和“下密度”確定浮子的重量。在測量界面時，實際上是浮子浮在界面上，所受的浮力和重力相等。公式為:W=F=Vlpl+(V-Vl)p2 W—浮子重量；F—浮子受到的浮力；V1—浸入下液體的體積；V—浮子體積。
脈沖電流轉在波導絲產生電流磁場，電流磁場與脈沖電流相遇產生扭轉波脈沖，脈沖沿波導絲傳回并由檢出機構檢出，通過測量脈沖電流與扭轉波的時間差可以精確地確定浮子所在液面位置，而且液位數字的變化不存在信號漂移或變值的情況，且無需定期標定和維護。
從上表可以看出，實際值與內儀表顯示差值*大16mm，調整以后差值降低到8mm，在允許精度0.5FS%之內，在液位計試用期間反復調試以后，誤差都在10mm之內，允許*大誤差18mm。精度高，誤差小。
(2)故障率降低，減輕員工勞動強度
如上表6：ACD-1DL系列液位計故障率較低，平均值約1次，同比磁浮子液位計故障率平均值4次，浮球損耗ACD-1DL系列液位計為0個，同比磁浮子液位計浮球損耗約2個。ACD-1DL系列液位計故障率大大降低，減輕了員工勞動強度。
(3)存在問題
液位計試用階段，南10站分2/2液位計遠傳數據傳回電腦，電動球閥無法自動排液，經排查為該液位計遠傳桿傳輸信號轉換結構損壞，廠家更換遠傳桿后液位計運行正常。
4、結論與建議
經過磁致伸縮式液位計在南10站現場運用，我們可以得出以下結論：
(1)儀表結構簡單，施工方便，節約成本；
(2)計量精確，液位數字的變化不存在信號漂移或變值的情況，且無需定期標定和維護；
(3)故障率降低，浮球損壞率低，減輕員工勞動強度；
(4)磁致伸縮式液位計運行參數穩定，性能穩定；
(5)磁致伸縮式液位計應用還需繼續跟蹤分析，建議在區其他站應用推廣實施。
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