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鹽穴儲氣庫造腔站汙水處理廠流量計選(xuǎn)型與(yǔ)可靠性分析

點擊次數:2221 發布時間:2020-12-24 09:00:58
摘(zhāi)要:鹽穴(xué)儲氣庫(kù)在造(zào)腔過程(chéng)中,汙水(shuǐ)處理廠流量計用於(yú)計量注人和排出液體體積,其可靠性直接影響到造腔工程師對造腔進度的(de)監控,及相應施工計劃的安(ān)排。除定期檢測外,文章根據岩鹽中(zhōng)泥質不溶物膨(péng)鬆係(xì)數在一定範圍這一特征,統計分析生產(chǎn)數據,評價其可靠性。結果表明,汙水處理(lǐ)廠流量計可靠性能(néng)滿足鹽穴儲氣庫造(zào)腔生產需要。
汙水(shuǐ)處理廠流量計由流量傳感器和轉換器兩部(bù)分組成,與其他類型的(de)流(liú)量計相比,汙水流量計具有(yǒu)無壓損、口(kǒu)徑大、量程比寬、耐腐(fǔ)蝕、適用於高鑽度介質、性價比高等(děng)特點,可充分(fèn)減小管(guǎn)道內的阻力,符合節能降耗的要求。目前,汙水處理廠流量計已(yǐ)廣泛應用於造腔生(shēng)產(chǎn)中,雖然經(jīng)過定期(qī)檢測,但由於被測介質性質(zhì)及流速等的影響,汙水處理廠(chǎng)流量計在造腔中的應用效果並未評價。調(diào)研結果表明,岩鹽中不溶物膨鬆係數在特定(dìng)地區是常數,且往往在一定範圍內,可用生產(chǎn)中溶鹽體積、腔體(tǐ)實際體(tǐ)積、不溶物含量等參數表達。
本文通(tōng)過介紹汙水(shuǐ)處理廠流量計的(de)測量(liàng)原理,造腔地麵工(gōng)藝,確定汙水處(chù)理廠流量計在造腔站的適用性,造腔(qiāng)站內汙水處理(lǐ)廠流量計(jì)的選型與安裝(zhuāng),明確一該類流量(liàng)計的使用(yòng)符合減小(xiǎo)測量誤差及穩定性的要求,再根據(jù)日常生產中的注人液體、排出液(yè)體體積以及相應的濃(nóng)度,對溶鹽體積進行計(jì)算,結合階段造腔實際體積及不溶物含量(liàng),計算不溶物膨鬆係數,評(píng)價流量計的可靠性(xìng)。
1、電磁流盤計測量原理
汙水處理廠流量計是利用(yòng)法拉*電磁感應定律測量,如(rú)圖(tú)1所示,用於測量電*與(yǔ)運(yùn)動的流體構成的(de)回路(lù)中產生的電參(cān)數,並根據公式換算成流體速度,再測量流通截麵液位高度得到流通麵積(jī),兩者相(xiàng)乘得到所測流量。


式中:Q為被測介質體積流量,m3/s ; Ue為直流式汙水處理廠流(liú)量計用來測量流(liú)體橫越磁(cí)場時所感生的電動勢,V; B為磁感應強度,T; L為(wéi)電*間距(jù),即測量管內徑,m;。為液體平均流速,m/s ; k為修正係數。

2、造腔站汙水處理廠流量計(jì)選型
汙水處理廠流(liú)量計選型與安裝應根據工藝條件來確定,主要包括被測介(jiè)質電導率、溫度、壓力、介質(zhì)流(liú)量範圍、工藝(yì)管道的管徑、介質狀態,介質的腐蝕性,工藝管道材質等因素,保證測量的準確度,並根據環境條件選擇防爆及防護等級。
2.1造腔地麵工藝
造腔地麵工藝分為注水工藝和(hé)排鹵工藝。注水過(guò)程中,淡水或淡鹵水通(tōng)過離心泵(bèng)增壓至匯管,然後通過各井管線流量計計量,進入鹽層。排鹵過程為,溶鹽產生的鹵水依靠自身壓力通過管道計(jì)量後,*終進人匯管外(wài)輸。
2.2選型及安裝
造腔站汙水處理廠流量計測量介質(zhì)主要為鹵水或者淡(dàn)鹵水,電導性較強,但具有較強(qiáng)的腐蝕性。采用的襯裏材料為聚四氟乙烯,電*材料選用哈氏合金(HC),耐腐蝕性能好,能有效預(yù)防注人和排出液體含有顆粒雜質、飽和鹵水結晶等問題。防護(hù)等級選用IP65用以完全防止外物侵(qīn)人並防噴射水進人。
在安裝位置方麵(miàn),各單井注水排鹵流量計在高低壓閥室,與注水泵機組隔離,接地(dì)良好。單井注水排鹵管道為DN150,流量(liàng)計的前直管段長度為87cm,後直管段55cm,同時,在回鹵的低壓閥室,汙水處理廠流量計安裝在介質(zhì)的上流處,符合汙水處理廠流量計安裝要求。
3、造腔站電磁流*計可靠性分析(xī)
根據岩鹽中泥質不溶物膨鬆係數在一定範圍(wéi)這一特征(zhēng),通過對金壇(tán)儲氣庫(kù)的造腔井生產數據進(jìn)行分析,計算腔體溶(róng)鹽量,結合(hé)聲(shēng)呐測腔體積,計(jì)算不溶物膨(péng)鬆係數(shù),檢驗汙(wū)水處理廠流量計計(jì)量(liàng)的可靠性。
3.1、鹽層物理化(huà)學性質
金壇鹽岩層段岩性主要為鹽岩、含泥(ní)鹽岩夾含(hán)鹽泥岩、鈣芒硝泥岩、雲質泥岩、泥岩、粉砂岩等。對於占鹽岩段so%以上的鹽岩層,主(zhǔ)要礦石(shí)以石鹽為主,其次為鈣(gài)芒硝、石膏,局部出(chū)現無水芒硝,雜質主要為粘土礦物,其次為白(bái)雲岩(yán)、碳酸鹽岩等。石鹽的化學組成主要是NaCI,占(zhàn)74.9%一90.8%,其次是Nat S04、CaSO4,其他鹽類甚微。
3.2造腔運行中溶(róng)鹽(yán)量計算
由於日常造腔中,主要注人淡水或者淡鹵水,離子濃度非常低,且日常化驗中測量(liàng)了注人液體的氯離子濃度,其他離子未詳(xiáng)細測量,所以在進(jìn)行溶解鹽體積計(jì)算時,注人液體隻考慮氯離子。
由於每次測腔都(dōu)有等(děng)待(dài)和準備(bèi)時間,所以腔內鹵水濃度會繼續升高,腔體體積(jī)擴大。故(gù)該階段溶鹽體(tǐ)積應按照(zhào)式(9)計算:


式中:V,為日溶(róng)鹽體積,m3; VA為(wéi)日采鹽體積,m3 ;場餘為腔體擴大(dà)後未排出液體的溶鹽體積,m3 ; Vip1*a為腔體擴大後未排出液體體積,m3m剩赫為腔體擴大後未排出的液體(tǐ)中等效淡水溶劑質量,kg;V排(pái)-為(wéi)日(rì)排出液(yè)體體積,m3m瑰為日注(zhù)人(rén)液體體積(jī),m3; C排為日排出液體氯化鈉質量體積濃度,歲1; C排(pái)-為日注(zhù)人液體氯化鈉質量體積濃度,g/l;C注為日排出液體密度,kg/m3 ; p注為日注人液體密度,kg/m3,P氯(lǜ)化鈉為氯化鈉密度,kg/m3 ; p水為(wéi)水的密度,kg/m3 ; V8為階段溶鹽體積(jī),m3 ; C聲為聲(shēng)呐測量時腔(qiāng)體內氯化鈉質量體積濃度,g/1; P聲為聲呐測量時腔體內液體密度(dù),kg/m3kg/M。
由於2016年前並未進行注(zhù)水濃度(dù)化驗,所以本文選擇了2016年至2017年進行造腔並在該時間段內(nèi)完成設定造(zào)腔階段的井進行統計分析,結果如表1所示。
3.3膨鬆係數
鹽岩礦床不論品位多高,都普遍存在著水不溶物,主要分布在鹽岩層(céng)內及夾層中。由於金壇鹽(yán)礦不溶物中的一大部分屬於(yú)泥岩,主要以粘土礦物中以伊利石(shí)為主,其次為伊/蒙混層,無高嶺石,這(zhè)些枯土礦物的強吸水性及吸水後*易膨鬆性,會減少腔體有效體積,所以(yǐ)實際溶(róng)解鹽的體積並不是腔(qiāng)體體積,它們(men)之間存在以下關係:
式中:Vf為階段腔(qiāng)體有效體積,m3 ; V.為階段溶解的固體鹽(yán)體積,m3;。為階段鹽岩中不溶物比例,小數;月為階段鹽岩(yán)中不溶物崩落以後的膨鬆係數,常數。
根據實(shí)驗,金壇儲氣庫(kù)不溶(róng)物膨鬆係數(shù)在1.5-3範圍。由於鹽(yán)穴造腔高度近150 m,含多個夾層,夾層含粘土礦物含量不同,所以膨鬆係數不同(tóng),同時夾層的厚度不同(tóng),所以利用該方法模擬的腔體體積的評價應根據不同造腔階段來進行。表1列舉了(le)2017年測腔(qiāng)井的階段造腔體積及該階段不溶物含量,並計算該階段的不溶物膨鬆係數(shù)。
從表1可以(yǐ)看出,除竹井外,其他井不溶(róng)物膨鬆係數均在1.5-3範圍,說明造腔(qiāng)站內的汙水(shuǐ)處理廠流量計的準確性和穩定性能夠滿足生產的需要。
3.4誤差分(fèn)析
根據該方法對鹽穴儲氣庫電磁(cí)流*計效(xiào)果進行評價時(shí),不溶物膨鬆係數計算誤差主要受下列因素(sù)影響。
(1) 注人液體(tǐ)溶液質量濃度化驗誤差。受(shòu)鹽廠清雄等因素影響,當日供應的淡鹵水濃度可能會出現上午高,下午低的情況,而每天淡水供應化驗的濃度(dù)隻有上午一個參(cān)數,所以對計(jì)算結果有一(yī)定影響。該誤差可通過增加濃度化驗次數得到有效解決。
(2) 由注人液體(tǐ)中硫酸鈉、硫酸鈣等含(hán)*的不確定引起的誤差,但這些(xiē)礦物在溶液(yè)中含量非(fēi)常少.在一個(gè)造腔階段內其影響可忽略。
(3) 流量計計量誤差。現場選用(yòng)的是準確度等級(jí)為0.5級的流量(liàng)計。檢測報告顯示,流量計實(shí)際相對示值誤差較大(dà),這可能導致計算的不溶物膨鬆(sōng)係數偏離正常(cháng)範圍。以77井為例,如表2所示,注人端流量計Fri在30 m'/h時,相對示值(zhí)誤差達6%,在90 m'/h時,相對示值誤差為3%,明顯大於排出端流量計F12在對應檢測點的相對(duì)示值誤差。同時,生產數據顯示,T7井在該造腔階(jiē)段,Fri示值在30一80 m3/h範(fàn)圍,這直接(jiē)導致了計算的注人鹽量偏大,而溶鹽量偏小,*終使不(bú)溶物膨鬆係數偏(piān)低。考慮到注人液體溶液質量(liàng)濃度化驗誤差對於(yú)所有同期造腔井的不溶物膨鬆係(xì)數影(yǐng)響結果相(xiàng)近,而(ér)除17井外,其(qí)他(tā)井不溶物(wù)膨鬆係數都在正常範圍內,所(suǒ)以流量計(jì)Fri實際側量誤差大是導致竹井不溶物膨鬆係數偏小的主要原因。
從表2中可以看出(chū),隨流速的增大,相對示值誤差逐(zhú)漸減小(xiǎo)。這可能是由於測量的流體內部雜質在(zài)管道內易形成沉澱,雖然采用了聚四(sì)氛乙烯作為襯裏(lǐ)材料保護電*,但是在低速(sù)流狀態下,這些沉澱附著於內襯的表麵(miàn)使測盆結果發生偏(piān)差,所以電(diàn)磁流皿計實(shí)際測量誤差必將隨著時間的推移而逐漸增大。為提高汙水(shuǐ)處理廠流量計在(zài)鹽穴儲氣庫造(zào)腔過(guò)程中的測量精(jīng)度,可采用以下方法。
(1) 調整工藝,在可控範圍內提高流速(sù),減少雜質沉澱(diàn).提高測*精度(dù)。
(2) 定期清理流(liú)量計。
(3) 對於(yú)檢測過程中發現的誤差值超(chāo)過*大允許誤差的(de)流A計,儀(yí)表係數偏離原出廠標定的儀表係數時,可根(gēn)據檢測機構的(de)檢測結果進行儀表係(xì)數校(xiào)準。
4、結束語(yǔ)
綜上所述,汙水處理廠流量計(jì)的準確性和穩定性能夠滿足鹽穴儲氣庫造腔的需要。但是,汙水處(chù)理廠流量計在鹽穴儲氣庫使用中(zhōng),受待測液體不純的影響,實際的(de)側量誤差(chà)**間的推移(yí)而逐漸增大,特別是(shì)在低流速的情況下,相對示值誤差明顯較大。造腔設計者可根據特定地區岩鹽中不溶物膨鬆係數在一定範圍內這一特征,進(jìn)行生產分析,評價流*計計量在使用中的可靠性。對於不溶物膨(péng)鬆係數不在特定範圍內(nèi)的井,排除濃(nóng)度檢驗影響後,可通過提高流速,定(dìng)期清理流量計,儀表係數校準等方式提高測(cè)皿的(de)數據的準確性,以便於合理安排造腔計劃.指導造腔施工。

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