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    关于海上油气田采油工程中现场仪表的选型介绍(下)

    发表时间:2017-05-14   点击次数:  技术支持:15601403222
     四、压力仪表
      压力是海洋石油生产中的重要参数之一,为了保证生产正常运行,对压力进行正确的检测是十分重要的。常见的压力测量仪表按测压原理可分为:液柱式压力计、弹性式压力计、电气式压力计。在海上生产设备中常见的压力传感元件为弹性形变型。以下以传感元件为弹性形变型的弹性压力表作具体介绍。
      1.弹性压力表
      弹性压力表可直接安装在工艺设备、管线上作为现场压力指示,是一种应用广泛、对工作环境不苛求、价格又便宜的压力测量仪表。它结构简单,牢固耐用,读数可靠,准确稳定。其工作原理是根据弹性元件受压后产生与被测压力大小成比例的形变而制成的。弹性压力表又分为以下几种:
      1.1波纹管压力表
      波纹管压力表的弹性敏感元件是波纹管,波纹管受压后有较大位移。该位移与所受压力成正比。波纹管的位移可转化为指针旋转显示出所受压力值。
      优点:输出推力大,在低、中压范围使用好,价格适中。
      缺点:对环境温度的变化较敏感。多数情况下,仅靠波纹管的伸缩作用并不能够提供足够能量进行精确的测量需附加一个弹簧管来提高精确性。
      1.2弹簧管压力表
      弹簧管压力表的敏感元件是截面为椭圆形的弹性C形管,在C形管承受压力时C形管自由端位移带动指针来指示压力。其结构如图1-1所示,被测压力由接头6通入,迫使弹簧管1的自由端B向右上方扩张。自由端B的弹性形变位移由拉杆2使扇形齿轮3作逆时针偏转,于是指针4通过同轴的中心齿轮3的带动而作顺时针偏转,从而在面板5的刻度尺上显示出被测压力值。(见图1-1)
      弹簧管压力表适用于测量不结晶、不凝固,对钢、铜合金没有腐蚀作用的液体、气体介质的压力。
      其优点:结构简单;价格便宜;有长期使用经验;量程范围大;精度高。
      缺点:对冲击、振动敏感;正、反行程有滞回现象。
      1.3膜片压力表
      膜片压力表的弹性敏感元件是带有波纹的圆形膜片,当膜片受压时一侧会产生微小变形,以带动联轴指针指示压力。膜片将被测介质与压力表内部元件分隔开,以便不再受介质影响。其结构如图1-2所示,膜片1在压力P作用下,所产生的弹性形变位移由连杆2输出,使铰链块3作顺时针偏转,经拉杆4和曲柄5托动转轴6及指针7作逆时针偏转,在刻度板8上显示被测压力值。
      膜片压力表适用于测量腐蚀性介质的压力,更适合于测量易结晶或粘稠性介质的压力。
     
     
     膜片材料应根据被测介质的性质来选择,如:316LSS、316SS、哈氏合金、蒙乃尔合金膜片等。
      其优点:尺寸小、价格适中;可用于粘稠介质的测量。
      缺点:抗震、抗冲击性能不好;维修困难;测量压力较低。
      2.精度选择
      一般工业用压力表1.5级或2.5级已足够,科研或精密测量用0.5级或0.35级的精密压力计或标准压力表。
      海洋石油工程中在满足工艺要求的前提下,一般选用精度等级为1.0级或1.5级的压力表。
      3.测量范围的选择
      3.1测量稳定的压力时,正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1/3~2/3。
      3.2测量脉动压力(如:泵、压缩机和风机等出口处压力)时,正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1/3~1/2 。
      3.3测量中、高压力(大于4MP)时,正常操作压力值不应超过仪表测量范围上限值的1/2。
      4.压力表外形尺寸的选择
      现场就地指示的压力表一般表面直径选Φ100mm,在标准较高或照明条件较差的场合用表面直径为Φ150mm至Φ200mm的。
      在该项目中,由于罐体内介质大多为腐蚀性介质,所以经过比较,终选用了膜片压力表。以文昌压力入口燃气洗涤器FPSO-V-3104为例,该容器所在工作区域为Class 1 Zone 2,操作压力320KPaG,设计压力850KPaG,操作温度40℃,设计温度70℃。容器内介质为油、气、水。在满足上述工艺参数的条件下,为该容器选用了精度为1.5级,量程为0~600KPaG,表盘直径为Φ150mm的膜片式压力表。
     磁翻板液位计
     五、液位仪表

      1.常用液位计的选型及技术说明
      在设计选用液位测量仪表时,对一个设施中的每一个储罐或容器都需要单独研究,以便选择正确的液位测量仪表。为了便于采购、操作和维修,设备的选择应尽可能统一。但也不能因此使某些设备的功能减弱。
      对液位计来说,只要能有效地工作,通常都选用简单的。一般都推荐选用浮子式和沉筒式。
      2.磁翻板液位计
      2.1工作原理
      磁翻板液位计属浮子式液位计,它以磁性浮子为感测元件,并应用连通管原理,保证被测容器与测量管体间的液位相等。由于浮子与磁性色片内磁铁的极性相反,所以,当测量管中的浮子随被测液位等量变化时,就会吸引磁性色片翻动。磁性色片颜色会由白色翻为红色(或其它颜色)。白色表示为无液,红色表示为有液,以指示实际液面高度。
      2.2特点
      2.2.1适用范围广、安装形式多样,适合多种介质的液位测量。
      2.2.2适宜于有腐蚀、有毒介质的应用场合。
      2.2.3双色指示、连续直观、醒目、测量范围大。
      2.2.4耐振动性能好,能适应液位波动大的情况下工作。
      2.2.5结构简单,安装方便,维护费用低。
      沉筒更适宜用于高压容器,因为它的结构比浮子更为坚固。该项目中的16台容器属常低压容器,所以该项目选用了容器上常用于测量液位的磁翻板液位计

      六、结语
      现场仪表的合理选型是仪表控制系统正常运行的基础。只有仪表控制系统发挥良好的功能才能保障海上油气田得以顺利开发,从而保障海上油气田的生产安全,确保人员、设施的安全。本文根据文昌、西江项目中容器所需功能并综合考虑安全性、经济性和实用性,为该项目中的16台容器合理地选用了现场仪表。完善了仪表控制系统,为文昌、西江项目的正常运作提供了基本条件。
     

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