论文部分内容阅读
【摘 要】通过对油田常用的电动浮筒液位计在使用中的探索总结，依据电动浮筒液位计的工作原理，通过实验、探索出电动浮筒液位计称重法、水校法，结合现场特点，制订出了在线校准方法。
【关键词】液位 电动浮筒 实验室 在线 校准
电动浮筒液位计是油田开发中常用的液位测量仪器，主要用于各类水、轻烃及其他较为洁净的介质，是油田的锅炉、容器、塔等装置常用的液位测量仪器，也是容器的安全附件之一。电动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，须对电动浮筒液位浮球进行定期校准，以确保电动浮筒液位计测量的准确性。
一、电动浮筒液位计校准的必要性
（一）电动浮筒液位计构造及原理
电动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。电动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）电动浮筒液位计误差来源
电动浮筒液位计在运行过程中，由于机械、电气性能的老化，会对电动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；电动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。校准前应对电动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。固定电动浮筒液位计变送器在平台上，确保电动浮筒液位计杠杆为水平位置，在杠杆吊杆端挂上砝码吊盘，将电源连接到电动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，电动浮筒液位计应显示为25%、50%、75%。
（二）水校准法
1.校准前准备。校准前应将电动浮筒液位计进行垂直固定，确保内浮筒与地面自然垂直，对电动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。对电动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
电动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、结论
电动浮筒液位计是油田常用的液位测量仪器，其校准时间间隔一般推荐一年，使用单位也可根据电动浮筒液位计及装置的使用特点进行制订，依据自身情况选择一种或数种校准方法进行，确保电动浮筒液位计安全、可靠、平稳的运行。
参考文献：
[1]苗瑜主编.企业计量管理与监督.北京.中国计量出版社，2005.
[2]朱振国等 原油浮球分离器液位浮球的校准，2013.2
【关键词】液位 电动浮筒 实验室 在线 校准
电动浮筒液位计是油田开发中常用的液位测量仪器，主要用于各类水、轻烃及其他较为洁净的介质，是油田的锅炉、容器、塔等装置常用的液位测量仪器，也是容器的安全附件之一。电动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，须对电动浮筒液位浮球进行定期校准，以确保电动浮筒液位计测量的准确性。
一、电动浮筒液位计校准的必要性
（一）电动浮筒液位计构造及原理
电动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。电动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）电动浮筒液位计误差来源
电动浮筒液位计在运行过程中，由于机械、电气性能的老化，会对电动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；电动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。校准前应对电动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。固定电动浮筒液位计变送器在平台上，确保电动浮筒液位计杠杆为水平位置，在杠杆吊杆端挂上砝码吊盘，将电源连接到电动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，电动浮筒液位计应显示为25%、50%、75%。
（二）水校准法
1.校准前准备。校准前应将电动浮筒液位计进行垂直固定，确保内浮筒与地面自然垂直，对电动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。对电动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
电动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、结论
电动浮筒液位计是油田常用的液位测量仪器，其校准时间间隔一般推荐一年，使用单位也可根据电动浮筒液位计及装置的使用特点进行制订，依据自身情况选择一种或数种校准方法进行，确保电动浮筒液位计安全、可靠、平稳的运行。
参考文献：
[1]苗瑜主编.企业计量管理与监督.北京.中国计量出版社，2005.
[2]朱振国等 原油浮球分离器液位浮球的校准，2013.2