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(hù)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。

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(jìn)行遷移。

2.1 無遷移
差壓式液位計傳感器的正壓室與負(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(xì)管內(nèi)傳遞壓力硅油的存在，在其投運前負(fù)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(fù)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(jìn)行統(tǒng)計，總結(jié)出5方面問題

3.1 液位顯示偏低或者負(fù)值
液位顯示值偏低或為負(fù)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(fù)引壓管壓力偏低，或者正壓室有泄漏處。造成負(fù)引壓管壓力偏低，可能原因是負(fù)引壓管堵塞或者進(jìn)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(jìn)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(dá)膜盒，或者被測值超出儀表范圍。壓力沒到達(dá)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(fù)引壓管里的液體沒有達(dá)到所設(shè)定的遷移量，這時需要調(diào)節(jié)閥門使負(fù)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(jìn)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�產(chǎn)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確、迅速的判斷，并能高效地解決出現(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。

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