1磁致伸縮液位計概況

1.1磁致伸縮液位計工作原理

        磁致伸縮液位傳感器是采用磁致伸縮原理開(kāi)發(fā)出的新一代高精度液位測量產(chǎn)品，它具有高精度，穩定可靠，壽命長(cháng)，結構精巧，環(huán)境適應性強，安裝方便，輸人浦俞出多種選擇等特點(diǎn)，與其他液位變送器和液位計相比有明顯的優(yōu)勢，可廣泛應用在石油化工制藥食品飲料等各種液罐的液位計量和控制。

        該產(chǎn)品主要由測桿、電子倉和套在測桿上的非接觸的浮球組成。測桿內裝有磁致伸縮線(xiàn)(波導絲)，測桿由不導磁的不銹鋼管制成，可靠地保護了波導絲。工作時(shí)，由電子倉內電子電路產(chǎn)生一起始脈沖，此起始脈沖在波導絲中傳輸時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生了一沿波導絲方向前進(jìn)的旋轉磁場(chǎng)，當這個(gè)磁場(chǎng)與浮球中的永久磁場(chǎng)相遇時(shí)，產(chǎn)生磁致伸縮效應，使波導絲發(fā)生扭動(dòng)，這一扭動(dòng)被安裝在電子倉內的拾能機構所感知并轉換成相應的電流脈沖，通過(guò)電子電路計算出兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間差，即可精que地測出被側液位值。

1.2、磁致伸縮液位計的安裝

        為確保磁致伸縮液位計測量的準確性，應特別注意其安裝方法:

        (1)產(chǎn)品應垂直安裝，安裝斜度不能大于50。環(huán)境溫度在一40℃一120℃。安裝區域要求有避雷裝置。

        (2)安裝時(shí)，浮球與容器壁(或安裝管)互不接觸，且浮球上下活動(dòng)靈活，安裝螺紋與容器連接牢固，電器接觸良好。

        M24 VDC電源紋波不得大于50 mV。電源地線(xiàn)要接在標準地或標準的儀表地，不可接在動(dòng)力地上。

        (4)法蘭式安裝，浮球安裝方向，有T標記的半球應在液面之上傳感器安裝時(shí)盡量院秒振動(dòng)和進(jìn)出料口。

1.3、磁致伸縮液位計浮球的選用

        為了實(shí)現對沉降雄水位、液位及乳化層的測量，關(guān)鍵在于浮球的選用，合適的浮球能夠有效的提高其測It的精準性。

1.3.1工作壓力、介質(zhì)密度及耐鹿性性

        (1)工作壓力:采油廠(chǎng)沉降峨及凈化罐，峨內壓力一般在

0.3 MPa-0.4 MPa;因此所選浮球的耐壓等級#小必須是1 MPa;如果小于此壓力，則浮球可能會(huì )被壓爆，導致浮不起來(lái)。

        (2)介質(zhì)密度:浮球的密度必須小于介質(zhì)的密度才能浮于介質(zhì)上;浮球與介質(zhì)的密度差要大于0.04g/m3;油位浮球的密度0.75g/m3，小于油的密度0.841 1g/m3;水位浮球密度0.91，小于水的密度1.02g/m3;乳化層的浮球密度0.88g/m3-0.89g/m3,小于乳化層的大概密度0.92362g/m30

        (3)耐腐蝕性:浮球的材質(zhì)必須能耐介質(zhì)腐蝕，如果不能耐腐蝕，則浮球被腐蝕后介質(zhì)就會(huì )進(jìn)人浮球內部導致浮不起來(lái)。如果用316材質(zhì)的浮球，浮球內孔焊縫容易被腐蝕，導致浮球下沉到嫩底，從而測盤(pán)不準確;如果直接用聚四氟材質(zhì)的浮球，聚四氟材質(zhì)本身的密度比較大，不能浮在油面上;只有用316材質(zhì)，選用抗高溫磁粒，在高溫下噴涂聚四氟不會(huì )導致消磁，才能保證浮球既耐H2$的腐蝕，又能浮于油面上。

 

    計算說(shuō)明:

        ①設定乳化層中油含A高于5l%時(shí)為油，低于10%時(shí)為水;

        ②根據此計算，取平均值，計算出乳化層密度為0.923 62 glcm3;此密度值與油54%水46%計算出來(lái)的值0.92364沙m3基本一致，可以據此判定乳化層中油水的比例，從而確定浮球的配重;

        ③根據油、水、乳化層密度值，分別選配不同密度的浮球;浮球密度

小于所側介質(zhì)密度;

        ④測油位選用M號浮球，測水層選用101號浮球;測乳化層的浮球根據實(shí)際情況配重，密度控制在0.88g/m3-0.89g/m3，用M號浮球加上配重片、配重桿進(jìn)行配重;

        ⑤重油及油泥多的沉降雄測水層時(shí)多選用L號浮球;

        ⑥輕質(zhì)油比較多的區域，乳化層比較薄(小于8 cm)，而兩個(gè)浮球間的#小間隙至少要10 cm，此種工況下建議是選用M,N號浮球進(jìn)行側A油和水層，不測量乳化層。

 

1.3.2配重片的選用

        確定了介質(zhì)密度，就可以確定浮球的密度，從而選擇滿(mǎn)足技術(shù)要求的浮球。油位浮球、水位浮球的密度基本是由316不銹鋼材質(zhì)確定的，乳化層浮球則需要進(jìn)行配重。

  

        配重片有三種規格:大配重片，外徑φ52，厚度4 mm，質(zhì)量15 g;中配重片，外徑φ35，厚度3 mm，質(zhì)量4g(帶螺紋);小配重片，外徑φ35,厚度3 mm，質(zhì)量3.6g。

        配重桿的規格:長(cháng)桿長(cháng)度218 mm，質(zhì)量42.5 g;短桿長(cháng)度

118 mm，質(zhì)量17.1g。

        配重片的選用根據實(shí)際情況來(lái)確定，無(wú)論測量幾個(gè)液位高度，油位浮球不需要做配重，乳化層浮球和水位浮球需要配重。

1.3.3浮球的配重

    (1)乳化層浮球的配重:若乳化層厚度一直比較大(長(cháng)期超過(guò)200 mm)，則用短配重桿，加上大配重片2片，中配重片I片，小配重片2片進(jìn)行配重，然后放人罐內進(jìn)行測量，誤差在50 mm以?xún)葎t不用調整，如果誤差超過(guò)100 mm，則調整中配重片和小配重片的數量。

    若乳化層厚度比較小(100 mm-200 mm，甚至小于100 mm),則用長(cháng)配重桿，配1片大配重片、1片中配重片進(jìn)行配重，然后放人罐內進(jìn)行測量，誤差在50 mm以?xún)葎t不用調整，如果誤差超過(guò)100 mm，則調整中配重片和小配重片的數量。

        (2)水浮球的配重:水浮球的配重一般是短配重桿、大配重片1片，中配重片2片，小配重片2片進(jìn)行配重。

 

1.3.4數據處理

        (1)磁致伸縮液位計輸出標準R斜85協(xié)議，站控DCS系統讀取此協(xié)議并進(jìn)行計算處理;

        (2)處理過(guò)程:

        ①讀取的水位浮球的值，即為水位高度值;

        ②讀取的乳化層浮球測量值，減去水位浮球測量值，即為乳化層厚度;

        ③讀取的油位浮球測量值，減去乳化層浮球測量值，即為油層厚度;

        ④讀取的油位浮球測量值，也為罐內總液位高度;此高度可能高于沉降罐溢流口也可能低于盜流口。

2、三液位磁致伸縮液位計的現場(chǎng)試驗

        對Y,W,L三個(gè)站的數據進(jìn)行了采集及對比分析，試驗情況如下:

        跟蹤Y站油水界面測量情況，發(fā)現當人工探測小于15 cm時(shí)，自動(dòng)探測一直處于14 cm.

 

        跟蹤w站沉降罐油水界面數據采集情況，發(fā)現油水界面差值一直在5 cm左右波動(dòng)，從6月20日后成為死值。

 

        跟蹤L站沉降罐油水界面數據采集情況，發(fā)現油水界面差值一直在5 cm左右波動(dòng)，單液位誤差在2 cm左右，滿(mǎn)足應用。

 

        對三個(gè)沉降罐液位計抽取進(jìn)行查看，發(fā)現Y站浮球卡死，w站油泥嚴重，L站設備正常。

        因此，為確保液位計的精度，需采取一定的維護保養措施。

        ①每季度周期性清理液位計，保證內部元件正常工作;

        ②每月進(jìn)行數據校準工作，維持數據精度99.9%;遭對液位計歷史數據進(jìn)行電子存檔，結合故障發(fā)生分析液位計使用特性，以半年為期限對產(chǎn)品進(jìn)行效果評價(jià)。

        10月中旬，對上述站點(diǎn)的液位計重新進(jìn)行調整安裝，經(jīng)過(guò)一個(gè)月的跟蹤，效果良好，達到預期目標。

3、結論和認識

        經(jīng)過(guò)為期一年的試點(diǎn)運行，通過(guò)對現場(chǎng)數據采集、傳輸、誤差以及全年運行故津率的追蹤落實(shí)，比對其他液位計使用情況，針對三液位液位計的使用穩定性和精度做了深人研究。三液位磁致伸縮液位計的安裝，不僅有效的提升了液位測a的精度，更在油水界面和乳化層厚度的測量上有所突破，實(shí)現了三液位的在線(xiàn)連續監測，保證了大型站點(diǎn)的正常生產(chǎn)要求。

3.1、相比同類(lèi)產(chǎn)品，側A精度#離

        通過(guò)與其他液位計進(jìn)行對比發(fā)現，磁致伸縮液位計在實(shí)際應用中能夠保證0.1%±lcm的精度要求，同類(lèi)液位計使用精度為:靜壓液位計4.7%±5 cm，導波液位計2.3%±2 cm，精度等級提升了一個(gè)量級，對于生產(chǎn)計盆更加精準。

        該液位計不但精度高、數據傳輸穩定，安裝使用也十分便捷，便于后期的清理工作、維護工作開(kāi)展，在不影響生產(chǎn)情況下保障生產(chǎn)、助力生產(chǎn)。

3.2、實(shí)現液面、水面、乳化層數據的同時(shí)采集

        不同于傳統液位計，三液位磁致伸縮液位計所具備的三種液面同時(shí)采集功能大大簡(jiǎn)化了測量系統的整體應用，對于油儲設備的位移測量更加全面，具有結構模塊化、功能集中化的現代電子產(chǎn)品特色，對于大型站點(diǎn)儲油罐的應用具有較強的實(shí)際意義。

 

3.3、降低安全風(fēng)險，提高工作效率

        采油A廠(chǎng)共計安裝42臺三液位磁致伸縮液位計，按照油罐每天4次量油計算，一年需要上罐61320次，如在晚上或者雨雪天氣，更是安全隱患巨大，推廣應用磁致伸縮液位計，可有效減少員工上罐量油及探測油水界面的時(shí)間和次數，崗位員工只需要偶爾上罐進(jìn)行數據核實(shí)，大大減輕員工勞動(dòng)強度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低安全風(fēng)險。