电脱盐专用油水界面检测仪

一、概述
在石油和石化产品的生产过程中,油和水的分离是一个重要环节。而在油水分离的工艺过程中,准确的控制油水界面,从而实现油水界面的自动控制,是完成油水分离的基础保证。因此,能够检测油水界面的仪表越来越受到石油和石化行业的重视。根据不同的工作原理,油水界面检测仪表分为浮筒法、差压法、微波法、射线法等多种形式。这些仪表都能不同程度地完成油水界面的检测功能,但是都存在各自的缺点和局限性。我公司研制成功的YTH-OWJM-KX-L型油水界面跟踪检测仪,采用先进的短波液质谐振吸收原理,检测精度和灵敏度高,安装调试方便,替代了国外同类型仪表,符合石油化工行业的要求。
二、特点
YTH-OWJM-KX-L型油水界面检测仪(垂直插入式)的传感器在线连续检测油水界面高度的变化。
YTH-OWJM-KX-L型油水界面检测仪(垂直插入式)输出4-20 mADC的标准信号,与DCS配合,构成自动放水系统。
YTH-OWJM-KX-L型油水界面检测仪(垂直插入式)采用罐内垂直插入安装方式,检测油水界面更加精确。
YTH-OWJM-KX-L型油水界面检测仪(垂直插入式)全量程检测油水界面高度变化,范围大,易于控制。
三、结构型式
YTH-OWJM-KX-L型油水界面检测仪(垂直插入式)由高频信号发生器和传感器二部分组成,应用于油田、炼厂等具有iaⅡBT4防爆等级的爆炸性气体的场所。

隔离栅是高频信号发生器的关联设备。防爆型式为一般厂用兼本质安全型,防爆等级为iaⅡBT4。
四、技术参数
(一) 环境条件
1、环境温度: 高频信号发生器:-40~+70℃
传感器耐受介质温度: 0~+150℃
2、 湿度:≤85%
3、 大气压力:80—110Kpa
(二)技术参数
1、供电电源: 24VDC
2、检测范围:0~100%(传感器插入长度最大6000mm,界面测量高度有效范围0-2000mm,可根据需要订做各种尺寸)
3、检测精度:±0.1%
4、工作方式:在线连续运行
5、信号输出方式:4-20mADC  
6、消耗功率:1.5W
7、传感器承压能力:≤2.5MPa
8、外形尺寸: ①高频信号发生器:Φ90mm*105mm
③传感器:115mm*6000mm
9、传输电缆长度:≤500m(加中继放大器可达2000m)
五、安装

仪表分为高频信号发生器、传感器两部分。
首先,脱水器的罐顶应该保留预留孔。预留孔的法兰规格为2吋。安装过程中,应先将罐内放压,当罐内无压后,将传感器从罐顶自上而下插入罐中,然后用螺栓紧固。最后,经过试压后,应保证脱水器和传感器的连接处无渗漏。注意传感器和罐壁之间需加一个2吋手动球阀。
传感器安装完毕后,将高频信号发生器同传感器相连,紧固。采用四芯屏蔽电缆连接现场的高频信号发生器(仪表壳体和铺设管线之间的防爆挠性管的连接对丝尺寸为M28*1.5)。通电后,当脱水器正常工作,传感器检测出油水界面的具体位置通过高频信号发生器输出标准信号4-20mA,远传至控制室内,与DCS或PLC系统构成自动放水系统。
六、电气调试
YTH-OWJM-KX-L型油水界面检测仪(垂直插入式)电气部分采用四线制,无源输出。关联设备为安全隔离栅,电气接线图如下:

仪表与系统接线图如下

确认安装、连接无误后即可通油、通电运行?系绾笠潜斫允竞咄,含水曲线图上方显示含水率的变化。仪表的各项参数通过我公司自行研制开发的无线操作终端进行无线传输调节。
无线操作终端与高频发生器的无线传输示意图如下

调试主要是力求对实时含水的检测准确, 因为厂家标定用的原油和用户要测试的原油品位会有差异,水的矿化程度也不可能完全相同,所以在仪表运行之前需要对仪表的各项曲线参数现场标定。
对曲线参数的修正可以是整体平移也可以是仰角调整,仪表在出厂前已经预调,在现场只需要对低段平移系数m、低段曲线仰角系数a4进行调整,具体调试方法如下:
将罐内原油淹没传感器探头,调节曲线平移参数m,使输出指示为4mA;
将罐内纯水淹没传感器探头,调节曲线仰角参数a4,使输出指示为20mA。
七、注意事项
1、传感器适用于如原油、重油、特稠油、石脑油、渣油、汽柴油、轻污油、重污油、轻烃、烯烃、瓦斯脱液、苯胺等各种油品。
※2、如介质的密度大于水,例如苯胺密度为1.02,测量的必要条件为:传感器有效测量部位必须始终浸在被测介质中。
1、介质的温度应符合说明书规定的温度。
2、传感器和高频信号发生器属精密部件,怕划、怕震。
八、工作原理
针对电磁波来说的无线电短波,其频率范围为3-30 MHz;波长范围10-100 m之间。根据电磁波的物理特性:电磁短波在通过液体介质时或多或少地被介质所吸收。不同频率的电磁短波在通过同一介质或同一频率的电磁短波通过不同的介质时,介质所吸收的短波能量是不同的,吸收多少服从朗伯一贝尔定律
I0=Ieu1c1l1                                  
式中I为穿透能量;I0为入射能量;u为吸收系数;c为介质系数;l为介质厚度。
当检测仪用于检测油水含量时,则两种物质分别为水和油。检测仪发射一定频率(4MHz )的电磁短波时,油对这个频率的电磁短波能量的吸收系数u很小,这里我们将其近似为零。对于频率一定的电磁波,水的吸收系数保持不变;当传感器尺寸一定时,则l确定;电磁波透射能量I被管线吸收,这个能量随介质的变化很小,可近似为恒定值。故从式中可知,探测器发射能量I只能随着介质浓度(在这里为水)变化而变化,呈非线性曲线特性。当油水乳化层的含水率变化时,发射器发射功率的变化,将引起发射器内部振荡源电流值1的变化,将这个变化了的电流反馈输出给控制器,经过调零、放大、整形后,作为标准信号,再经过线性化处理,实现油中含水率的测定。
 
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