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自来水流量计应用现状分析
点击次数:713 发布时间:2014-12-11

自来水流量计用来测量经密封管道内一般导电液体体积流量的仪表, 根据法拉第电磁感应定律, 当导电液体流过管道的磁场作切割磁力线时, 电极间将产生感应电动势, 其感应电动势E 为:
E=KBDV
式中: V―测量管道截面上的平均流速(m/s) ;
K―仪表常数;
D―测量管内直径(m) ;
B―磁感应强度( T) 。
电极检测出的微弱感应电动势E, 先经前置放大器的放大和噪声抑制, 成为大幅度低阻抗的电压信号, 此信号经微分、积分电路处理, 再经模数转换器进入单片机进行控制、处理和去处。单片机对放大器的漂移及零点漂移能定期自动调整, 在全量程范围内分8 段对信号进行非线性修正。单片机也能对信号进行监控、抑制噪声信号和切除空管干扰, 由大容量串行贮存器对每8h 处理和运算后的流量数据予以贮存一次, 同时记录该时间与日期的流量数据,显示为时流量和日流量。
经过单片机运算的流量信号由转换器和频率转换器将流量数据转换成标准模拟信号( 电流信号) 与脉冲、频率信号等外输信号输出, zui后流量数据信息由液晶屏显示总流量和瞬时流量, 或者可通过光耦按钮功能键来操作显示屏上的各种功能菜单, 并能分别显示其对应的信息。
自来水流量计理论准确度为1.5%, 但由于油田注水工况较为复杂, 实际使用过程中的测量准确度难以保证, 工况zui差的码头庄油田自来水流量计准确度平均为5.0%, 个别达到10.3%, 对原油生产产生较大影响。
码头庄油田在用自来水流量计25 台,计量误差超差16 台,试验小组对现场应用现状进行了跟踪调查。
现状分析一: 少量气体呈波状流
管线中若有气体则会发生流量计显示晃动情况, 读数不稳定, 管线由于是密封, 且是在三相分离器水仓的底部出水所以从源头带来气体不可能。我们从三相分离器的水出口处的压力表处拆开多次看后如表1。
现状分析二: 阀门开启度太小
上游阀门开启太小, 则液位会在电极以下, 表现出流量计为超满度情况, 码头庄污水流量计曾经多次出现这种情况, 表2 为在一级沉降罐进口的统计
情况。

现状分析三: 启用前没排气
启用前未能排净管内空气, 剩留气体积聚在管系高点, 流动时被液体夹带, 呈气泡状流出; 另一原因是液体中夹带小气泡逐渐聚集, 滞留在管系高点。
故障表现为流量测量值和实际值不符以及输出晃动。在启用前均都已经排尽空气。另外的夹带小气泡也是不存在的, 因为码头庄三相分离器污水出水口在水仓的底部, 即使有气体它也在水仓时就跑到水仓顶部。
现状分析四: 管系中吸入气泡
码头庄污水自来水流量计设在一级沉降罐的进口处, 在这个自来水流量计的前面大约50cm 处有个加药点, 这个加药点偶尔会在加药的同时加进气体。
现状分析五: 流动状态的变化
流量测量值与应用参比值不符, 通常仪表调试正常运行一段时期后, 也会因流动状态变化而出现故障。主要表现是管内有随动物体, 如接口处的胶带以及内衬脱落等在随着水流有摆动。我们拆开接口及有衬体易脱落处检查。均没有随动物体。
现状分析六: 液体中含有溶解气
码头庄联合站拥有两座卧式三相分离器, 其日均处理液量在500m3 左右, 主要是对产出液进行油、气、水分离, 根据工程需要三相分离器的压力为0.24MPa, 而到了污水自来水流量计那里压力还不到0.1MPa, 以前出水出油温度在39℃左右, 后打开一级沉降罐顶盖可以闻到比较强烈的天然气味道,怀疑污水中含有溶解气, 我们提高三相分离器的热循环水量, 果然溶解气少了很多。其前后对比如表3。

现状分析七: 电导率不均匀
这个是指两种以上的液体还没有混合好就进入流量计, 若它们的电导率相差比较大则会导致流量计测量不准确。码头庄污水自来水流量计的前面有个加药点, 加进杀菌剂、絮凝剂、阻垢剂三种药剂, 总共加药量为12.5L/h。这个流量与污水流量相比非常小, 其影响在流量计上很难反映出来。我们关闭加药点观察如表4。

现状分析八: 往复泵振荡
码头庄原来有三台三柱塞高压泵, 正常都是在18MPa 的压力下运转, 由于泵的脉动性而测量点又未远离泵, 脉动使自来水流量计输出晃动, 有时候还产生了测量误差。这从总表的校验可以得出。
现状分析九: 沉积层覆盖电极
码头庄污水流量计有时晃动的比较厉害, 我们拆开可以看到里面已经薄薄的被覆盖了一层微小物体。而流量也从5.5~11.5m3/h 来回跳动。
通过对以上的分析, 影响自来水流量计测量准确度低于理论值的主要原因是: ①阀门开启度太小; ②管系吸入气泡; ③液体中含有溶解气; ④往复泵振荡; ⑤沉积层覆盖电极。

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