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地下儲槽液位計在緩沖罐液位自動控制裝置中的設計與應用
地下儲槽液位計測量液體時采用頂裝或旁通管側裝方式。磁翻柱主體外加裝翻柱液位指示器、液位開關及液位變送器。磁單元置于浮球內部或通過頂桿與浮球相連,當浮球連帶磁單 元隨液位變化時,使磁性色塊(磁翻板)翻轉;磁性液位開關在對應液位點動作;同時液位傳感器在浮球磁力的作用下,輸出標準的變化電阻信號,再經過變送器把電阻信號轉換 成4~20mA電流信號輸出。
一、液位自動控制裝置設計起因
別古莊采油作業(yè)區(qū)安一站,隸屬華北油田公司*四采油廠。2013 年,因生產斷塊整體再次開發(fā),來液量急速上漲,緩沖罐處理液量由年初的40 余噸,急速上漲到100 噸左右,來液*其不平穩(wěn),造成20 立方米的緩沖罐液位控制異常困難。操作人員要不分晝夜**監(jiān)測液位值、調節(jié)出口閥門開度,使液位保持在安全范圍內, 稍有疏忽就會造成冒罐或抽空,存在很大的安全隱患。為解決這一問題,由作業(yè)區(qū)技術人員設計并安裝了緩沖罐液位自動控制裝置。
二、裝置設計過程
1.任務。經調查,原工作方式為操作員工通過**監(jiān)測液位,人工及時調整緩沖罐出口閥門開度,使液位保持在安全范圍內,需設計并制作的是一套液位監(jiān)測及自動控制裝置。
2.現(xiàn)狀調查。緩沖罐液位采集為值班室顯示與現(xiàn)場顯示相結合,配備有地下儲槽液位計一臺,可在外輸泵房內顯示液位。另有差壓變送器一臺,輸出4 mA~20 mA 標準信號,供電24 V,使用二次儀表在值班室進行顯示,另
3.設計要求。(1)現(xiàn)場儀表能使用的不進行購置更新,在目前可用儀表基礎上構建,*大程度控制成本。(2)可在值班室實時顯示緩沖罐液位,并能進行高、低液位報警的聲音警示。(3)可自動調節(jié)緩沖罐液位,使其保持在安全范圍內。(4)當裝置內設備故障時,裝置能*大限度減少設備故障對生產的影響。
4.設計流程圖(見圖1)。
5.裝置組成。由具有PID 智能調節(jié)功能的儀表、差壓變送器、液位變送器、儀表箱、蜂鳴器、繼電器、電動調節(jié)閥及連接線等構成。
6.設計選型。
(1)液位采集使用在用的差壓變送器(輸出4 mA~20 mA,供電24 V),選用相應的電動調節(jié)閥應為4 mA~20 mA 輸入;所在泵房內供電只能提供220 V 供電,電動調節(jié)閥電機供電需選為220 V。
(2)配備地下儲槽液位計一臺,可以實現(xiàn)液位數(shù)據的現(xiàn)場測量與觀測,也可以將地下儲槽液位計安裝液位變送器,信號輸出采用4 mA~20 mA,以滿足備用需要。
(3)數(shù)字儀表要求有現(xiàn)場顯示,接收和輸出信號均為4 mA~20 mA,有24V 輸出電源,給差壓變送器及地下儲槽液位計的液位變送器供電;因控制過程簡單,選用PID 控制。
(4)因值班室位置狹小,墻體懸掛各類機柜,選用的儀表箱要緊湊、實用。
(5)選用符合防爆規(guī)格的產品。
(6)為了增加安全性能,加裝液位高低限位報警裝置,液位上漲或下落到設定的上下限時,蜂鳴器安全報警;加裝來電延時裝置,送電后,待電壓穩(wěn)定,自動控制裝置延時供電,有效保護系統(tǒng)運行。
7.裝置接線圖(見圖2)。
8.緩沖罐液位自動控制系統(tǒng)的實施。
(1)在泵房外將需增加的流程管線進行預制, 減少泵房內工藝管線更改時間,緩沖罐出口安裝電動調節(jié)閥,留好旁通以備檢修、停電等異常情況下使用。
(2)為地下儲槽液位計安裝液位變送器,作為冗余裝置,在差壓變送器故障時可以做備用信號輸入,實現(xiàn)控制信號輸入的雙保險。
(3)220 V 供電在泵房內取電,24 V 供電從值班室布線,所有線纜穿管,兩端用防爆泥堵死,做好防爆工作。
(4)按照接線圖布置儀表箱及現(xiàn)場布線。
(5)對該系統(tǒng)的液位監(jiān)測、報警、參數(shù)整定等部分進行測試、觀察,運行穩(wěn)定后投用。
三、緩沖罐液位自動控制系統(tǒng)應用
1.安一站應用。員工根據來液的情況變化,在數(shù)字儀表上改變保持液位值和上、下限報警值,對整個裝置重新整定,液位得到穩(wěn)定控制。
2.擴展應用。作業(yè)區(qū)單井拉油點京57 井,油井間出嚴重,出液不勻,日液量7~17 方波動。應用該裝置,分離器液位得到有效控制,實現(xiàn)了花小錢,辦大事。
四、結論
該系統(tǒng)應用于老油田,可有效實現(xiàn)緩沖罐壓力、溫度、流量、液位等的自控,解決后續(xù)配套系統(tǒng)無法跟進時,緩沖罐液位的安全及生產管理問題。對處于后期開發(fā)、自動化水平整體較低的老油田,廣泛使用該裝置,具有一定的推廣、借鑒作用。