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浮筒液位计在油罐中的应用及使用优点
 浮筒液位计是一种在油田开发中常用的液位测量仪表,经常可见其用于各类水、轻烃及其他较为洁净的介质的测量,是油田的锅炉、容器、塔等装置比较常用测量设备,通过其对于液位的显示与控制可以保证容器的安全运行。浮筒液位计在运行过程中,由于电气、机械老化易造成测量准确度下降,为了确保锅炉等压力容器的平稳、安全运行,就需要对其浮球进行定期的校准,以确保浮筒液位计测量的准确性。根据我们对油田常用的浮筒液位计在使用中的探索总结,同时结合它的工作原理,运及实验方法、探索出浮筒液位计称重法、水校法,结合现场特点,制订出了在线校准方法。
浮筒液位计
西源仪表科技有限公司生产的FZ系列智能型电动浮筒液位变送器,采用先进的称重传感技术,其传感器和主要元器件选用进口优质器件,变送器采用微处理技术,输出4~20mA模拟信号和叠加在此信号上符合HART通讯协议的数字信号。因此,智能变送器具有对输出特性进行线化处理,监测、远程组态及远程诊断、调整等功能,可广泛用于石油、化工、炼化、制药等工业中各种容器内液体液位、分层界面或比重的连续测量。本文就针对该公司生产的此系列浮筒液位计产品撰文加以说明。   
一、浮筒液位计校准的必要性 
(一)浮筒液位计构造及原理
  浮筒液位计主要由壳体、浮筒、杠杠、重力(或位移)传感器、信号放大板、表头等组成。浮筒液位计是利用阿基米德定律及力平衡原理进行工作。当液面上升时,测量液面高度的浮筒悬挂在杠杆下部受到浮力时,浮筒失去自重,向上浮起,支撑点的杠杆力发生变化,通过称重传感器(或位移传感器)测量出浮筒浮力大小,即可得到液面的高度。
(二)浮筒液位计误差来源
  浮筒液位计在运行过程中,由于机械、电气性能的老化,会对浮筒液位计的测量准确性构成影响。在运行中,介质中含酸、碱等物质,轻烃介质中含有的硫化氢等物质会对浮筒造成腐蚀或结构,造成浮筒重量的变化引起测量误差;脏的介质在浮筒杠杆护管中结垢,造成杠杆位移变化量缩小引起测量误差;浮筒液位计连接部位渗漏,负压所引起的测量误差等。
  二、离线校准方法的开展
  (一)称重校准法
  称重法校准一般在实验室内完成,室温应控制在(20±5)℃,校准设备推荐使用托盘天平及准确度优于M22级砝码,砝码单只规格2kg、1kg、500g、200g、100g、50g、20g、10g、5g、2g、1g,标准电流表和24V直流电源。
  1.校准前准备工作。校准前应对浮筒液位计进行解体,清洁各部件,检查浮筒无变形、裂缝,破损,检查内浮筒挂钩无锈蚀,定位螺丝完好。称重内浮筒(含连杆、挂钩),以确定称重砝码质量。固定浮筒液位计变送器在平台上,确保浮筒液位计杠杆为水平位置,在杠杆吊杆端挂上砝码吊盘,将电源连接到浮筒液位计的接线端子,流表串连进电源中。选取浮筒液位计量程上限0、25%、50%、75%、100%为校准点,计算砝码值(见式1)。
  零点时砝码重量值,应按式(1)计算(1)式中:G0―零点时砝码重量g,P―内浮筒重量g.
  满量程时砝码重量值,应按式(2)计算(2)
  式中:G0―零点时砝码重量g,P―内浮筒重量g,F―浮筒在测量介质中所受浮力.
  (3)式中:D―内浮筒直径mm,H―浮筒测量高度mm,―测量介质密度.
  校准点的砝码重量值,应按式(4)计算
  (4) 式中:G?n―浮筒在某测量点对应的砝码值g,n―浮筒的测量点%.
  2.零位校准。在砝码吊盘上放入计算好的零点时砝码,砝码吊盘静止不动时,电流表应为4mA,浮筒液位计显示值为0。
  3.量程校准。在砝码吊盘上放入计算好的满量程时砝码;砝码吊盘静止不动时,电流表应为20mA,浮筒液位计显示值为100%。砝码盘上依次放入25%、50%、75%校准点对应的砝码值,电流表应显示为8mA、12 mA、16 mA,浮筒液位计应显示为25%、50%、75%。
  (二)水校准法
  1.校准前准备。校准前应将浮筒液位计进行垂直固定,确保内浮筒与地面自然垂直,对浮筒液位计下法兰进行密封。浮筒液位计下部放空阀连接透明软管,透明软管出水口超过浮筒的上法兰。直流电源连接到浮筒液位计的接线端子上,电流表串联进电源中。取浮筒液位计量程上限0、25%、50%、75%、100%为校准点,计算出对应的液面高度。
  水校准时液面上限高度按式(5)计算
  (5)
  式中:H水?―水校准时液面上限高度mm
  H―浮筒液位计实际测量高度mm
  P实―水的密度值
  p?水―该浮筒实际测量介质密度
  2.零位校准。当浮筒液位计内无液面时,输出信号为4mA,液位变送器显示为0。
  3.量程校准。对浮筒液位计内缓慢注水,当内浮筒没入水面1cm时,测量值应有变化;缓慢注水,当液位高度达到25%校准点时,停止注水,稳定20s后,电流值应为8mA,液位变送器应显示25%;缓慢注水,液面高度达到50%、75%、100%校准点时,停止注水,电流值依次应为12mA、16mA、20mA,液位变送器应显示50%、75%、100%。
  (三)在线校准方法的开展
  浮筒液位计在线校准是利用现场的介质,在运行装置上进行校准的行为。
  1.零位校准
  2.量程校准
  3.示值跟踪检查
 三、本文结语:
  因为浮筒液位计是油田常用并且使用率很高的液位测量仪器,我们建议用户以一年时间的间隔对于其一次校准,当然,使用单位也可以根据本单位的具体使用情况作出调整,制订出一个符合本单位生产运行情况的方案,根据自身情况选择一种或数种校准方法进行,确保浮筒液位计安全、可靠、平稳的运行。
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