磁浮子液位計在長慶油田數(shù)字化建設(shè)中的應用
遠傳式磁浮子液位計是一種具有就地指示和遠傳功能的液位測量儀表, 廣泛用于石油、化工、電力等行業(yè)的各種液體貯罐、分離罐、加熱器、水箱等容器的液位現(xiàn)場指示和遠程監(jiān)控。
一、磁浮子液位計的組成及工作原理：
1. 磁浮子液位計的組成：
遠傳式磁浮子液位計由磁浮子、工作筒、指示器、遠傳變送器組成, 如圖1所示。
圖1 磁浮子液位計構(gòu)造
2. 磁浮子液位計的工作原理：
磁浮子液位計與被測容器構(gòu)成連通器, 利用浮力原理和磁耦合, 磁浮子隨被測介質(zhì)的液面的變化上下移動, 浮子內(nèi)置永磁磁組與顯示器的磁柱之間產(chǎn)生磁性耦合作用, 吸引外部顯示器磁柱的翻轉(zhuǎn), 從而現(xiàn)場顯示器可清晰地指示出液位的高度。
遠傳變送單元由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。首先利用干簧管在磁場作用下能吸合導通的特性, 制成一個原理較為簡單的電阻式傳感器。當處于某一液面位置, 磁浮子的磁鋼使相應的干簧管 (例如第k個) 吸合, 其他干簧管均為斷開狀態(tài), 這里整個傳感器的輸出電阻為:RAB=R1+R2……Rk=k R。液面的高低與傳感器的輸出電阻RAB成一次線性關(guān)系, 當液位變化時, 通過變送單元轉(zhuǎn)換器將對應的輸出阻值轉(zhuǎn)換成 (4~20) m A標準電流信號輸出, 實現(xiàn)遠距離的液位指示、檢測、控制和記錄。
其工作原理框圖如圖2所示。
圖2 磁浮子液位計原理框圖
二、磁浮子液位計測量液位的特點：
1. 保障了自動排液系統(tǒng)的安全運行：
磁浮子液位計在工作過程中, 被測液體介質(zhì)僅與工作筒及磁浮子接觸, 而與液位計的指示器和液位檢測變送部分完全隔離, 因此不存在原玻板液位計因各部件材質(zhì)不同發(fā)生破裂等現(xiàn)象, 同時增加工作筒壁厚, 提高了液位計的抗腐蝕能力, 大大提高了天然氣生產(chǎn)過程中液位計的安全系數(shù), 減少了生產(chǎn)過程中的安全隱患。
2. 降低了維護工作量：
遠傳磁浮子液位計無需原差壓液位計的取壓管路系統(tǒng), 其整體結(jié)構(gòu)緊湊、附件少, 不但解決了原差壓測量原理下取壓管路堵塞、泄漏的問題, 還減少了因管路吹掃、排液等操作或人為誤操作以及附件本身引發(fā)故障的可能。遠傳式磁浮子液位計的日常維護工作量與2003年同期未改造時的維護量相比, 2004年、2005年分別為原工作量的45.7%、35.6%, 大大降低了液位計的日常維護工作量, 有效地保障了集氣站自動排液系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。
3. 具有一表多用功能：
集氣站原安裝的玻板液位計已停用, 更換安裝遠傳式磁浮子液位計, 其液位計自身的就地指示部分直觀醒目, 便于值守人員現(xiàn)場觀察了解分離器內(nèi)的液位情況, 而且可通過液位計變送單元將現(xiàn)場分離器等容器實際液位值轉(zhuǎn)換為電流信號輸入到上位機, 實現(xiàn)液位檢測數(shù)據(jù)遠傳通訊功能, 便于液位遠程控制。
截至目前, 我們選擇的20臺遠傳式磁浮子液位計經(jīng)過兩年多的現(xiàn)場應用, 尤其是經(jīng)過冬季惡劣環(huán)境條件下的運行, 在現(xiàn)場的日常維護中僅對個別集氣站安裝的磁浮子液位計進行過維修與調(diào)試, 其他液位計運行狀況均良好。
經(jīng)過兩年來的運行, 在實際生產(chǎn)過程中, 遠傳式磁浮子液位計的工作狀況良好, 運行平穩(wěn), 它不但能夠現(xiàn)場指示容器的真實液位, 方便液位的現(xiàn)場監(jiān)測, 而且磁浮子液位計的遠傳變送器能夠及時準確地將現(xiàn)場液位信號上傳, 實現(xiàn)遠傳通信, 運用效果較好。