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磁翻板式液位計(jì)檢測(cè)誤差的修正方法
大慶油田目前使用了大量的液位計(jì)和油水界面計(jì),統(tǒng)稱為液位計(jì)。按照功能分為基地式與遠(yuǎn)程式兩大類,主要類型包括浮子式,浮球式,浮筒式,壓力式,電容式,電導(dǎo)式,反射式等。
在油田生產(chǎn)中,液位計(jì)主要應(yīng)用在兩方面,一是應(yīng)用在過(guò)程控制系統(tǒng)中,另一個(gè)方面是應(yīng)用在保證生產(chǎn)系統(tǒng)的緊急關(guān)斷系統(tǒng)中,由此可見,液位計(jì)在油田生產(chǎn)中至關(guān)重要。因而液位計(jì)的檢定工作更是至關(guān)重要,只有保證了液位計(jì)的準(zhǔn)確可靠才能保證其在生產(chǎn)運(yùn)行中的重要作用。在測(cè)量油田中轉(zhuǎn)站罐體液位的各種液位計(jì)中,因考慮到環(huán)境因素,儀器成本,以及維護(hù)成本等多方面因素,磁翻板式液位計(jì)使用***為廣泛。
1 磁翻板式液位計(jì)的工作原理
磁翻板液位計(jì)是根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成,所以也被稱為磁性浮子液位計(jì)。磁翻板液位計(jì)的工作腔體一般與被測(cè)容器平行豎直連通,根據(jù)連通器原理,當(dāng)容器中的液位有升降變化時(shí),磁翻板液位計(jì)腔體管中的液位也會(huì)隨之變化,液體帶動(dòng)其中的磁性浮子運(yùn)動(dòng),浮子內(nèi)的***磁體通過(guò)磁耦合傳遞到磁翻柱指示器,驅(qū)動(dòng)紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)。液位上升時(shí)翻柱由白變紅,液位下降時(shí)翻柱重新由紅變白,紅白線交接處即為被測(cè)容器內(nèi)液位的實(shí)際高度。同時(shí)帶有遠(yuǎn)傳功能的磁翻板液位計(jì),在液位變化時(shí),液位傳感器在浮球的磁力作用下,輸出變化的電阻信號(hào),再經(jīng)變送器把電阻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào),傳送到遠(yuǎn)傳二次表。
2 磁翻板式液位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的誤差
2.1 溫度影響磁翻板式液位計(jì)產(chǎn)生的誤差目前現(xiàn)場(chǎng)使用的磁翻板式液位計(jì)都與被測(cè)罐體豎直平行連接。在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)儀表上的讀數(shù)尺即可知道被測(cè)罐體液位高度。帶有遠(yuǎn)傳功能的儀表,即可在二次表上讀數(shù),非常方便快捷。但往往儀表示值與二次表遠(yuǎn)傳示值不一致的情況常有出現(xiàn)。
造成這一情況的原因有很多種,其中有測(cè)量誤差的疊加,或者在異常狀態(tài)下出現(xiàn)的失準(zhǔn)。但根據(jù)實(shí)驗(yàn),這一問(wèn)題的關(guān)鍵來(lái)自于溫度的變化引起的計(jì)量誤差。磁翻板液位計(jì)的工作原理簡(jiǎn)略的說(shuō)就是物理學(xué)上連通器的原理。正常情況下被測(cè)罐體與磁翻板液位計(jì)腔體內(nèi)的液體高度必然相等。但是實(shí)際使用時(shí)的情況是:被測(cè)罐體體積相對(duì)很大,為了保護(hù)罐體在惡劣環(huán)境下的安全運(yùn)行,其外部都包裹一層鐵皮防止腐蝕,也起到了保溫的作用。因此罐內(nèi)液體溫度變化不大。然而磁翻板式液位計(jì)常年至于罐體外側(cè),其受外部環(huán)境因素影響很大。
理論情況下,罐內(nèi)A 點(diǎn)的壓力值與液位計(jì)腔體內(nèi)的B點(diǎn)壓力相同。即ρ(A)H(A)=ρ(B)H(B)。H 為液位高度,但是在A,B 兩點(diǎn)溫度不等的情況下,其液體密度改變,即ρ 值發(fā)生變化,自然罐內(nèi)液位與罐外液位計(jì)腔體內(nèi)液位高度就會(huì)不一樣,繼而產(chǎn)生計(jì)量誤差。
2.2 其他因素影響磁翻板式液位計(jì)產(chǎn)生的誤差
①磁翻板液位計(jì)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用,很大一部分應(yīng)用在氣液二項(xiàng)混合的罐體,被測(cè)液體為多組分,其綜合密度變化更大;②在冬季生產(chǎn)時(shí),外部環(huán)境溫度多在0 度以下,極易磁浮子與管壁凍結(jié)或者卡頓,繼而產(chǎn)生的示值異常。
3 磁翻板式液位計(jì)的誤差修正
3.1 檢測(cè)儀表示值的誤差
對(duì)某采油廠3.6m 高的臥式罐所使用的磁翻板式液位計(jì)進(jìn)行五組溫度測(cè)量試驗(yàn),得到結(jié)果如下表所示:
經(jīng)試驗(yàn)測(cè)算可知,由內(nèi)外溫度差引起的磁翻板液位計(jì)計(jì)量誤差實(shí)際存在,需要對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
3.2 檢測(cè)儀表示值的誤差修正
儀表的顯示原理基于P=ρgH,可得液位高度H=P/(ρg),分別列出被測(cè)罐內(nèi)和罐外的壓力平衡公式,兩個(gè)相比,即可得出結(jié)論:
用罐體設(shè)計(jì)給定的密度與工況密度之比,再乘以儀表顯示的液位值得出的數(shù)值。即可完成對(duì)磁翻板液位計(jì)的誤差修正。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,自動(dòng)化計(jì)量?jī)x表的使用逐漸增多,其中液位計(jì)使用廣泛,在油田發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用,因此液位計(jì)的校準(zhǔn)工作變得尤為重要,本文主要針對(duì)磁翻板式液位計(jì)檢測(cè)液位時(shí),因溫度變化引起密度改變而造成的計(jì)量誤差。如何對(duì)誤差進(jìn)行修正的問(wèn)題進(jìn)行了論述。具有一定的理論意義。