1引言

        目前勝利油田孤東采油廠擁有注水站7座，大口徑(大于200mm)注水電磁流量計37臺，日注工業污水9.6萬噸。針對原注水電磁流量計準確度普遍低于流量計理論測量準確度的現狀，根據電磁流量計原理與實際應用工況條件，逐項分析現場工況條件下影響電磁流量計測量準確度的各項因素，并查找造成影響各因素的權重關系，推斷出閥門開啟度太小，管系吸入氣泡，液體中含有溶解氣，注水泵振蕩、流量計直管段太短和污水沉積層覆蓋電極等主要原因，制定實施相應的技術改造對策。為此，我們提出了應用國產LDC/200新型電磁流量計，對油田各注水站大口徑注水計量系統實施整體計量技術改造項目。

 

2電磁流最計

2.1電磁流量計的組成

        電磁流量計由傳感器和轉換器兩部分構成。它是基于法拉第電磁感應定律工作的，用來測量電導率大于5i S/cm導電液體的體積流量，是一種測量導電介質體積流量的感應式儀表。除可測量一般導電液體的體積流量外，還可以用于測量強酸、強堿等強腐蝕液體和泥漿、礦漿、紙漿等均勻的液固兩相懸浮液體的體積流量廣泛應用于石油、化工、冶金、輕紡、造紙、環保、食品等工業部門及市政管理、水利建設、河流疏浚等領域的流量計量。

 

2.2原理概述

        電磁流量工作原理是基于法拉第電磁感應定律原理(見附圖)，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極，當導電體在磁場中作切割磁場運動時，導體中產生感應電動勢，此感應電動勢由兩個檢測電極檢出，數值大小與流量成比例，其感應電動勢E為:

        E=BDV

        其中:E:感應電壓;

        B:磁場強度;

        D:導體的長度(管徑);

        V:導體切割磁場速度坪均流速)。

        測量流量時，液體流過垂直于流動方向的磁場，導電性液體的流動感應出一個與平均流速(亦即體積流量)成正比的電壓。其感應電壓信號通過

二個與液體直接接觸的電極檢出，并傳送至轉換器，經信號放大、變換濾波以及一系列數據處理后，用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉換器有標準4-,-2OmA信號輸出，一路報警輸出以及頻率輸出，并設有RS-485通訊接口。流量計口徑、流速與流量換算關系為:

        公式:Q=D2/4∏V

        Q:流量(m3/h); D:管道內徑(m);V:流速(m/h)

 

2.3電磁流量計的選用

        (1)流量計口徑確定:電磁流量計的安裝口徑只有一種，不用選擇，用戶只需將現場管道的材質、外徑、管壁厚告知制造商即可。

        (2)外殼防護等級選擇:一體式流量計的外殼防護等級為IP65，分體式流量計的傳感器部分為IP68，轉換器部分為IP650

        (3)分體式流量計的確定:在積水、腐蝕、高溫、低溫、強烈振動、維護不便等惡劣環境，須選用分體式流量計。轉換器與傳感器之間只需用一根電纜連接，具體長度訂貨時向制造商確定，否則出廠只配5米。

        (4)輸出信號的確定:流量計可選擇單獨輸出4-2OmADC或O -1kHz或RS485，也可同時選用三種信號的各種組合。另外選擇4,20mA輸出時，還可選配HART通訊。

        (5)量程(刻度流量)的確定:量程應大于實際使用的最大流量，常用流量在量程的1/3,4/5范圍內(最好大于量程的1/2)。

 

2.4安裝要求

        (1)流量計應避免安裝在溫度變化很大或受到設備高溫輻射的場所，若必須安裝時，須有隔熱、通風的措施。

        (2)流量計最好安裝在室內，若必須安裝于室外，應避免雨水淋澆，積水受淹及太陽曝曬，須有防潮和防曬措施。

        (3)流量計應避免安裝在含有腐蝕性氣體的環境中，必須安裝時，須有通風措施。

        (4)為了安裝、維護、保養方便，在流量計周圍需有充裕的安裝空間。

        (5)流量計安裝場所應避免有強磁場及強振動源。

        (b)入口/出口直管段:入口:巧倍

口徑;出口:5倍口徑。

        (7)為了使儀表可靠的工作，提高測量精度，不受外界寄生電勢的干擾，傳感器應有良好的接地，接地電阻<100(若金屬管道接地良好時，無須專設接地裝置。)。

        (8)流量計在使用中必須保證管道始終充滿流體。

        (9)在流量計傳感器頭部不可積聚氣泡，在垂直管道上使用時，應選流體自下向上流動的位置。

 

2.5工程約規

        (1)塑料管道安裝電磁流量計必須在流量計上下游至少安裝兩個接地電極，并且在流量計附近布置接地點，將兩個接地電極與流量計本體短接好同時接入大地。

        (2)流量計最好安裝在流體從下向上流動的垂直管線上，如必須安裝在水平管線上時，要保證流量計下游管線位置高于流量計位置。

        (3)流量計上游如有截門，必須保證它們之間有巧倍的管道直徑距離。

        (4)如果流量計附近有大功率電氣設備，必須將電氣設備可靠接地。如果附近有變壓器，則須將流量計另選地點。

        (5)流量計探頭端面為塑料材質，怕熱怕磕，安裝過程中必須小心。

        (6)流量計安裝時必須保證箭頭方向與流體方向一致。

        (7)流量計接線時仔細核對電源和信號線是否正確。

        (8)流量計接線完畢，必須把前后表蓋和電纜接口處的防水接頭擰緊，防止雨水浸入表殼內。

        (9)信號線的屏蔽層必須保證單端接地。

 

2.6 LDC/200電磁流量計新技術

        (1)提高了計量準確度。新流量計準確度可達1.0以內，而原流量計準確度為2.0。經油田現場大罐標定法多次現場標定，流量計計量誤差均能控制在允許誤差之內。同時，用0.5級高準確度便攜式超聲波流量計進行多次現場比對，其計量誤差均在控制范圍之內。

        (2)具有測量信號的遠傳功能。為各注水站自動化生產監控系統的實施提供流量信號自動檢測的技術支持。

        (3)工藝流程得到改進，解決了流量計的定期標定問題。新改造后注水計量技術系統計量工藝規范，且在流量前安裝了一段不銹鋼直管段，便于對流量計開展在線現場定期標定，確保流量計計量準確度。

        (4)抗干擾能力得到提高。通過采取防干擾措施，解決了大功率注水泵機組啟動沖擊、振動、閥門開啟度太小等干擾因素對流量測量的影響。

        (5)采用特殊工藝電極，避免了污水沉積層覆蓋電極問題，確保了測量的準確可靠。

 

3、結束語

        該新型電磁流量計于2006年在孤東采油廠注水站注水計量技術改造中得到了應用，取得了良好的應用效果。