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磁翻板液位計(jì)在緩沖罐液位自動(dòng)控制裝置中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
磁翻板液位計(jì)是一種在各類儲(chǔ)罐液位測(cè)量與控制中有大量應(yīng)用的液位儀表，可以與自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成液位監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。在采油作業(yè)區(qū)產(chǎn)能突增，基礎(chǔ)設(shè)施因產(chǎn)能觀察沒有改進(jìn)的情況下，為滿足壓力、溫度、流量、液位等自控要求可以進(jìn)行緩沖罐液位自動(dòng)控制裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用，是在此裝置靈活、可控，在產(chǎn)量觀察等特殊時(shí)期，可有效滿足生產(chǎn)管理需求，有助于老油田為提高后期開發(fā)安全生產(chǎn)管理水平而進(jìn)行的自動(dòng)化改造工作。
遠(yuǎn)傳輸出及報(bào)警信號(hào)：磁翻板液位計(jì)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳4-20mA，485通訊，Modbus協(xié)議及開關(guān)量信號(hào)、報(bào)警功能。
一、液位自動(dòng)控制裝置設(shè)計(jì)起因
別古莊采油作業(yè)區(qū)安一站，隸屬華北油田公司第四采油廠。2013 年，因生產(chǎn)斷塊整體再次開發(fā)，來(lái)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(lái)液極其不平穩(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隨時(shí)監(jiān)測(cè)液位值、調(diào)節(jié)出口閥門開度，使液位保持在安全范圍內(nèi)， 稍有疏忽就會(huì)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(shù)人員設(shè)計(jì)并安裝了緩沖罐液位自動(dòng)控制裝置。
二、裝置設(shè)計(jì)過程
1.任務(wù)。經(jīng)調(diào)查，原工作方式為操作員工通過隨時(shí)監(jiān)測(cè)液位，人工及時(shí)調(diào)整緩沖罐出口閥門開度，使液位保持在安全范圍內(nèi)，需設(shè)計(jì)并制作的是一套液位監(jiān)測(cè)及自動(dòng)控制裝置。
2.現(xiàn)狀調(diào)查。緩沖罐液位采集為值班室顯示與現(xiàn)場(chǎng)顯示相結(jié)合，配備有磁翻板液位計(jì)一臺(tái)，可在外輸泵房?jī)?nèi)顯示液位。另有差壓變送器一臺(tái)，輸出4 mA～20 mA 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，供電24 V，使用二次儀表在值班室進(jìn)行顯示，另
3.設(shè)計(jì)要求。（1）現(xiàn)場(chǎng)儀表能使用的不進(jìn)行購(gòu)置更新，在目前可用儀表基礎(chǔ)上構(gòu)建，程度控制成本。（2）可在值班室實(shí)時(shí)顯示緩沖罐液位，并能進(jìn)行高、低液位報(bào)警的聲音警示。（3）可自動(dòng)調(diào)節(jié)緩沖罐液位，使其保持在安全范圍內(nèi)。（4）當(dāng)裝置內(nèi)設(shè)備故障時(shí)，裝置能大限度減少設(shè)備故障對(duì)生產(chǎn)的影響。
4.設(shè)計(jì)流程圖（見圖1）。
5.裝置組成。由具有PID 智能調(diào)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(dòng)調(diào)節(jié)閥及連接線等構(gòu)成。
6.設(shè)計(jì)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(yīng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)為4 mA～20 mA 輸入；所在泵房?jī)?nèi)供電只能提供220 V 供電，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電機(jī)供電需選為220 V。
（2）配備磁翻板液位計(jì)一臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)液位數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與觀測(cè)，也可以將磁翻板液位計(jì)安裝液位變送器，信號(hào)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(chǎng)顯示，接收和輸出信號(hào)均為4 mA～20 mA，有24V 輸出電源，給差壓變送器及磁翻板液位計(jì)的液位變送器供電；因控制過程簡(jiǎn)單，選用PID 控制。
（4）因值班室位置狹小，墻體懸掛各類機(jī)柜，選用的儀表箱要緊湊、實(shí)用。
（5）選用符合防爆規(guī)格的產(chǎn)品。
（6）為了增加安全性能，加裝液位高低限位報(bào)警裝置，液位上漲或下落到設(shè)定的上下*，蜂鳴器安全報(bào)警；加裝來(lái)電延時(shí)裝置，送電后，待電壓穩(wěn)定，自動(dòng)控制裝置延時(shí)供電，有效保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行。
7．裝置接線圖（見圖2）。
8.緩沖罐液位自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)施。
（1）在泵房外將需增加的流程管線進(jìn)行預(yù)制， 減少泵房?jī)?nèi)工藝管線更改時(shí)間，緩沖罐出口安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，留好旁通以備檢修、停電等異常情況下使用。
（2）為磁翻板液位計(jì)安裝液位變送器，作為冗余裝置，在差壓變送器故障時(shí)可以做備用信號(hào)輸入，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)輸入的雙保險(xiǎn)。
（3）220 V 供電在泵房?jī)?nèi)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(chǎng)布線。
（5）對(duì)該系統(tǒng)的液位監(jiān)測(cè)、報(bào)警、參數(shù)整定等部分進(jìn)行測(cè)試、觀察，運(yùn)行穩(wěn)定后投用。
三、緩沖罐液位自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用
1.安一站應(yīng)用。員工根據(jù)來(lái)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(bào)警值，對(duì)整個(gè)裝置重新整定，液位得到穩(wěn)定控制。
2.擴(kuò)展應(yīng)用。作業(yè)區(qū)單井拉油點(diǎn)京57 井，油井間出嚴(yán)重，出液不勻，日液量7~17 方波動(dòng)。應(yīng)用該裝置，分離器液位得到有效控制，實(shí)現(xiàn)了花小錢，辦大事。
四、結(jié)論
該系統(tǒng)應(yīng)用于老油田，可有效實(shí)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(wú)法跟進(jìn)時(shí)，緩沖罐液位的安全及生產(chǎn)管理問題。對(duì)處于后期開發(fā)、自動(dòng)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。