安全监测课设 - 副本

1、课 程 设 计课程 安全检测技术课程设计 题目 联合站安全监测系统传感器设计十二 （容积式流量计设计） 电子工程学院 安全工程专业 安全学号 学生 指导老师 二0一五年六月 安全检测技术课程设计任务书题 目联合站安全监测系统传感器设计十二（容积式流量计设计）学生姓名学号专业班级设计内容与要求课程设计主要完成某联合站安全监测系统硬件设计中容积式流量计的选型、应用及接线等。要求运用已学过各类传感器的知识，完成安全监测系统中传感器的原理、选型、厂家产品参数、接线等内容，将书本传感器的理论知识与厂家具体产品对应起来，使得可以真正理论联系实际。要求熟悉相关传感器的原理与硬件结构，学会计算机监测系统硬件设

2、计的步骤和方法，具有初步设计小型计算机安全监测系统硬件方案中传感器部分的能力。课程设计内容及基本要求如下：1.熟悉联合站工艺流程、监控目标及监控要求。2.学会常用的各种传感器（温度、流量、压力、液位等）参数及使用，了解其工作原理。3.课程设计中以容积式流量计为主，详细介绍所选流量传感器的工作原理、硬件组成、测量电路、使用时的注意事项。详细介绍所选流量传感器的厂家产品参数、接线、特点等参数。4.完成监测系统硬件方案设计，画出原理图。 5.课程设计时间一周，完成课程设计报告。起止时间2015年6月12日 至 2015年6月23日指导教师签名年 月 日系（教研室）主任签名年 月 日学生签名年 月 日

3、目 录1 绪论.11.1 联合站国内外现状.11.2 联合站的概况介绍.21.3 联合站的工艺流程.21.3.1 工艺流程介绍.21.3.2 主要工艺流程介绍.41.4 联合站的主要岗位及任务.51.5 联合站监控系统的控制要求.51.6 监控系统控制I/O点数统计.62 传感器.82.1 容积式流量计介绍.82.1.1 工作原理.82.1.2 流量计类型.82.2 容积式流量计选型.122.2.1 LC-M-50型容积式流量计.132.2.2 相关技术参数.133 其他传感器选型.153.1 热电偶温度传感器.153.1.1 工作原理.153.1.2 选型.153.2 磁性浮子式液位计.16

4、3.2.1 工作原理.163.2.2 选型.133.3 电容式压力变送器.183.3.1 工作原理.183.3.2 选型.194 结论.21参考文献.22西安石油大学本科课程设计1 绪论 联合站是转油站的一种，但由于其功能较多，在油田上普遍存在（如图1-1）。联合站工艺是油田原油集输生产中最重要的生产工艺过程，它是集油水分离、污水处理、原油及天然气集输等多个工艺系统为一体的综合性生产过程，主要包括输油脱水、污水浅处理、污水深处理、注水、锅炉和配电等生产岗位或工艺环节。图1-1 联合站 目前，各大油田联合站生产工艺过程的控制主要有人工监测控制、常规仪表自动监测控制、计算机监测控制等三种方法。计算

5、机监测控制是从上世纪七十年代迅速发展起来的一种功能强大的现代工业过程控制方法。它采用计算机技术与自动化仪表相结合，对工业生产过程中的各种工艺参数进行处理、运算、显示和控制。相对于常规仪表控制，它可以提供更为复杂的控制算法，通过对各种相关参数进行综合分析，实现协调管理和优化控制。1.1 联合站国内外现状国外油田自动化监控工作已有几十年的历史了。一些先进的监控系统如监控与数据采集系统（SCADA）以及GPRS网络传输方式在国外各个油田早就开始应用了。50年代，美国海湾公司就建成了第一套自动化监控输送系统（LACT）装置，解决了原油的自动收集、处理、计量和输送问题。60年代，Arco油气公司的Iat

6、an East Howard油田PLC用于注水控制，并很快发展到报警、泵控等其他领域。80年代分布式监控系统就已经应用于石油行业。随着DCS系统采用一些先进的控制策略，使部分生产过程的控制得到了进一步优化。HONEYWELL公司的非线性液位控制可以适合进液的波动。美国通用公司的无模型控制器可以适合太滞后、时变温度控制等将检测与控制技术集一体，为油田集输控制提供了一体化解决方案。英国石油公司建立的自动化监控系统可以根据监测的地质情况自动控制油井的产量，保证地层原油达到最大采收率。美国LUFKIN公司推出PRC油井自动控制系统功能齐全，完全能够满足对油田抽油机进行全方位测控的需要。目前国外已将自动

7、化技术提升到对原油的生产、储运、销售等环节进行全面监控的现代化管理水平的高度。比如英国石油公司建立的自动化监控系统可以根据地质情况自动的控制油井的产量，确保底层原油达到最大采收率。美国油田甚至将销售过程中温度影响体积的销售差额，也考虑设置到自动化管理系统中。1.2 联合站的概况介绍 联合站,即集中处理站,是油田地面集输系统中很重要的组成部分,是继油田勘探,油田开发,采油工程之后很重要的的生产阶段。它是对油井产物油、气、水集中进行综合净化处理,从而获得合格的原油、天然气、稳定轻烃、液化石油气和可回注的处理采出水的中心站。联合站一般包括如下的生产功能:油气水分离、原油脱水、原油稳定、来油计量、原油

8、外输、注水、污水处理、天然气处理及外输。 联合站内包括有原油处理系统，转油系统，原油稳定系统，污水处理系统，注水系统，天然气处理系统等。它是油气集中处理联合作业站的简称。主要包括油气集中处理(原油脱水、天然气净化、原油稳定、轻烃回收等)、油田注水、污水处理、供变电和辅助生产设施等部分。 联合站（库）是油田原油集输和处理的中枢。联合站（库）设有输油，脱水，污水处理，注水，化验，变电，锅炉等生产装置，主要作用是通过对原油的处理，达到三脱(原油脱水，脱盐，脱硫；天然气脱水，脱油；污水脱油)三回收（回收污油，污水，轻烃），出四种合格产品（天然气，净化油，净化污水，轻烃）以及进行商品原油的外输。联合站是

9、高温，高压，易燃，易爆的场所，是油田一级要害场所联合站输油脱水岗是进行原油沉降脱水、实现油水分离和净化油外输的生产过程，是联合站生产的中心环节，工艺要求较高，其生产过程的管理水平，直接关系到成品原油的产品质量和整个联合站生产的安全和高效平稳运行。特别是随着油田开发进入高含水后期，工艺过程更加复杂，对工艺过程提出了更高的要求，采用人工监测控制和常规仪表控制已很难满足生产要求。上世纪九十年代，计算机控制开始应用于联合站生产过程，并取得了一定的应用效果。但由于在方案选型、设计和管理维护等方面存在一些问题，总的来讲，应用效果不够理想。在油田联合站生产过程中，如何合理选择、设计安全可靠和便于维护的计算机

10、监控系统，保证联合站生产的平稳运行和优化控制，实现节能降耗和安全生产，提高生产管理水平，是目前自动化技术在油田生产应用中面临的重要课题。1.3 联合站的工艺流程1.3.1 工艺流程简介 联合站的主要工艺流程包括有来车卸油、管输进站、油气分离、原油沉降脱水、存储和汽车拉油外销等。原油先经过换热器进行加热，在经过四相分离器，进行油、水、气分离。分离出来的水经过掺水泵注井；油水混合物经过外输泵、热交换器进行下一次分离；稠油经过脱水器、稠油泵汇集、运输。整个联合站的工艺流程框图如图1-2所示，工艺流程图如图1-3所示。 一次 沉降罐油气分离器污水缓冲罐计 量 器 二次 沉降罐 加药泵 污水外输泵 来油

11、 脱水泵过滤罐加热炉污水外输 脱水器外输泵 净化油罐原油外输 图1-2 联合站的工艺流程框图 图1-3 联合站的工艺流程 1.3.2 主要工艺流程介绍 1. 分离器流程。从各个采油队输送过来的原油首先通过计量器计量后又进入联合站的油气水三相分离器，在这里实现气体和液体的分离。原油从分离器一端进入，然后天然气从另一端上部流出进行天然气外输，而油水混合的液体从下部流出进入一次沉降罐。 2. 油罐区流程。油罐区的储罐主要的任务是进行油水分离，由一次沉降罐、二次沉降罐、净化油罐组成，分离器将油水混合液体输入一次沉降罐，一次沉降罐分离出大部分的原油，并把部分天然气再行收集，而将水输到污水区，进行污水处理

12、。经过一次沉降罐的原油流入二次沉降罐继续进行油水分离，这之后的原油已经含水很少了，然后原油进入加热炉加热和脱水器脱水。经过加热和脱水后的原油进入净化油罐，等待外输。 3. 加热炉流程。从油罐区二次沉降罐输送过来的原油在这里经过加热，以利于原油的输送，然后送到脱水器脱水。 4. 原油外输流程。经过加热和脱水处理的原油含水已经很少，通过原油外输泵将原油输送出联合站。污水处理工艺流程。在这一流程里，从一次沉降罐过来的污水首先进入缓冲罐，将含有的残留天然气进行收集，然后经过加药泵进行加药处理，再进入过滤罐过滤，最后将经过处理的污水输出。1.4 联合站的主要岗位及任务 1. 脱水岗（沉降岗） 脱水（沉降

13、）岗主要任务是将高含水原油，通过热化学脱水（即游离水预处理），沉降脱水和电脱水处理，并将脱水后的净化油转输到输油岗，把含油污水转输到污水处理岗。 2. 输油岗 输油岗将脱水岗的净化油输送到缓冲罐（或大罐），再经输油泵加压，经流量计计量外输后外输到油库或长输管道。 3. 污水岗 污水岗把一段，二段，电脱水器和站内的其他污水收集起来进行处理，达到回注水质量标准后，送往注水站进行回注。 4. 注水岗 注水岗把本站经净化处理和外来质量合格的水，根据地址的需要经注水泵加压输送到配水间，通过注水井注入到油层。 5. 集气岗 集气岗主要任务是将中转站来气，经增压机加压，经流量计（微机显示）计量后输送到供输油

14、站或气处理厂。 6. 变电岗 变电岗把35kV,110kV,220kV高压电，经变压器及其他设备降压，向联合站（库）各用电设备配电。 7. 仪表岗 仪表岗对本站各岗位使用的一，二次仪表，流量计进行投产运行时的调试和正常生产时的维护保养，调试，标定。 8. 化验岗 化验岗一般设三个岗（1） 原油化验岗：负责本站进站原油含水，外输原油含水以及原油脱水过程中的质量监护化验和原油密度的测定。（2） 污水化验岗：负责本站进站原油含水，外输原油含水以及原油脱水过程中的质量监护化验和原油密度的测定。（3） 锅炉化验岗：负责锅炉用水水质的化验。 9. 锅炉岗，维修岗等岗位。1.5 联合站监控系统的控制要求 1

15、. 控制三相分离器上油室、水室的液位恒定。 2. 监测三相分离器上油室、水室的液位、温度、压力及报警、 3. 监测俩个沉降罐的油室、水室的液位、温度、压力及报警。 4. 监测脱水泵、脱水器、加药泵、污水外输泵、外输泵各自前后的压力，控制各 个泵的起、停，显示其运行状况及报警。 5. 监测净化油罐、污水缓冲罐，过滤罐、加热炉的温度及液位及报警。 6. 监测遍布整个战区的气体浓度及报警。1.6 监控系统控制I/O点数统计 根据联合站的流程图，先要列出统计出系统的I/O点数，系统的I/O点数如表1-1所示. 表1-1 油田联合站监控系统I/O变量表序号设备名称总点数控制要求AIAODIDO1一个三相

16、分离器16水室的液位、温度、压力2*3=6油室的液位温度压力2*3=6油室、水室液位恒定控制2*2=422个沉降罐4罐的液位、温度2*2=43一个脱水泵2脱水泵的液位、温度2*1=24一个脱水器2脱水器的液位、温度2*1=25一个加热炉2加热炉前后的 温度2*1=26一个净化油罐2净化油罐的液位、温度2*1=27一个外输泵6泵的前后压力2*1=2控制泵的起停2*1=2泵运行状况显示2*1=28一个加药泵6泵的前后压力2*1=2控制泵的启停2*1=2泵运行状况显示2*1=29一个过滤罐2罐的液位、温度2*1=210一个污水外输泵6泵的前后压力2*1=2控制各个泵的启、停2*1=2泵运行状况显示2

17、*1=211合计4832466 在详细统计完I/O点数后还要列出每个点的参数表，列出了三相分离器的模拟量I/O点参数表(如表 1-2)和数字量I/O点参数列表（如表 1-3）。表1-2 三相分离器的模拟量I/O点参数表I/O位号变量名称变量说明I/O类型工程单位信号类型量程上限量程下限报警上限报警下限偏差报警正常值1-1SISY一个三相分离器水室的液位AImmA10091151-2SISYK一个三相分离器水室的液位控制信号AOMA100080301050表1-3 数字量I/O点参数表I/O位号变量名称变量说明I/O类型正常状态信号类型信号上线信号下线逻辑极性2-1CIQD加药泵的起动DO1V2

18、40正2-2CIZK加药泵的运行状况DI1V240正2 传感器原理与选型2.1 容积式流量计介绍 容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。 容积式流量测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积所以，在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间，通常称其为容积式流量计的 “计量空间”或“计量室”这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成容积式流量计的工作原理为：流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力

19、差流量计的转动部件（简称转子）在这个压力差作用下特产生旋转，并将流体由入口排向出口在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。 容积式流量计按其测量元件分类，可分为椭圆齿轮流量计、金属刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。 容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计，常应用于昂贵介质（油品、天然气等）的总量测量。2.1.1 工作原理 流体通过流量计，就会在流量

20、计进出口之间产生一定的压力差流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下特产生旋转，并将流体由入口排向出口在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。2.1.2 流量计类型 1. 金属刮板流量计 （1）结构及工作原理在流量计测量室内有两对或三对可旋转的刮板，在转子圆筒的槽内刮板沿径向滑动，在有压流体的作用下，推动刮板与转子旋转。刮板把流体连续不断地分割成单个的体积，然后利用驱动齿轮和计数指示机构计量出流体总量。见图2-1，其动作过程如下：当刮板处于图1.1

21、所示位置时，刮板A和 D全部伸出转子与计量腔内壁接触、刮板B和C全部收缩到转子里。当被测液体进入流量计后推动刮板和转子沿顺时针方向旋转。转子和刮板转八分之一圈，即刮板处于图 1.2 的位置时，刮板A图2-1 金属刮板流量计仍全部伸出，刮板D开始收缩，刮板C仍处于全部收缩状态，刮板B开始伸出。转子和刮板旋转四分之一圈，即刮板处于图 1.3 的位置时，刮板A和B全部伸出，此时被测液体充满由刮板 A、B转子、壳体内腔以及上下盖板组成的空间，当刮板转动到图 1.4所示的位置时，刮板A、B之间的液体由于 A 的逐渐缩回开始排出，与此同时，刮板C开始伸出，在刮板B和C之间又开始形成精确计量的液体体积。四个

22、刮板每旋转1圈是4个体积的流量。（流量计若为三对刮板，则排出 6 个体积的流量）从而达到对被测介质进行计量的目的。 （2）工作特性 刮板流量计适用较高粘度的流体，流体粘度变化对示值影响较小。对于连续或间断精确测量管道中流过得液体流量，它采用双壳体结构，转子等速度旋转，运转平稳不产生漏流、无脉冲、振动噪音低、计量精度高、机器摩擦小、使用寿命长，广泛应用于石油化工轻工、环保、交通等部门，适用于原油、渣油及各种成品油的中转和贸易结算的计量。流量计可以现场显示累积流量，并有远传输出接口，与相应的光电式电脉冲转换器和流量积算仪配套使用，可进行远程测量、显示和控制。 （3）主要特点： 1）可选用机械计数表

23、头实现就地指示，并可配备脉冲发讯器或智能表实现远传；2）精度高，最高精度等级为 0.2；3）刮板不易磨损，能承受高压力，防止渗漏；4）压力损失小，精度衰减率低，最大不超过去0.03MPa;5）单壳体结构简单，重量轻；双壳体结构不受管热涨及压力的影响，变形量小；6）安装方便，不需要直管段、整流器等附属设备，不受弯头、阀门等管件的影响；7）运行平稳、无振动、噪声；8）比速度式流量计压降大，但优于其它容积式流量计。 （4）安装使用： 1）刮板流量计的连接管道应与流量计的进出口同口径同轴线，不得有凸出管壁的凸出物，邻近流量计的接管不得有明显的变形，并使由于管线的膨胀和收缩对流量计的影响减至最小； 2）

24、在新制管道上安装流量计，为了避免管道中的杂物随流体进入流量计造成损坏，可暂用短管替代流量计，经对管道进行清洗或吹洗干净后，再换上流量计，严禁扫线气流通过表体。 3）在安装前应去除流量计接口法兰上的封盖，如流体内的杂质和气体含量较高，建议在流量计前加装过滤器、消气器或消气过滤器；过滤器网目应按如下范围选用；DN2550 使用 20目；DN80150 使用 15 目； DN200300 使用 10 目； 4）流量计应安装于主管道，并水平安装，其倾斜度一般不超过 15°，以确保流量计刮板间隙均衡，计量准确； 5）安装时，流量计上的箭头方向应与流体的流动方向一致，流量计与两侧的直管应为同轴线

25、。 6）管道中安装的流量调节阀和开关阀工作可靠。为便于观察和检查，旁路管道的切断可采用关闭装置，它由两个开关阀串联，在两个阀间的连接短管上，设一小口径检漏阀，可方便地检查阀的切断性能； 7）严格按照流量计铭牌上标志范围使用：最大流量、工作压力、工作温度、流体粘度均不应能超过铭牌上的规定范围； 8）流量计在投入使用时，应缓慢开启阀门，逐渐增大流量到所需要的流量，但不能超过流量计铭牌上限定的最大流量。 2. 双转子流量计 结构和工作原理流量计的一对特殊齿型的螺旋转子直接啮合，无相对滑动，不需要同步齿轮。靠进、出口处较小的压差推动转子旋转。图2-2代表一对转子运转时的某一个横截面。图2-2 双转子流

26、量计工作原理图同一时刻，每一个转子在同一横截面上受到流体的旋转力矩虽然不一样，但两个转子分别在所有横截面上受到旋转力矩的合力矩是相等的。因此两个转子各自作等速、等转矩旋转，排量均衡无脉动。螺旋转子每转一周可输出 8 倍空腔的容积，因此，转子的转数与流体的累积流量成正比，转子的转速与流体的瞬时流量成正比。转子的转数通过磁性联轴器传到表头计数器，显示出流过流量计（流过管道）的流量。 工作特性双转子流量计是一种容积式流量计。用于管道中液体流量测量和控制的精密仪表。主要应用在石油、化工、冶金、电力、船舶、交通、码头、矿山、热电、食品等部门。特别适用于食品、化学溶液（氨水、液化气、苯、醇、醚和醛类）、原

27、油、高凝油、高含水原油、等石油制品的商贸交易计量和工程自动化计量管理控制。计量精度可以达 到±0.1%。（3）主要特点计量精度高，体积小流量范围宽，重复性好，流量计运转平衡，噪声低，磨损少，无脉动，粘度适应性强，维修方便，寿命长，即使在小流量范围内运行也能准确计量等特点。1）双转子流量计安装的方向应使仪表壳体上所示箭头方向与液体流动方向一致，安装位置应注意便于读数。 2）仪表尽量安装在常温场合，不要安装在有害气体及强烈热辐射的场合，防止仪表计数器部分受损害。 3）仪表中的齿轮轴尽可能安装成水平位置，即刻度盘应安装成垂直位置（分度“0”应在上面），以减少齿轮与壳体间的摩擦，降低零件的磨

28、损。由于安装位置不同，为了便于读数，可将计数器（表头）旋转90度或180度。电子表头的安装可采用立式安装方式，表头与表体成直角状态，便于读数。 4）仪表安装前，管道必须彻底清洗，在整个管路系统中，若无严格的过滤装置时，应在仪表前安装过滤器，以防杂质进入表内。 5）双转子流量计应安装在泵的出口端，流量调节阀应安装在仪表的下游，使用时先打开上游截止阀，然后缓慢开启下游流量调节或截止阀。严禁突然开启或关闭。 6）仪表在使用时，应使表内流满液体。被测液体内不应混有气体，否则测出气和液的混合容积测量不准。液体内混有气体必须在仪表前安装消气器。 7）管道中的流量不应急剧增加或减少，应避免管道振动、水力冲击

29、和压力急剧波动等现象，否则将影响仪表正常工作。 8）流量超过规定最大流量时，双转子随着转速提高而磨损增加，且压力损失急剧增加，应避免使用，低于最小流量，虽仍能计量，但误差增大，流量计的起动流量约为最大流量的3%，正常工作流量最好为最大流量的70%-80%。 9）用于测量高粘度液体时，一般均将液体加热以降低粘度，然后在管道内流通，当仪表停用后，仪表内充满的液体冷却而变粘，如再要启用，必须用蒸气或导热油在表体外部把液体冲热等方法加热，待仪表内液体粘度降低后才能使用。否则粘度会咬住传动零件，致使仪表损坏。 10）被测液体温度不应高于规定值，超过了仪表甚至会卡住不动。液体温度变化也会造成粘度影响的附加

30、误差。另外，温度增加也造成螺旋状空间体积增加，使仪表“走得慢”。 11）每台流量计出厂时，均用柴油在室温条件下标定，常温下油的密度为：0.84M3/KG，如用户使用的液体粘度与此相差较大时，可调换双层齿轮或调整仪表系数来修正误差。 12）严禁用扫线蒸气和水通过仪表。 3. 其他流量计 容积式流量计按其测量元件分类，还包括罗茨流量计、椭圆齿轮流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计和膜式气量计等。2.2 容积式流量计选型 容积式流量计在石油产品的计量方面有悠久史的使用历史，石油行业积累了丰富的经验。容积式流量计在石油计量中具有独特的优势，关键原因是流体本身

31、的润滑作用，使这种仪表能长期、稳定运行。而且精确度高，范围度较大（一般可达101）。 石油计量用的容积式流量计常用的有椭圆齿轮式、腰轮式、刮板式和双转子流量计等多种，不同的种类其口径、范围和适用的流体黏度也不同。容积式流量计选型和使用中应注意如下几点：（1）精确度与流量范围度有关。同一台仪表如果额定精确度等级较高，只能在较低的范围度内得到，如果想得到较大的范围度则必须要降低精确度等级。例如，各类转子式液体仪表范围度为51时，基本误差为±0.2R；范围度为101时，则降为±0.5R。    （2）流体黏度对测量误差有一定影响。与涡轮流量计等其他流

32、量计相比，黏度影响较小，此外，还与许多其他流量计随黏度增大而误差增大不同，黏度增大因间隙间泄露减小而性能改善。 （3）不同型式的仪表适用黏度范围有较大差异。用于油品测量的容积流量计常用的有椭圆齿轮式、腰轮式、螺杆式、刮板式、旋转活塞式等。其中螺杆式对高黏度流体的适应性最佳。 （4）流体温度对测量误差的影响。容积式流量计的测量误差同仪表计量室容积和间隙大小密切相关。流体温度升高时，计量室容积增大转动部件每转一周，通过仪表的液体量相应增大。例如椭圆齿轮流量计计量室和齿轮均为铸钢时，测量值变化0.36/10；均为铸铁时，测量值变化0.33/10；计量室为铸铁，齿轮为铸铝时，则为0.14/10。 （5

33、）压力损失及黏度对压力损失的影响。容积式流量计是由流体能量来推动测量元件，因此带来相当高的压力损失。此压力损失 要比同样口径和流量的涡轮式或其他有阻碍流量计大。液体用仪表在最大流量时黏度为15mPa·s，液体的压力损失在20100kPa之间。若黏度增加，压力损失随着增加。2.2.1 LC-M-50型容积式流量计由联合站的特征及产品的实用性和经济性相结合，进行综合分析之后特选LC-M-50型容积式流量计，具体特点特征介绍如下：1. 卓越的无级微调装置（磨损补偿装置），可以对流量计进行正负校准2. 大量程范围内的高精度和高重复性；恒定流量时超高精度3. 低维护，低磨损，长寿命4. 压力损

34、失小，真正的重力流量计5. 计量精度不受温度、压力、粘稠度变化影响6. 铝、铸铁、铸钢和不锈钢可供选择2.2.2 相关技术参数品牌：GN型号：LC-M-50类型：容积式流量计测量范围：10-400 3/h精度等级：±0.2%公称通径：5080mm适用介质：油工作压力：810  bar工作温度：-40+601. 优点·有的无级微调装置使流量计可以进行校准; ·连接弯管和流量计计量腔分离，便于灵活安装; ·低压力损失; ·转子叶片结构简单、维护成本低; ·磨损补偿结构可以多年保证很好的计量精度; ·用于最大黏度为800

35、Cst的液体计量。 2. 应用范围 ·石油公司，炼厂、油库、加油站和油罐车 ·机场给飞机加油 ·军队的油库 ·铁路，公共运输部门 ·港口船舶加油 ·私人油料运输公司 3. 材质 弯管：钢或铝壳体：高镍铸铁侧盖：钢化学镀镍 转子：铝 叶片：碳 轴承：不锈钢密封：氟橡胶4. 技术参数表2-1 容积式流量计技术参数型号LC-M-50SM-50-2SM-80尺寸50mm/2 "50mm/2 "80mm/2 " 每转排量0.4L/0.08US Gallons0.8L/0.16US Gallons2.27L

36、/0.5US Gallons 最大流量24/H 400L/min48/H 800L/min80/H 1333L/min 最小流量2.4/H 40L/min4.8/H 80L/min8/H 133.3L/min 腔体1腔2腔1腔 精度±0.2% 重复度0.05% 最大工作压 力8Bar/120PSI/8.3Kg/ 温度范围-40+60 最大黏度800cps/3850 SSU 净重20Kg/44Lbs 56Kg/123Lbs 宽度287mm 356mm 深度2

37、35mm 370mm 高度406mm 405mm 5. 实物图图2-3 LC-M-50型容积式流量计3 其他传感器选型3.1 热电偶温度传感器3.1.1 工作原理 热电偶（thermocouple）是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。各种热电偶的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。 图3-1 热电偶 热电偶测温基本原理:两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个

38、执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。热电偶传感器的优点是具有很高的负电阻温度系数、灵敏度高（为热电阻10100倍）、阻值大、体积可以做得很小，因此可以测温量点温度，动态特性好适于动态测温，且成本低，应用广泛，易于维护，使用寿命长，适于现场测温。热电偶传感器缺点：分散性大非线性大长期稳定性差互换性不好。3.1.2 选型 本次设计温度变送器采用的是重庆川仪SBWR一体化温度变送器。 重庆川仪SBWR系列带装配热电偶温度变送器是DDZ-S系列仪表中的现场安装式温度变送单元。它采用二线制传送方式（电源与

39、信号输出为二根公用导线），输出与被测温度成线性的4-20mA电流信号。变送器可以安装于热电偶、热电阻的接线盒内与之形成一体化结构，也可单独安装于仪表盘内作转换单元。作为新一代测温仪表，可广泛应用于石油、化工、纺织、冶金、机电、电力、航空、食品加工、医学工程等工业和科研领域，进行自动化温度检测、变送和控制。图3-2 一体化热电阻原型技术参数:1）输入信号：热电偶：K、E、J、B、S、T、N。热电阻：Pt100、Cu50、Cu100（三线制、四线制）。智能型温度变送器的输入信号可通过手持器和PC机任意设置；2）输出信号：在量程范围内输出420mA直流信号，与热电偶或热电阻的输入信号成线性或与温度成

40、线性。智能型温度变送器输出420mA直流信号同时叠加符合HART标准协议通信；隔离式温度变送器：输入与输出相隔离，隔离电压500V，增加了抗共模干扰能力，更适合与计算机连网使用；3）基本误差：0.5%FS、0.2%FS、智能型0.2%FS；4）接线方式：二线制、三线制、四线制；5）显示方式：四位LCD显示现场温度，智能型四位LCD可通过PC机或手持器设定使之显示现场温度、传感器值、输出电流和百分比例中的任一种参数；6）工作电压：普通型号12V-35V，智能型12V-45V，额定工作电压为24V7）允许负载电阻：500（24VDC供电）；极限负载电阻R（max）=50(Vmin-12),例如在额

41、定工作电压24V时，负载电阻可在0-600范围内选择使用。8）工作环境：a. 环境温度-25-+80（常规型） -25-+70（数显型） -25-+75（智能型）；b. 相对湿度：5%-95%；c. 机械振动f50Hz, 振幅0.15mm；d. 无腐蚀气体或类似的环境；9） 环境影响系数：0.05%/。3.2 磁性浮子液位计3.2.1 工作原理磁性浮子液位计（如图3-3）根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当被测容器中的液位升降时，液位计本体管中的磁性浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示器，驱动红、白翻柱 翻转180°，当液位上升时翻柱由白色转变为红色，当液位下

42、降时翻柱由红色转变为白色，指示器的红白交界处为容器内部液位的实际高度，从而实现液位清晰的指示。 图3-3 磁性浮子液位计磁性浮子式液面计安装于桶槽外侧延伸管上，桶槽内部的液位能由翻板指示器清楚得知。旁路管外侧亦可加装磁性开关，做为电气接点信号输出，或装置液位传送器做远距离液位信号传送及液位控制。该液位计由于具有磁性藕合隔离器密闭结构。尤其适用于易燃、易爆和腐蚀有毒液位检测。从而使原复杂环境的液位检测手段变得简单和可靠安全。液位计具有就地显示的直读式特性。不需多组液位计组合。有着单体进行全量程测量。设备少开孔，显示清晰，标志醒目，读数直观等优点。当液位计直接配带显示仪时可省去该系统信号检测的中间

43、变送从而提高其传输精度。3.2.2 选型本次设计液位变送器采用的是江苏美安特自动化仪表有限公司UHZ-25系列侧装式磁性浮子液位计（如图3-4）。图3-4 UHZ-25系列侧装式磁性浮子液位计可用于各种塔、罐、槽、球形容器和锅炉等设备的介质液位检测。该系列磁性液位计可以做到高密封、记泄露和适应高、高温、腐蚀性条件下的液位测量，具有可靠的安全性，它弥补了玻璃板(管)液位指示下清晰、易破碎的不足、不受高、低温度剧变的影响，不需多组液位的组合。全过程测量无盲区，显示醒目，读数直观，且测量范围大。特别是现场指示部分，由于不与液体介质直接接触，所以对高温、高压、高粘度、有毒、有害、强腐蚀性介质，更显其优

44、越性。因此，它传统的玻璃管，板式液位计具有更高的可靠性、安全性、先进性、实用性。技术参数:1）测量范围：5008000mm2）精确度：±5mm ±10mm（高温型）3）工作压力：2.5MPa（普通型） 10.0MPa（高压型） 32.0MPa（超高压型） 2.5MPa（防腐型）4）介质密度：0.452g/cm5）介质密度差：0.15g/cm（测量界位）6）介质温度：-80+4507）介质粘度：0.4Pa.s，对于粘度大的介质或温度低时易结晶的介质，可根据用户要求选用加热夹套式液位计。8）环境振动：频率25HZ，振幅0.5mm9）接口法兰：采用化工部1997年最新颁发的HG2

45、059220635-97法兰标准。3.3 电容式压力传感器3.3.1 工作原理 电容式压力传感器是一种可以利用电容敏感的原件把被测量的压力转换成为跟它有一定的关系的电信号输出的精密测量仪器。它通常是使用镀金属薄膜或者是圆形金属薄膜来做电容器的其中一个电极。在薄膜感受到压力的时候，它会变形的，此时薄膜跟固定的电极间所产生的电容量就会发生改变。测量电路就可以输出跟电压形成一定的关系的电信号。图3-5为两种常见电容式压力传感器。 图3-5电容式压力传感器电容式压力传感器利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力传感器。它一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜

46、感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器。它的应用非常广泛，之所以应用这么广泛，是因为它的优点有很多：它的分辨率很高；它可以进行动态的检测；它的结构很简单，并不复杂；它可以在很恶劣的工作环境下正常工作，解决人不可以测量的很多问题；它可以是非接触测量的，很方便。3.3.2 选型本设计采用金湖铭宇自控设备有限公司MY-GPB电容式压力变送器（如图3-6）。图3-6电容式压力传感器 MY-GPB电容式压力变送器采用进口电容传感器，是一种将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准电

47、信号（如420mADC等）的工业常用压力仪表。MY-GPB电容式压力变送器用于测量液体，气体和蒸汽压力，然后转换成420mADC的电流信号输出，与指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表配合进行测量、指示和过程调节。该产品经长期老化及稳定性考核等工艺进行了筛选，具有抗过压、过流、反向、雷击和电磁干扰等功能，具有较高的性价比。产品性能稳定可靠，安装方便。技术参数： 1）量程：-100Kpa060Mpa； 2）压力形式：表压、绝压、负压； 3）输出信号：420MA（15V） 二线制； 4）供电电源：936VDC （标准型是24VDC）； 5）综合精度：0.1、0.3、0.5级可选；

48、 6）零点及灵敏度温度漂移：0.03%FS/； 7）长期稳定性：±0.25%FS/年； 8）补偿温度：-20+70； 9）工作温度：2085； 10）存储温度：-40+125； 11）零点温度漂移:±0.03FS/； 12）灵敏度温度漂移: ±0.03FS/； 13）介质接触材料:316不锈钢； 14）过载能力：3倍满量程； 15）测量介质：与316L兼容的腐蚀性介质； 16）接口：M20×1.5或用户自定义。 4 结论 联合站（库）是油田原油集输和处理的中枢，同时也是高温，高压，易燃，易爆的场所，是油田一级要害场所联合站输油脱水岗是进行原油沉降脱水、实现油水分离和净化油外输的生产过程，是联合站生产的中心环节，工艺要求较高，其生产过程的管理水平，直接关系到成品原油的产品质量和整个联合站生产的安全和高效平稳运行。特别是随着油田开发进入高含水后期，工艺过程更加复杂，对工艺过程提出了更高的要求，采用人工监测控制和常规仪表控制已很难满足生产要求，这时计算机监控技术应声而