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1、静电脱盐罐油水界面测量仪表选择张聪丽(济南炼油厂设计所,250101)摘要:主要对静电脱盐罐油水界面测量仪表的选择进行探讨。从测量原理的角度分析了常规测量法———内沉筒法和差压法在实际应用中蔽病的根源所在,着重介绍了射频导纳界面仪在静电脱盐罐上实现油水界面的准确测量。关键词:静电脱盐罐油水界面测量内沉筒法差压法电容原理射频导纳界面仪静电脱盐罐油水界面脱水控制在工厂一直难以掌握,操作工经常将含油水脱出,造成水的污染及原油损失。电脱盐罐油水界面脱水控制如图1所示。与水的不同性质,因此乳化层的密度、粘度及电特性亦随着含水
2、量的不同而不同。含水越多,密度越大,绝缘性越差。当含水达到一定值时,将具有一定的导电性。这就要求电脱盐的界面测量仪应具有排除乳化层影响的能力,否则就会产生油水界面的测量误差。2常规测量电脱盐罐油水界面的方法常规测量电脱盐罐油水界面通常采用内沉筒法和差压法测量,但效果都不理想,经常将含油水脱出。现我们从测量原理的角度来分析内沉筒法和差压法测量电脱盐油水界面的弊病所在。211内沉筒法测量静电脱盐罐油水界面内沉筒液位计属于变浮力式液位计,它的测量元件是浸在液体中的,利用油水两种不同介质的密度差,浮筒所受到的浮力产生变化,
3、根据这种浮力的变化转变成相应的电信号给显示仪表,调节仪根据界位值控制调节阀自动切水。其测量原理如图2所示。图1油水界面脱水控制图从图1中可以看出,电脱盐罐油水界面脱水控制系统由测量仪表、调节仪表和调节阀组成。调节仪表和调节阀都不难选择,关键是测量仪表的选取。测量仪表能否准确地测出真正的油水界面,是脱水控制的关键。下面就几种油水界面的测量方式进行探讨。1被测介质的状况静电脱盐罐油水界面测量不同于一般界面的测量,油水界面并不是很清晰的,两者之间有一层乳化层。乳化层是油水以不同比例混合而成,其下部介质为水包油,上部介质为
4、油包水,且其厚度随过程条件的变化而变化,一般在几厘米至几十厘米之间,乳化层中由上至下含水量逐渐增加。由于油收稿日期:1998—05—22;修改稿收到日期:1998—08—03作者简介:张聪丽女,1964年生。1985年毕业于华东石油学院自动化系自动化仪表专业,分配到中石化济南炼油厂设计所做自控仪表设计工作,工程师。消气效果,在流量计下游侧建议安装背压阀或能产生0102MPa背压的背压提升段;如用图1中右图所示结构,消气器进出口方向应与流向标志一致;为维修、扫线(用压缩空气清理管线)方便,系统中应设旁通管路(见图3)
5、。消气器从排气阀排出的虽然是气体,但不可避免地会夹带一些液气泡状物出来(液气界面是沸腾的),为了减少环境污染和防火需要,消气器排气阀图3消气器安装示意图座留有接口,以便用管子连接储罐收储排放物。石油化工自动化1998年50K———正迁移量。由式(2)可以看出,假设ρ1与ρ2固定不变,则Δp与H成线性关系。但是当界面下降到乳化层时,由于乳化层的下部介质为水包油,密度接近于水,上部介质为油包水,密度接近于油,而且整个乳化层的密度是不定的,因此差压变送器所指示的界面可能是假界面,则导致将密度接近于水的乳化层被排出。另外,
6、由于电脱盐罐中介质原油的密度约为0189,水的密度为1,两种介质的密度差比较小,仅为0111。设电脱盐罐的油水界面范围为H=1000mm,那么差压Δp的最大值仅为1078Pa。这个图2内沉筒法测量油水界面示意图内沉筒测量的计算公式如下:G=V1ρ1+V2ρ2V2=(G-V1ρ1)/ρ2=(G-Vρ1)/(ρ2-ρ1)式中G———沉筒总重量;V1———沉筒浸在油中的体积;V2———沉筒浸在水中的体积;ρ1———油的密度;ρ2———水的密度;V———沉筒的总体积,V=V1+V2(1)测量范围对于差压变送器属于低量程,如
7、此微小的差压难以准确测量。这也是差压法测量油水界面不准确的一种原因。3射频导纳界面仪在静电脱盐罐上实现油水界面准确测量311射频导纳界面仪测量原理美国DE公司采用射频导纳技术将电容探头测量方法进行了较大改进,将阻抗和容抗信号综合在一起,提高了测量的可靠性和精度,不受附着物、传感器结垢、温度、密度变化的影响。在静电脱盐罐的电极板中间安装一个射频导纳测量电极,另一个电极设为罐壁,见图4所示。当介质为水时,存在一个分布电容:从式(1)中可以看出,介质的密度差(ρ2-ρ1)越大,测量仪表对界面变化的感受越灵敏。然而,由于在
8、静电脱盐罐油、水界面间有一段乳化层,其下部的密度接近于水,而上部的密度接近于油,整个乳化层密度不均匀而且可变,因此利用介质的密度差所反映出的界面误差很大,常常将密度接近于水的乳化层当作水被排出。212差压法测量静电脱盐油水界面采用差压法测量静电脱盐油水界面,在仪表的安装与维护上比内沉筒法简单,但它的使用结果与内沉筒一样,经常将乳化层中的油排出。其测量原理如图
