差壓液位變送器在油田中的應(yīng)用及常見故障分析

李貴江（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠，黑龍江 大慶 163318）

差壓液位變送器在油田中的應(yīng)用及常見故障分析

李貴江（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠，黑龍江 大慶 163318）

油田的生產(chǎn)運(yùn)行過程現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，計(jì)量自控儀表是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的核心，而液位的高低直接影響生產(chǎn)的安全運(yùn)行，所以對(duì)液位的檢測(cè)及控制尤其重要。差壓液位變送器在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用廣泛，也發(fā)揮著日益重要的作用。本文主要介紹了差壓變送器的工作原理、遷移方式，針對(duì)使用情況及生產(chǎn)中常見的幾種故障加以分析，提出了相應(yīng)的處理方法，為以后日常維護(hù)和維修、使用范圍起到一定的參考作用。

自動(dòng)化；計(jì)量自控儀表；差壓液位計(jì)；儀表維修

1　差壓液位變送器的工作原理

基本原理

當(dāng)容器內(nèi)的液位高低發(fā)生變化時(shí)，由液柱重力作用產(chǎn)生的壓力也相應(yīng)變化，差壓變送器就是基于此原理而工作的。

圖1　差壓液位變送器原理圖

由流體力學(xué)中的帕斯卡定律可知：

△P=P+～P～=ρ×g×H

其中：P～被測(cè)介質(zhì)產(chǎn)生的壓強(qiáng)

ρ～被測(cè)介質(zhì)的密度

H～被測(cè)介質(zhì)的垂直高度

g～重力加速度，常數(shù)，9.8m/s2，通常取值為10m/s2通過公式變換可得：H=△P/（ρ×g）

2　遷移方式

在油田實(shí)際生產(chǎn)中，由于受差壓變送器安裝位置不統(tǒng)一的影響，對(duì)差壓信號(hào)準(zhǔn)確性的影響主要有兩個(gè)方面，一方面是被測(cè)液位的高低，另一方面是與液位高度無關(guān)的固定差壓。為了消除固定差變的影響，正確指示液位高度，就需要對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行遷移。

2.1無遷移

差壓式液位計(jì)傳感器的正壓室與負(fù)壓室所承受的壓力來自容器內(nèi)被測(cè)液體重力產(chǎn)生的靜壓。當(dāng)容器內(nèi)被測(cè)液體的密度為ρ，則有：

正壓室：P+=P內(nèi)+ρgH

負(fù)壓室：P～=P內(nèi)

差壓：△P=ρgH

測(cè)量上下限為0～ρgHmax。

2.2正遷移

由于差壓式液位變送器安裝位置低于容器底部的某一點(diǎn)上取壓點(diǎn)，且這一點(diǎn)距離容器底部的高度為h，工作中正壓室收到這一與容器內(nèi)液位高度無關(guān)的固定壓力影響，則有：

正壓室：P+=ρgH+P內(nèi)+ρgh

負(fù)壓室：P～=P內(nèi)

差 壓：△P=P+～P～=ρg（H+h）

測(cè)量上下限為ρgh～ρg（Hmax+h）。

2.3負(fù)遷移

在油田儀表施工過程中，雙法蘭液位變送器安裝以后，設(shè)其兩法蘭之間的距離為H，由于毛細(xì)管內(nèi)傳遞壓力硅油的存在，在其投運(yùn)前負(fù)壓室收到這一固定壓力因素的影響，則有：

正壓室：P+=ρgH+P內(nèi)

負(fù)壓室：P～=P內(nèi)+ρ硅gH

差壓：△P=P+～P～=（ρ～ρ硅）gH測(cè)量上下限為～ρ硅gH～（ρ～ρ硅）gH。

總之，零點(diǎn)遷移其本質(zhì)沒有改變差壓液位計(jì)的量程，改變的只是上下限位置，目的就是能正確顯示出被測(cè)液體的液位。

3　常見故障分析及處理辦法

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)差壓液位變送器的20次故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，總結(jié)出5方面問題

3.1液位顯示偏低或者負(fù)值

液位顯示值偏低或?yàn)樨?fù)值的故障次數(shù)為8次，占總故障率的40%。如果液位顯示液位偏低，說明負(fù)引壓管壓力偏低，或者正壓室有泄漏處。造成負(fù)引壓管壓力偏低，可能原因是負(fù)引壓管堵塞或者進(jìn)液體了，這時(shí)需要清除賭賽物、排除液體；如果正壓室有泄漏，就要查找泄漏源，進(jìn)行處理。

3.2液位顯示值與實(shí)際值相差大

液位顯示上下波動(dòng)或者與實(shí)際值相差大的故障次數(shù)為5次，概率為25%。原因可能是儀表與二次表量程不一致，這時(shí)需要更改二次表的量程；可能是被測(cè)介質(zhì)的密度變化大，這時(shí)要重新設(shè)置參數(shù)，以實(shí)測(cè)介質(zhì)密度為準(zhǔn)。

3.3液位顯示值固定不變

液位顯示固定不變的故障次數(shù)為3次，概率為15%。如果顯示液位固定不變，說明容器正壓壓力沒有到達(dá)膜盒，或者被測(cè)值超出儀表范圍。壓力沒 到達(dá)膜盒可能是感壓部位受損或內(nèi)部元件壞，需要維修或更換元器件；檢測(cè)值超出儀表量程，需要重新設(shè)定儀表量程。

3.4液位顯示值偏高

液位顯示偏高的故障次數(shù)為2次，概率為10%。顯示值偏高，說明負(fù)引壓管里的液體沒有達(dá)到所設(shè)定的遷移量，這時(shí)需要調(diào)節(jié)閥門使負(fù)壓部分的引壓管充滿液體，或者重新設(shè)置遷移量。

3.5零點(diǎn)漂移

零點(diǎn)漂移故障1次，概率為5%。就是儀表內(nèi)部參數(shù)受到生產(chǎn)環(huán)境的影響和干擾而發(fā)生了變化，就要停表重新對(duì)儀表的零點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，并設(shè)置遷移量。

4　結(jié)語

（1）通過對(duì)差壓液位變送器工作原理和遷移方式的理論學(xué)習(xí)，并結(jié)合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)常見故障的統(tǒng)計(jì)和分析，能夠?qū)ιa(chǎn)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確、迅速的判斷，并能高效地解決出現(xiàn)的故障，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

（2）差壓液位變送器結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、精度較高且使用壽命較長，單價(jià)及維修費(fèi)用較其他液位計(jì)低，可以廣泛應(yīng)用于常壓容器及密閉容器的液位測(cè)量，為以后液位儀表的選型提供參考。

［1］張利超.差壓液位變送器在測(cè)量也為中的應(yīng)用及其常見故障分析.儀器儀表用戶.201504

［2］李永斌.淺談差壓液位變送器的原理及其應(yīng)用.民營科技.201112

李貴江（1988-），男，助理工程師，主要從事儀表維修管理工作。