油田使用电动浮筒液位计测量液位时定期核准的方法及作用

电动浮筒液位计是一种在油田开发中常用的液位测量仪表，经常可见其用于各类水、轻烃及其他较为洁净的介质的测量，是油田的锅炉、容器、塔等装置比较常用测量设备，通过其对于液位的显示与控制可以保证容器的安全运行。

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，就需要对其浮球进行定期的校准，以确保电动浮筒液位计测量的准确性。根据我们对油田常用的电动浮筒液位计在使用中的探索总结，同时结合它的工作原理，运及实验方法、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。



润中仪表科技有限公司生产的RZUTD系列智能型电动浮筒液位变送器，采用先进的称重传感技术，其传感器和主要元器件选用进口优质器件，变送器采用微处理技术，输出4～20mA模拟信号和叠加在此信号上符合HART通讯协议的数字信号。因此，智能变送器具有对输出特性进行线化处理，监测、远程组态及远程诊断、调整等功能，可广泛用于石油、化工、炼化、制药等工业中各种容器内液体液位、分层界面或比重的连续测量。本文就针对该公司生产的此系列电动浮筒液位计产品撰文加以说明。
　　
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、本文结语：
　　因为电动浮筒液位计是油田常用并且使用率很高的液位测量仪器，我们建议用户以一年时间的间隔对于其一次校准，当然，使用单位也可以根据本单位的具体使用情况作出调整，制订出一个符合本单位生产运行情况的方案，根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。