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法蘭式液位變送器測量效果的幾點因素
在液位測量中有一類使用量特別廣泛的液位測量儀表，就是法蘭式液位變送器，法蘭式液位計變送器的選型分單、雙法蘭之分。單法蘭液位變送器是指變送器的正壓側是法蘭結構，直接與測量介質的接口相連，負壓側是釆用引壓管將測量介質與變送器的容室相連。
單法蘭液位變送器的特點就是測量精度高，在測量技術指標上有優異的表現，但要求比較嚴格，要求負壓管道須密封，對于變送器進行沒量程遷移，校驗時應將負壓管道內的介質液體的誤差遷移掉。
雙法蘭液位變送器是指變送器的正、負壓側均是法蘭結構，可與需測量的容器測管道直接相連。優點是安裝容易，校驗方便，不需量程遷移。缺點是測量精度不髙，測量中由于法蘭與變送器之間釆用彈性軟管連接，內部應該是充滿硅油，因此就會對于介質壓測力變化的傳遞產生偏差，包括外界的溫度變化也會影響到硅油的性能，難免會導致誤差的產生。
單法蘭液位計和雙法蘭液位計都是釆用靜壓式測量的液位計，單法蘭液位計測量的是敞開式容器的液位，單法蘭液位變送器有設計原理先測進、品種規格齊全、安裝使用簡便等特點。
雙法蘭液位計測量的是密閉式容器的液位；雙法蘭液位變送器由差壓變送器測與智能放大板組合，可構成智能遠傳壓力、差壓變送器，與符合HART協議的手測操器配合，可以相互通訊，進行設定和監控。
1.測量原理計算方法
生產中設定法蘭式液位變送器量程及上下限很重要。在油田生產過程中,被測介質始終以液態的形式出現。由帕斯卡定律可知,流體在底部產生的壓強只與其本身的密度和高度有關。
單法蘭液位變送器,其量程范圍好確定,只要知道其安裝的底部位置距容器的zui大高度即可。如某罐安裝一臺單法蘭液位變送器,其距罐頂部高度為10m,那么由公式計算可得其量程范圍為100kPa。當然考慮到罐高為10m,同時為了避免超出范圍,可選定量程值為120kPa。單法蘭液位變送器存在正遷移情況,這也是根據生產需要而定。雙法蘭液位變送器比較特殊,由正負兩個感壓膜片組成,各通過一段密封內充硅油的毛細引壓管與表的正負壓室連接。安裝后,連接負引壓管的法蘭升高,其內的硅油就對負壓室產生了壓強。因此,為了保證測量值的準確性,消除負壓室帶來的影響,雙法蘭液位變送器安裝后,其量程必須進行負遷移,具體算法如下:假設安裝后兩法蘭間的高度為h,儀表量程為ρ介gH,其負壓室壓強為ρ硅gH,因此該表的遷移量為ρ介gH,遷移后該表的下上限為-測ρ硅gH—(ρ介-測ρ硅)gH,此值計算完畢后,變為該表的下、上限值了。在以后的實際安裝過程中,只要上、下間兩法蘭的距離不變,變送器安裝在何位置都不會影響檢測液位的結果。
2.安裝后運行調試工作
法蘭式液位變送器安裝完畢后,在應用前需要對其進行調試,使法蘭式液位變送器檢測顯示的結果與實際被測液位符合,以滿足生產上的要求。由于原油的密度(0.85左右)比水的密度(1.0)要小一些,而且通常情況下,測量的介質并不是純油或純水,有些情況下是油水混合物,這樣油水混合物的密度就是一個變量。這一客觀因素的存在就要求法蘭式液位變送器安裝投運后需不斷進行調試,使其檢測顯示的結果盡可能地與實際被測液位接近,以便滿足油田生產上的需要。
3.檢測液位的影響因素
法蘭式液位變送器安裝后,其檢測顯示的液位數值與實際容器內的液位是否相符要受到各種因素的影響,根據多年的現場經驗總結,影響因素主要有下面幾個方面:
(1)安裝位置。
法蘭式液位變送器感壓部位都不安裝在容器的底部,而是安裝在離容器底部有一段距離的位置。儀表投運后,要把這段距離加到二次表或微機的量程中,不能忽略這一過程。法蘭式液位變送器開孔安裝的位置要離容器的進出液管線口遠一些,避免液體進出流動及對儀表感壓膜片沖擊造成對檢測結果的影響。
(2)被測介質。
法蘭式液位變送器投運后,還要注意進入容器內的被測介質是什么,是原油、水還是油水混合物。這是因為被測介質的不同,其密度也不同,這就會影響到法蘭式液位變送器檢測的結果,就會產生測量誤差。這種情況下,要消除這類誤差,就要考慮實際生產中被測介質的密度。
(3)感壓膜片損壞壓力受阻。
法蘭式液位變送器依靠其感壓膜片來接收液位產生的壓力,感壓膜片面積較大,而且是暴露在外,安裝時一定要注意,感壓膜片不能受到任何的損傷。一旦受到損壞而造成感壓膜變形,該法蘭式液位變送器就不能正常運行工作了。法蘭式液位變送器通常用來檢測那些粘稠、易堵的介質。其感壓膜片雖然感壓面積較大,但長期被一部份介質包圍,而這些介質又不流動,時間長了就會造成這部份介質老化、凝結,將法蘭式液位變送器感壓膜片密封住,致使感壓膜片與實際液位隔離,檢測液位不準確。
(4)引壓管受損、堵塞或進液。
雙法蘭液位變送器通過毛細引壓管將正負感壓膜片與正負壓室連接,如果兩根毛細引壓管有任一個折斷或漏油,該表無法正常工作。因此,安裝或維修維護雙法蘭液位變送器時,注意不能讓毛細引壓管受到損壞。單法蘭液位變送器安裝在密閉容器上測量液位時,其負壓室需連接一個引壓管與密閉容器的頂端連通,用以消除容器中的系統壓力。負引壓管由于與容器內部直接相通,這樣容易進入蒸汽,蒸汽遇冷后凝聚成液體,積累在引壓管內,或某種原因引壓管內充液,使引壓管內液體存在液位,就會影響到檢測結果;如果單法蘭液位變送器在儀表箱的保暖措施不好,在冬季寒冷天氣,就會使引壓管內的液體凍結,造成負壓室與容器的壓力隔絕,使儀表失去檢測功能。
4.應用中的故障現象及處理方法
從實際維修維護上看,法蘭式液位變送器測量液位時出現的故障現象主要有下面一些:
(1)顯示值固定不變。
當法蘭液式液位變送器傳遞給相應的二次儀表或微機上的顯示值固定不變時,多是由于感壓膜片受阻或該表內部電子元件損壞造成的。如果用手操器信號能夠與該表信號相互傳遞,說明表的感壓膜片受阻。如果手操器信號無法進入該表,判斷表內的電子元件損壞。
(2)顯示值為負數。
當二次儀表或微機上的顯示值為負數時,多是由于引壓管堵塞或進液過多造成的。解決辦法疏通引壓管即可。
(3)實際液位值與顯示值相差大。
當二次儀表或微機上的顯示值比實際值要小時,多是由于被測介質密度差異較大或安裝位置引起的。如容器內原來測量的介質是原油,后來改為測量水或油水混合物。容器內的液位越高,那么實際液位值與儀表顯示值相差也就越大。解決方法是重新調整微機的量程范圍,與實際被測介質對應上。還有,其安裝位置距容器底部的距離也可能沒有加進去,在二次儀表或微機中的量程中加入此值即可。