含氧分析仪在海洋石油平台上的应用

    1　引　言

    在海洋石油平台的设计中,为提高采收率,补充地层能量,均须考虑注水。由于渤中34 1项目的生产水量小于配注量,经设计研究ODP阶段确定不足部分考虑使用处理后的海水进行补充,由于高含氧的注水具有一定的腐蚀性,会对配注管网产生腐 蚀,从而腐蚀地层。在该项目中对海水进行了脱氧处理,并设计了含氧分析仪对处理后的海水的含氧量进行检测。以下结合该项目含氧分析仪的设计和选型,讨论有 关含氧分析仪的组成和应用情况^[1~3]。

    2　含氧分析仪的组成

    在该项目中所使用的含氧分析仪是Rosement的产品,它包括499A TrDO型传感器,5081A型变送器和流通池等附件。

    2.1　含氧分析仪传感器

    499A TrDO型传感器是一种隔膜覆盖的电流传感器,溶解氧分析仪传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及氯化钾或氢氧化钾电解液组成,氧通过膜扩散进入 电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6~0.8 V的极化电压时,氧通过膜扩散,阴极释放电子,阳极接受电子,产生电流,整个反应过程:阳极Ag+Cl→AgCl+2e-;阴极 O2+2H2O+4e→4OH-。根据法拉第定律,流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比,在温度不变的情况下电流和氧含量之间呈线性关系。

    由于氧分子通过隔膜的扩散速率与被测液体的温度有关,所以,传感器的响应一定要校正温度对隔膜渗透性的影响。溶解氧传感器中内置了Pt100 RTD温度探头，因此，可以根据实测的温度对分析仪进行自动校正。传感器在空气中进行标定时，分析仪也会自动进行温度补偿。

    虽然，压力变化对于传感器的影响不大，但在该传感器中设置了一只柔性的气囊,它可以自动调整腔体内部压力变化,维持隔膜两侧的压力平衡,防止隔膜变形。

    2.2　变送器

    5081A变送器为电流变送器,其作用是将来自传感器的电流值转化为4~20 mA的信号,并对应一定的含氧量的测量量程。

    电流变送器有两行LCD显示。第一行显示主要测量参数,如含氧量等;第二行显示次要测量参数,如温度。

    电流变送器有2种可供选择的数字通讯方式:HART通讯(选型代码HT)和FF现场总线(选型代码FF)。这2种通讯方式都可以使用AMS软件(设备管理 程序),通过AMS软件,借助于个人计算机或工厂主机,操作人员可以对变送器进行设置、组态、读取过程变量和诊断故障。手持红外遥控器或HART 375手操器也可以对变送器进行组态和标定。

    溶解氧技术规格如下。