差壓液位變送器在油田中的應(yīng)用及常見故障分析

摘要：油田的生產(chǎn)運行過程現(xiàn)已基本實現(xiàn)自動化，計量自控儀表是自動控制系統(tǒng)中的核心，而液位的高低直接影響生產(chǎn)的安全運行，所以對液位的檢測及控制尤其重要。差壓液位變送器在工業(yè)自動化中應(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，為以后日常維護和維修、使用范圍起到一定的參考作用。
 

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，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。

1~罐體 2~變送器 3~液位零點 4~法蘭 5~毛細管
 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~被測介質(zhì)產(chǎn)生的壓強ρ~被測介質(zhì)的密度H~被測介質(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，對差壓信號準(zhǔn)確性的影響主要有兩個方面，一方面是被測液位的高低，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，就需要對零點進行遷移。
 
2.1、無遷移：
 差壓式液位計傳感器的正壓室與負壓室所承受的壓力來自容器內(nèi)被測液體重力產(chǎn)生的靜壓。當(dāng)容器內(nèi)被測液體的密
度為ρ，則有：
正壓室：P+=P 內(nèi)+ρgH
 
負壓室：P~=P 內(nèi)
 
差壓：△P=ρgH測量上下限為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上取壓點，且這一點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
負壓室：P~=P 內(nèi)
 
差 壓：△P=P+~P~=ρg(H + h)
 
測量上下限為ρgh~ ρg(Hmax + h)。
 
2.3、負遷移：
  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，由于毛細管內(nèi)傳遞壓力硅油的存在，
 
在其投運前負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)負壓室：P~=P 內(nèi)+ ρ 硅gH
 
差 壓：△P=P+~P~=（ρ~ ρ 硅）gH 測量上下限為~ρ 硅gH ~ （ρ~ ρ 硅）gH 。
 
總之，零點遷移其本質(zhì)沒有改變差壓液位計的量程，改變的只是上下限位置，目的就是能正確顯示出被測液體的液位。

3、常見故障分析及處理辦法：
  對現(xiàn)場差壓液位變送器的20 次故障進行統(tǒng)計，總結(jié)出5 方面問題。

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

3.2、液位顯示值與實際值相差大：
  液位顯示上下波動或者與實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，這時需要更改二次表的量程；可能是被測介質(zhì)的密度變化大，這時要重新設(shè)置參數(shù)，以實測介質(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膜盒，或者被測值超出儀表范圍。壓力沒 到達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，說明負引壓管里的液體沒有達到所設(shè)定的遷移量，這時需要調(diào)節(jié)閥門使負壓部分的引壓管充滿液體，或者重新設(shè)置遷移量。

3.5、 零點漂移：
 零點漂移故障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，就要停表重新對儀表的零點進行校準(zhǔn)，并設(shè)置遷移量。

4、結(jié)語：
 
（1）通過對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)合對現(xiàn)場常見故障的統(tǒng)計和分析，能夠?qū)ιa(chǎn)中出現(xiàn)的故障進行準(zhǔn)確、迅速的判斷，并能地解決出現(xiàn)的故障，保證生產(chǎn)的正常運行。
 
（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，單價及維修費用較其他液位計低，可以廣泛應(yīng)用于常壓容器及密閉容器的液位測量，為以后液位儀表的選型提供參考。