摘要：作業(yè)六區(qū)集氣站分離器、甲醇罐、污水灌區(qū)大部分使用翻柱式浮子液位計(jì)。近年來，該類型液位計(jì)出現(xiàn)了浮球腐蝕穿孔、浮筒腐蝕結(jié)垢、頂桿下端鎖銷腐蝕斷裂、磁性面板與浮球?qū)?yīng)轉(zhuǎn)換失靈等故障，此類問題在不同程度上影響集氣站正常生產(chǎn)，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行選用磁致伸縮式液位計(jì)在該區(qū)南10站現(xiàn)場試驗(yàn)，應(yīng)用效果表明磁致伸縮式液位計(jì)具有安裝簡單、故障率低、計(jì)量準(zhǔn)確和經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)點(diǎn)，可以推廣到其它集氣站投入使用。

1、集氣站液位計(jì)運(yùn)行現(xiàn)狀

作業(yè)六區(qū)集氣站使用的液位計(jì)主要有2種，一是翻柱式浮子液位計(jì)，按安裝類型分為頂裝式和側(cè)裝式，主要應(yīng)用于分離器、污水灌、甲醇罐液位計(jì)量，此類液位計(jì)共計(jì)有56具；二是玻璃板液位計(jì)，主要應(yīng)用于甲醇罐液位計(jì)量，目前南22站、南35站、南39站甲醇罐安裝玻璃板液位計(jì)。

通過表1可以總結(jié)集氣站翻柱式浮子液位計(jì)主要存在以下幾種故障：

(1)浮球腐蝕穿孔，此類問題比較常見。

(2)浮筒腐蝕結(jié)垢。

(3)頂桿下端鎖銷腐蝕斷裂。

(4)磁性面板與浮球?qū)?yīng)轉(zhuǎn)換失靈。

2、集氣站液位計(jì)類型

目前國內(nèi)氣田引用的液位計(jì)種類較多，主要有如下幾種類型：

(1)超聲波液位計(jì)

超聲波液位計(jì)測量原理為超聲波發(fā)出記錄一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，接受記錄一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，一般介質(zhì)、相對恒定溫度下傳播速度為恒量，由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間與速度來計(jì)算傳感器到被測物體的距離。

①優(yōu)點(diǎn)

無機(jī)械可動(dòng)部分，可靠性高，安裝簡單、方便，屬于非接觸測量，且不受液體的粘度、密度等影響精度比較低。

②缺點(diǎn)

測試容易有盲區(qū)。不可以測量壓力容器，不能測量易揮發(fā)性介質(zhì)。

(2)電容式液位計(jì)

電容式液位計(jì)采用測量電容的變化來測量液面的高低。它是一根金屬棒插入盛液容器內(nèi)，金屬棒作為電容的一個(gè)*，容器壁作為電容的另一*。兩電*間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)ε1和液面上的介電常數(shù)ε2不同，比如：ε1》ε2，則當(dāng)液位升高時(shí)，兩電*間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量增大。反之當(dāng)液位下降，ε值減小，電容量也減小。所以，可通過兩電*間的電容量的變化來測量液位的高低。電容液位計(jì)的靈敏度主要取決于兩種介電常數(shù)的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保證液位測量準(zhǔn)確，因被測介質(zhì)具有導(dǎo)電性，所以金屬棒電*都有絕緣層覆蓋。

①優(yōu)點(diǎn)

傳感器無機(jī)械可動(dòng)部分，結(jié)構(gòu)簡單、可靠、精確度高，消耗電能小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；維護(hù)方便，壽命長。

②缺點(diǎn)

被測介質(zhì)需為導(dǎo)電率不低于10-3S/M的非結(jié)晶導(dǎo)電液體。被測液體的介電常數(shù)不穩(wěn)定會(huì)引起誤差。

(3)靜壓式液位計(jì)

一般來說，均勻液體的壓強(qiáng)與高度成正比，靜壓式液位計(jì)利用專用壓力表測量基準(zhǔn)面上液柱的靜壓就可測得介質(zhì)液位。該液位位置與介質(zhì)密度與測量儀器有關(guān)，計(jì)算公式P=ρgh。

①優(yōu)點(diǎn)

普及范圍廣,容易校準(zhǔn)。

②缺點(diǎn)

精度比較差,價(jià)格較高。

(4)磁致伸縮式液位計(jì)

傳感器的電路在波導(dǎo)絲上激勵(lì)出脈沖電流，該電流沿波導(dǎo)絲傳播時(shí)會(huì)在波導(dǎo)絲的周圍產(chǎn)生脈沖電流磁場。脈沖電流磁場與浮子產(chǎn)生的磁場相遇，在相遇空間產(chǎn)生一個(gè)扭轉(zhuǎn)波脈沖，脈沖沿波導(dǎo)絲傳回并由檢出機(jī)構(gòu)檢出，通過測量脈沖電流與扭轉(zhuǎn)波的時(shí)間差可以精確地確定浮子所在液面位置，

優(yōu)點(diǎn)

①儀表結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，安裝成本低。

②使用非接觸的敏感元件，無損耗器件，長期可靠耐用。

③輸出信號為絕對位置輸出，對介電常數(shù)、氣相組份、溫度、壓力等參數(shù)的變化不存在信號漂移或變值的情況，且無需定期標(biāo)定和維護(hù)。④在大致相同或較低的成本下，比起其它以電容、壓力、機(jī)械式、超聲波及磁浮裝置等的測量系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢，提供了更多測量參數(shù)、更高精度、更好的穩(wěn)定性和更佳經(jīng)濟(jì)效益。

對以上幾種液位計(jì)，從性能、施工情況、操作性以及經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行技術(shù)比較，見表2：

通過對以上幾種液位計(jì)進(jìn)行技術(shù)比較，同時(shí)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，確定選用磁致伸縮式液位計(jì)在南10站分離器、污水灌液位計(jì)量中做效果試驗(yàn)。3、磁致伸縮液位計(jì)的應(yīng)用

3.1 測量原理

南10站試用磁致伸縮液位計(jì)類型為ACD-1DL系列，該類型液位計(jì)主要傳輸部分為：波導(dǎo)絲、浮子磁環(huán)、永久磁環(huán)、傳輸部分及檢測機(jī)構(gòu)等部分組成。傳感器的電路在波導(dǎo)絲上激勵(lì)出脈沖電流，該電流沿波導(dǎo)絲傳播時(shí)會(huì)在波導(dǎo)絲的周圍產(chǎn)生脈沖電流磁場。脈沖電流磁場與浮子產(chǎn)生的磁場相遇，在相遇空間產(chǎn)生一個(gè)扭轉(zhuǎn)波脈沖，脈沖沿波導(dǎo)絲傳回并由檢出機(jī)構(gòu)檢出，通過測量脈沖電流與扭轉(zhuǎn)波的時(shí)間差可以精確地確定浮子所在液面位置。

磁致伸縮液位計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢，磁致伸縮液位計(jì)適合于高精度要求的清潔液位的液位測量，精度達(dá)到1mm，*新產(chǎn)品精度已經(jīng)可以達(dá)到0.1mm。磁致伸縮液位計(jì)還可應(yīng)用于兩種不同液體之間的界位測量。

3.2 技術(shù)性能指標(biāo)

3.2.1 技術(shù)參數(shù)

3.2.2 結(jié)構(gòu)特性

3.3 現(xiàn)場試用

結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，我區(qū)2013年11月份選取南10站分2/1、分2/2及污水罐處安裝磁致伸縮液位計(jì)做試驗(yàn)。

3.4 應(yīng)用效果評價(jià)

(1)儀表結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。

ACD-1DL系列液位計(jì)浮球環(huán)套于遠(yuǎn)傳桿上，遠(yuǎn)傳桿與表頭固定連接，儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，安裝快捷，只需要法蘭連接，施工方便。

計(jì)量精確，液位數(shù)字的變化不存在信號漂移或變值的情況，且無需定期標(biāo)定和維護(hù)。

磁致伸縮式液位計(jì)出廠是根據(jù)用戶提供的“上密度”和“下密度”確定浮子的重量。在測量界面時(shí)，實(shí)際上是浮子浮在界面上，所受的浮力和重力相等。公式為:W=F=Vlpl+(V-Vl)p2 W—浮子重量；F—浮子受到的浮力；V1—浸入下液體的體積；V—浮子體積。

脈沖電流轉(zhuǎn)在波導(dǎo)絲產(chǎn)生電流磁場，電流磁場與脈沖電流相遇產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)波脈沖，脈沖沿波導(dǎo)絲傳回并由檢出機(jī)構(gòu)檢出，通過測量脈沖電流與扭轉(zhuǎn)波的時(shí)間差可以精確地確定浮子所在液面位置，而且液位數(shù)字的變化不存在信號漂移或變值的情況，且無需定期標(biāo)定和維護(hù)。

從上表可以看出，實(shí)際值與內(nèi)儀表顯示差值*大16mm，調(diào)整以后差值降低到8mm，在允許精度0.5FS%之內(nèi)，在液位計(jì)試用期間反復(fù)調(diào)試以后，誤差都在10mm之內(nèi)，允許*大誤差18mm。精度高，誤差小。

(2)故障率降低，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度

如上表6：ACD-1DL系列液位計(jì)故障率較低，平均值約1次，同比磁浮子液位計(jì)故障率平均值4次，浮球損耗ACD-1DL系列液位計(jì)為0個(gè)，同比磁浮子液位計(jì)浮球損耗約2個(gè)。ACD-1DL系列液位計(jì)故障率大大降低，減輕了員工勞動(dòng)強(qiáng)度。

(3)存在問題

液位計(jì)試用階段，南10站分2/2液位計(jì)遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)傳回電腦，電動(dòng)球閥無法自動(dòng)排液，經(jīng)排查為該液位計(jì)遠(yuǎn)傳桿傳輸信號轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)損壞，廠家更換遠(yuǎn)傳桿后液位計(jì)運(yùn)行正常。

4、結(jié)論與建議

經(jīng)過磁致伸縮式液位計(jì)在南10站現(xiàn)場運(yùn)用，我們可以得出以下結(jié)論：

(1)儀表結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，節(jié)約成本；

(2)計(jì)量精確，液位數(shù)字的變化不存在信號漂移或變值的情況，且無需定期標(biāo)定和維護(hù)；

(3)故障率降低，浮球損壞率低，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度；

(4)磁致伸縮式液位計(jì)運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，性能穩(wěn)定；

(5)磁致伸縮式液位計(jì)應(yīng)用還需繼續(xù)跟蹤分析，建議在區(qū)其他站應(yīng)用推廣實(shí)施。