采油系統(tǒng)中對于磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)的應用案例

本文案例背景：
磁翻板液位計是一種應用范圍特別廣泛的液位測量儀表，近年來在石油系統(tǒng)用的也特別多，本文向大家介紹由磁翻板液位計組成的污水伴熱系統(tǒng)在采油廠的應用案例。蘇源采油廠曹莊聯(lián)合站磁翻板液位計冷凝凍結后，由于無法正確顯示分離器油室和水室液位，導致操作控制的難度增加，無法保證采油廠分隊計量的工作順利進行。這個成為技術人員急需解決的問題經(jīng)過技術部門的分析與研究，成功研制了利用分離器內(nèi)的污水為熱源的磁翻板液位計伴熱系，此系統(tǒng)能夠在低溫環(huán)境中準確地顯示液位，投產(chǎn)后效果反響很好。

近年來，采油廠對油氣分離器的氣液分離質量要求逐年提高。此設備的工作穩(wěn)定性直接影響到后續(xù)處理環(huán)節(jié)，三相分離器作為油氣分離設備，其工作質量的好壞直接關系著后續(xù)處理設備的正常運行，油廠要求技術部門盡快研制一種能夠適應生產(chǎn)上的要求液位測量儀表系統(tǒng)。
　　
分離器的內(nèi)部液位對于生產(chǎn)上來說，是一項重要數(shù)據(jù)，磁翻板液位計作為觀察分離器內(nèi)部油水液面的重要部件，在其中起著重要的作用。在近幾年的運行過程中每當氣候轉冷，磁翻板液位計的適應性變差，常常出現(xiàn)液位計失靈或指示假液位的現(xiàn)象，困擾分離器的現(xiàn)場操作和安全運行。油室、水室液位調(diào)節(jié)高度無法顯示，現(xiàn)場操作難度加大，對操作工人的操作技能提出更高的要求，同時液位計無液位顯示時需要對液位計內(nèi)凍結液體進行放空清掃或用熱水解凍，增加了操作人員的勞動強度和工作區(qū)域的污染。
　　
為了解決上述問題，經(jīng)過多次的現(xiàn)場試驗，發(fā)現(xiàn)分離器本體壓力（0.19MPa）大于污水出口管線壓力（0.13MPa），分離器冬季來液溫度為52℃～54℃，曹莊站原油凝固點為23℃，如果利用污水給磁翻板液位計伴熱，完全可以保證其正常工作。為此，設計了分離器磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)，下面對伴熱系統(tǒng)進行詳述。



二、磁翻板液位計結構組成
　　磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)主要由主體伴熱器、PPR流程連接管、來水、回水控制閥、放空閥、保溫材料五大部分組成。
　　2.1 主體伴熱器
　　主體伴熱器是磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)中重要的伴熱部件，它由污水循環(huán)腔體、散熱片組件、污水進出口接頭組成的一個由不銹鋼材料制作的主要伴熱部件（圖2），它安裝在磁翻板液位計本體后部，其半月形結構緊密貼合在液位計本體上。由于主體伴熱器采用了不銹鋼材料制作，可以有效地降低污水對其造成的腐蝕，從而延長了使用壽命。
　　2.2 PPR流程連接管
　　為了延長磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)使用壽命，增加主體伴熱器伴熱污水流量，避免連接管線因腐蝕、結垢等原因造成的穿孔及場區(qū)污染事故，選擇了DN25PPR熱熔管。由于PPR熱熔管具有耐高溫（軟化溫度為131.5℃，長期工作溫度<70℃）、承受壓力高（1.9MPa）、耐腐蝕、機械強度大，同時具有良好的保溫性能，導熱系數(shù)約為金屬管的1/200，降低了輸送污水過程中的熱能損耗，流程連接簡單、迅速等特點，因此在磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)流程中選擇了PPR管件。
　　2.3進出口控制閥
　　磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)來水管連接在分離器出水凡爾進口管，回水管連接在分離器出水凡爾出口管，為了保證分離器安全正常運行，避免分離器發(fā)生因伴熱系統(tǒng)流程故障而停運的事故，在伴熱污水來水管線和回水管線上安裝了DN25截止閥。
　　2.4磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)保溫
　　為了減少磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)內(nèi)污水熱量的散失，提高伴熱效果，在伴熱系統(tǒng)流程連接完成后，使用了保溫棉和鋁箔紙對其保溫，確保了伴熱系統(tǒng)的保溫效果。
　　2.5磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)放空閥
　　磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)安裝過程中，預留放空閥及放空頭，以便投運或堵塞時放空氣體和雜物。當氣溫轉暖停用時，打開系統(tǒng)放空閥放凈伴熱系統(tǒng)內(nèi)污水，減少伴熱系統(tǒng)管件及閥門的腐蝕。

三、 磁翻板液位計工作原理及使用方法
　　3.1工作原理
　　磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)原理示意圖見圖3。具有一定壓力（0.2MPa～0.22MPa）和溫度（52℃～54℃）的污水，從分離器出水凡爾進口管連接的截止閥通過PPR管進入主體伴熱器對磁翻板液位計腔體進行換熱，同時對磁翻板液位計腔體和污水伴熱本體聯(lián)合實施保溫措施，污水在主體伴熱器內(nèi)部循環(huán)換熱后，在磁翻板液位計本體內(nèi)的液體形成一個穩(wěn)定的溫度場（35℃～37℃），污水通過主體伴熱器出口流出，回到壓力較低的（0.11 MPa～0.13MPa）分離器出水凡爾出口管，經(jīng)分隊計量污水流量計計量后，進入原油一級沉降罐。
　　3.22使用方法
　　（1）首先打開污水伴熱系統(tǒng)回水控制閥；
　?。?）檢查各處管線、彎頭、閥門無滲漏；
　?。?）打開放空閥，放凈管內(nèi)及系統(tǒng)內(nèi)氣體；
　　（4）出水后，關閉放空閥；
　?。?）打開污水伴熱系統(tǒng)來水控制閥；
　?。?）用手觸摸污水伴熱系統(tǒng)表面溫度是否上升；
　?。?）污水伴熱系統(tǒng)內(nèi)伴熱污水走水后進入正常運行；
　?。?）運行過程中如發(fā)現(xiàn)伴熱系統(tǒng)溫度較低、磁翻板液位計凍堵時，關閉系統(tǒng)來水控制閥，打開放空閥，放凈堵塞物后打開來水控制閥；
　　（9）當氣溫轉暖，磁翻板液位計不需要伴熱保溫時，關閉伴熱系統(tǒng)進出口控制閥，打開放空閥放凈伴熱系統(tǒng)內(nèi)污水。

　四、磁翻板液位計使用效果
　　4.1現(xiàn)場應用效果分析
　　磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)使用后運行正常，各項運行參數(shù)達到了預期效果（表1）。在2011年1月～2012年3月伴熱系統(tǒng)使用期間，三相分離器磁翻板液位計凍堵次數(shù)由原來66次，降為3次。
　　現(xiàn)場測溫發(fā)現(xiàn)磁翻板液位計本體內(nèi)部液體溫度保持在39℃左右，污水伴熱系統(tǒng)可以有效的避免三相分離器磁翻板液位計在使用環(huán)境溫度低于10℃以下時，因凍結凝固而出現(xiàn)假液位的現(xiàn)象，達到了設計要求，使用效果明顯，有效的保證了三相分離器安全運行。且流程安裝方便、防腐耐用，可靠性強，安全環(huán)保。
　　由于三相分離器磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)在曹莊聯(lián)合站應用效果好，2011年蘇源采油廠實施分隊計量工作以來，在各聯(lián)合站推廣使用26套。此項技術在2010年油田技師協(xié)會獲得合理化建議三等獎，蘇源采油廠技術創(chuàng)新成果一等獎，并正在申請國家實用新型專利。
　　4.2經(jīng)濟效益計算
如果三相分離器磁翻板液位計使用電伴熱帶伴熱保溫，按每米用電40W.h，每套磁翻板液位計使用10米伴熱帶計算，磁翻板液位計安裝使用污水伴熱系統(tǒng)后，蘇源采油廠聯(lián)合站每年可節(jié)約電費3.36萬元。