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自來水流量計(jì)用來測(cè)量經(jīng)密封管道內(nèi)一般導(dǎo)電液體體積流量的儀表, 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律, 當(dāng)導(dǎo)電液體流過管道的磁場(chǎng)作切割磁力線時(shí), 電極間將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), 其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E 為:
E=KBDV
式中: V―測(cè)量管道截面上的平均流速(m/s) ;
K―儀表常數(shù);
D―測(cè)量管內(nèi)直徑(m) ;
B―磁感應(yīng)強(qiáng)度( T) 。
電極檢測(cè)出的微弱感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E, 先經(jīng)前置放大器的放大和噪聲抑制, 成為大幅度低阻抗的電壓信號(hào), 此信號(hào)經(jīng)微分、積分電路處理, 再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行控制、處理和去處。單片機(jī)對(duì)放大器的漂移及零點(diǎn)漂移能定期自動(dòng)調(diào)整, 在全量程范圍內(nèi)分8 段對(duì)信號(hào)進(jìn)行非線性修正。單片機(jī)也能對(duì)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控、抑制噪聲信號(hào)和切除空管干擾, 由大容量串行貯存器對(duì)每8h 處理和運(yùn)算后的流量數(shù)據(jù)予以貯存一次, 同時(shí)記錄該時(shí)間與日期的流量數(shù)據(jù),顯示為時(shí)流量和日流量。
經(jīng)過單片機(jī)運(yùn)算的流量信號(hào)由轉(zhuǎn)換器和頻率轉(zhuǎn)換器將流量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)( 電流信號(hào)) 與脈沖、頻率信號(hào)等外輸信號(hào)輸出, zui后流量數(shù)據(jù)信息由液晶屏顯示總流量和瞬時(shí)流量, 或者可通過光耦按鈕功能鍵來操作顯示屏上的各種功能菜單, 并能分別顯示其對(duì)應(yīng)的信息。
自來水流量計(jì)理論準(zhǔn)確度為1.5%, 但由于油田注水工況較為復(fù)雜, 實(shí)際使用過程中的測(cè)量準(zhǔn)確度難以保證, 工況zui差的碼頭莊油田自來水流量計(jì)準(zhǔn)確度平均為5.0%, 個(gè)別達(dá)到10.3%, 對(duì)原油生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響。
碼頭莊油田在用自來水流量計(jì)25 臺(tái),計(jì)量誤差超差16 臺(tái),試驗(yàn)小組對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了跟蹤調(diào)查。
現(xiàn)狀分析一: 少量氣體呈波狀流
管線中若有氣體則會(huì)發(fā)生流量計(jì)顯示晃動(dòng)情況, 讀數(shù)不穩(wěn)定, 管線由于是密封, 且是在三相分離器水倉(cāng)的底部出水所以從源頭帶來氣體不可能。我們從三相分離器的水出口處的壓力表處拆開多次看后如表1。
現(xiàn)狀分析二: 閥門開啟度太小
上游閥門開啟太小, 則液位會(huì)在電極以下, 表現(xiàn)出流量計(jì)為超滿度情況, 碼頭莊污水流量計(jì)曾經(jīng)多次出現(xiàn)這種情況, 表2 為在一級(jí)沉降罐進(jìn)口的統(tǒng)計(jì)
情況。

現(xiàn)狀分析三: 啟用前沒排氣
啟用前未能排凈管內(nèi)空氣, 剩留氣體積聚在管系高點(diǎn), 流動(dòng)時(shí)被液體夾帶, 呈氣泡狀流出; 另一原因是液體中夾帶小氣泡逐漸聚集, 滯留在管系高點(diǎn)。
故障表現(xiàn)為流量測(cè)量值和實(shí)際值不符以及輸出晃動(dòng)。在啟用前均都已經(jīng)排盡空氣。另外的夾帶小氣泡也是不存在的, 因?yàn)榇a頭莊三相分離器污水出水口在水倉(cāng)的底部, 即使有氣體它也在水倉(cāng)時(shí)就跑到水倉(cāng)頂部。
現(xiàn)狀分析四: 管系中吸入氣泡
碼頭莊污水自來水流量計(jì)設(shè)在一級(jí)沉降罐的進(jìn)口處, 在這個(gè)自來水流量計(jì)的前面大約50cm 處有個(gè)加藥點(diǎn), 這個(gè)加藥點(diǎn)偶爾會(huì)在加藥的同時(shí)加進(jìn)氣體。
現(xiàn)狀分析五: 流動(dòng)狀態(tài)的變化
流量測(cè)量值與應(yīng)用參比值不符, 通常儀表調(diào)試正常運(yùn)行一段時(shí)期后, 也會(huì)因流動(dòng)狀態(tài)變化而出現(xiàn)故障。主要表現(xiàn)是管內(nèi)有隨動(dòng)物體, 如接口處的膠帶以及內(nèi)襯脫落等在隨著水流有擺動(dòng)。我們拆開接口及有襯體易脫落處檢查。均沒有隨動(dòng)物體。
現(xiàn)狀分析六: 液體中含有溶解氣
碼頭莊聯(lián)合站擁有兩座臥式三相分離器, 其日均處理液量在500m3 左右, 主要是對(duì)產(chǎn)出液進(jìn)行油、氣、水分離, 根據(jù)工程需要三相分離器的壓力為0.24MPa, 而到了污水自來水流量計(jì)那里壓力還不到0.1MPa, 以前出水出油溫度在39℃左右, 后打開一級(jí)沉降罐頂蓋可以聞到比較強(qiáng)烈的天然氣味道,懷疑污水中含有溶解氣, 我們提高三相分離器的熱循環(huán)水量, 果然溶解氣少了很多。其前后對(duì)比如表3。

現(xiàn)狀分析七: 電導(dǎo)率不均勻
這個(gè)是指兩種以上的液體還沒有混合好就進(jìn)入流量計(jì), 若它們的電導(dǎo)率相差比較大則會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)確。碼頭莊污水自來水流量計(jì)的前面有個(gè)加藥點(diǎn), 加進(jìn)殺菌劑、絮凝劑、阻垢劑三種藥劑, 總共加藥量為12.5L/h。這個(gè)流量與污水流量相比非常小, 其影響在流量計(jì)上很難反映出來。我們關(guān)閉加藥點(diǎn)觀察如表4。

現(xiàn)狀分析八: 往復(fù)泵振蕩
碼頭莊原來有三臺(tái)三柱塞高壓泵, 正常都是在18MPa 的壓力下運(yùn)轉(zhuǎn), 由于泵的脈動(dòng)性而測(cè)量點(diǎn)又未遠(yuǎn)離泵, 脈動(dòng)使自來水流量計(jì)輸出晃動(dòng), 有時(shí)候還產(chǎn)生了測(cè)量誤差。這從總表的校驗(yàn)可以得出。
現(xiàn)狀分析九: 沉積層覆蓋電極
碼頭莊污水流量計(jì)有時(shí)晃動(dòng)的比較厲害, 我們拆開可以看到里面已經(jīng)薄薄的被覆蓋了一層微小物體。而流量也從5.5～11.5m3/h 來回跳動(dòng)。
通過對(duì)以上的分析, 影響自來水流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度低于理論值的主要原因是: ①閥門開啟度太小; ②管系吸入氣泡; ③液體中含有溶解氣; ④往復(fù)泵振蕩; ⑤沉積層覆蓋電極。

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