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淺析渦輪流量計在油氣處理廠的應用
發布時間:2021-5-31 08:40:35

摘要:本文從介紹渦輪流量計的基本工作原理及其特點出發,詳細闡述了渦輪流量計在油氣生產裝置上的安裝、使用要求,深入地分析了渦輪流量計的維護要點,總結了渦輪流量計的常見故障現象、分析其存在的原因,并總結出了解決方法。
  隨著塔里木油田油氣生產規模日益擴大,油氣處理廠、站各個生產裝置的自動化水平也在不斷提高:渦輪流量計作為一種測量準確、量程比寬、性價比高、安裝維護使用方便的流量測量儀表,也越來越多的應用于各類油氣生產裝置中,它不但可用于測量天然氣也可用于測量液化氣、輕烴等液相介質。
  在日常維護中,由于人們對渦輪流量計的安裝使用特點、流量計的維護使用要求不太了解,在實際生產使用中會造成流量計故障,從而影響流量計的使用。下面本文就從渦輪流量計的工作原理、使用特點以及安裝維護、故障分析、解決措施來進行分析。
1渦輪流量計的工作原理及其結構
1.1渦輪流量計的工作原理
  在工藝管道中安裝一個可以自由轉動,且軸與管道同心的葉輪。當被測介質流過傳感器時,在流體介質的推動力作用下,被測流體沖擊渦輪流量計的渦輪葉片并使之轉動,葉輪受力旋轉,其轉速與管道平均流速成正比。葉輪的轉動周期地改變磁電轉換器的磁阻值,檢測線圈中磁通隨之發生周期性變化,產生周期性的感應電勢,再經磁電轉換裝置把渦輪的轉速轉換為相應頻率的信號,該信號經前置放大器放大整形,產生與流速成正比的脈沖信號,即電脈沖信號.根據單位時間內的脈沖和累計脈沖數即可求出瞬時流量和累積流量,送入渦輪流量計流量積算儀進行計數和顯示。
1.2渦輪流量計的結構
渦輪流量計由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表等四部分組成.
2渦輪流量計的應用特點
2.1渦輪流量計的優點
(1)精確度高屬于高精確度的一種:(2)重復性好:(3)范圍度寬:(4)結構緊湊,體積輕巧,流通能力大.
2.2渦輪流量計的缺點
(1)渦輪流量計受流場分布影響較大,因此流量計應按要求對傳感器的上下游側設置直管段.
(2)對被測介質的清潔度要求較高,需按要求安裝過
濾器,但這也帶來壓損的增大。
(3)不適合于存在較強脈動流的場合使用,也不適于混相流的測量。也不允許使用在存在快速開關的場合.
3渦輪流量計的安裝與維護
  具有轉動部件的速度式渦輪流量計的安裝與使用,總體上講,應滿足其計量特性、性能不受影響:在規定的流量范圍內維持其準確性,不縮短其使用壽命.
(1)渦輪流量計既可以水平也可垂直安裝,但一般要求水平安裝,避免垂直安裝。液體介質要求充滿管道,且介質流動方向與傳感器箭頭方向--致.
(2)渦輪流量計安裝直管段時,上游至少10D,當有整流器時,整流器出口到渦輪流量計入口端面至少為5D的直管段(分別從流量計的上、下游端面算起)。其內徑與流量計公稱內徑DN之差,-般應不超過DN的士1%,并不超過5m。
(3)安裝渦輪流量計時,前后管道法蘭要水平,否則管道應力對流量計影響很大,渦輪流量計磁感應部分不能碰撞。
(4)帶有溫壓補償的渦輪流量計的安裝,測溫元件應安裝在流量計下游,在葉輪下游的5D內,盡可能靠近流量計。靜壓取壓孔一般在流量計本體上,由制造廠商確定,其直徑一般在3m-12m.
(5)當渦輪流量計安裝于可能存在各種機械雜質的流體介質管道中,必須在流量計上游安裝雜質過濾器.
4故障分析及處理方法
4.1現象
(1)液體正常流動無顯示,流量測量數據無變化;(2)顯示流量與實際流量不符:(3)流量計測量數據變小。
4.2故障原因分析
(1)流量計電源供電失效,供電電路或信號電路斷路、接觸不良:流量計顯示儀電路板故障或是板卡接觸不良:流量計前置放大器故障:供給前置放大器電壓不足:葉輪被異物卡住,無法轉動。
(2)過濾器堵塞,壓損增大。流量減少:葉輪受雜物阻礙,或是軸承間纏繞雜物使渦輪轉子轉速降低:③管道上方閥門閥芯松動,閥門開度下降,流量減少:
(3)葉輪被介質腐蝕,葉片變形:②雜物阻礙葉輪旋轉;③檢測線圈輸出信號失常:④旁通閥有泄漏;流量計上游流速分布發生畸變或出現脈動流:流量計顯示部分故障;流量計信號線接反;流量計參數設定錯誤:實際流量超出流量計測量范圍。
4.3排除方法
(1)萬用表檢測,排除斷路或接觸不良。更換電路板并保證接觸良好。用鐵條在探頭下移動,若無信號輸出,檢查線圈有無脫焊或斷線。將供電電壓提高至規定要求;拆開流量計去除異物,清洗并更換零件,更換零配件后必須重新標定.
(2)檢查并清除過濾器雜物。檢查清洗流量計,必要時重新標定修理或更換閥門。
(3)修理或更換葉輪,必須重新標定:清除雜物:檢測線圈電阻并更換:檢查并更換旁通閥:找到發生流速畸變或脈動的原因,進行消除:更換顯示部分:檢查并重新接線:重新設定正確參數:更換合適量程的流量計.
5應用案例
  某處理廠人員發現閃蒸氣三相分離器輕烴出口渦輪流量計顯示不準,偏差較大。自動化維護人員現場檢查發現流量計傳感器與下游本體法蘭連接處有液體刺漏,同時下游工藝管線在拆下流量計后明顯偏向外側,工藝管線上游、下游兩法蘭錯位比較嚴重,致使流量計下游本身在生產過程中始終受到朝向外側面的傾斜應力。
  通過排查,基本確認由于安裝時流量計與上下游管線未保持在同一平面上,工藝管線產生的傾斜應力全部作用于活接頭處(流量計傳感器與本體法蘭的連按是采用活接頭連接),活接頭內部通過聚四氟乙烯墊片密封,在受到傾斜應力時活接頭與聚四氟乙烯墊片之間密封不嚴,導致此次介質刺漏從而使流量計測量誤差較大.最終通過重新安裝流量計并消除管線傾斜應力,該渦輪流量計測量顯示正常.
6結語
  渦輪流量計作為生產裝置中使用較多的一種流量計,它還有許多使用方法或技巧需要我們技術人員不斷摸索總結。本文是結合了自己多年現場工作經驗總結。通過對渦輪流量計的工作原理、安裝維護及故障分析處理等各方面的介紹,希望能給大家在渦輪流量計的生產應用,上提供一些辦法或思路,以便提高渦輪流量計的使用效率,提升我們生產裝置流量檢測的自動化水平。

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