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天然氣渦輪流量計的應(yīng)用與故障分析

天然氣渦輪流量計的應(yīng)用與故障分析

隨著西氣東輸、川氣東送等長距離、大口徑、高壓力的輸氣管道的建成投產(chǎn)以及      氣輸配網(wǎng)絡(luò)的逐漸形成,管道運營商對   氣貿(mào)易計量的科學(xué)性、可靠性、公正性提出了   高的要求。依賴電子技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,   氣計量方式亦向自動化、智能化、遠(yuǎn)程化方向發(fā)展,目前   氣渦輪流量計已經(jīng)實現(xiàn)了實時、在線、遠(yuǎn)程控制,并逐步向渦輪流量計、變送器,SCADA系統(tǒng)、色譜分析儀等組成的智能計量系統(tǒng)方向發(fā)展。
  由于渦輪流量計靈敏度高、重復(fù)性好、量程比寬、結(jié)構(gòu)緊湊,因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)貿(mào)易計量。在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)方面,歐洲PrEN12261是目前氣體渦輪流量計   全面、   具針對性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,在計量性能、材料要求、輸出、標(biāo)記、文件資料等方面對氣體渦輪流量計提出了具體要求;其他設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)還包括   AGANo7   標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO99511993   法制計量組織OIMLR137-1、日本JISZ8765-1980等。國內(nèi)主要采用GB/T18940-2003進(jìn)行渦輪流量計的設(shè)計。
  一、渦輪流量計的測量原理
  渦輪流量計是一種速度式流量儀表,測量本體是渦輪流量傳感器,主要由葉輪和磁電感應(yīng)線圈組成,葉輪軸心與管道中心相同,可以自由轉(zhuǎn)動,其葉片與氣體流動方向成   角度。在流體沖擊下,渦輪沿管道軸向旋轉(zhuǎn),其旋轉(zhuǎn)速率隨流量變化而不同,流速越高,動能越大,渦輪的轉(zhuǎn)速也越高。渦輪的轉(zhuǎn)速經(jīng)磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率的電脈沖,通過展示儀表進(jìn)行積算和展示。
  渦輪流量計通過不同的計算方法,可分別展示累計流量和瞬時流量。當(dāng)渦輪葉片切割殼體內(nèi)   磁鋼產(chǎn)生的磁力線時,將引起傳感線圈磁通的變化,磁通周期變化信號經(jīng)前置放大器放大、整形,產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號,脈沖信號經(jīng)流量積算電路換算后展示累積流量值,同時經(jīng)頻率電流轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成模擬電流量,進(jìn)而展示瞬時流量值。
  二、渦輪流量計的應(yīng)用
  1、起始流量
  渦輪葉片克服摩擦力做功,當(dāng)氣體流量較小時,葉片未啟動旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致渦輪流量計存在計量盲區(qū)。當(dāng)壓力、溫度,密度等氣體參數(shù)發(fā)生改變時,渦輪流量計的起始流量也會發(fā)生相應(yīng)變化。被測   氣的靜壓增大時,所測流量范圍也相應(yīng)增大,同時   氣的密度會引起不同的壓損。氣體渦輪流量計適合流量幅度較大的場合,但當(dāng)氣量過小時,渦輪流量計不能克服摩擦力矩轉(zhuǎn)動。氣量大于   值后,流量與轉(zhuǎn)速呈線性關(guān)系;受葉輪強度、氣流壓損、軸承壽命等條件的限制,氣流量也不宜過大。大多數(shù)渦輪流量計在大氣壓下的測量范圍是110~130,準(zhǔn)確度可達(dá)到±0.5%~±1.0%
  2、安裝要求
  渦輪流量計對管輸   氣的流態(tài)非常敏感,而流量計入口前端的阻流設(shè)備(分離除塵、管道彎頭、旋風(fēng)分離器和過濾器等)可能使流態(tài)改變而影響轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。為此,一般推薦在渦輪流量計入口和出口端各加接一直管段,其入口端長度不小于10倍管段內(nèi)徑,出口端長度不小于5倍管段內(nèi)徑。若安裝空間不能滿足上述要求,可在阻流設(shè)備與渦輪流量計之間安裝整流器。另外,變送器電源線需采用金屬屏蔽線,且接地良好可靠。
  三、故障分析與維護(hù)處理
     氣正常流動,渦輪流量計不計數(shù)。故障分析:電源線、功能選擇開關(guān)和信號線有無斷路或接觸不良;展示儀內(nèi)部印制電路板、接觸件有無接觸不良;線圈是否良好;葉輪是否碰撞傳感器內(nèi)壁,有無異物卡住,軸和軸承有無雜物卡住或斷裂。維護(hù)處理:用歐姆表排查故障點;印制電路板故障檢查采用替換備用板法,換下故障板再作細(xì)致檢查;檢查線圈有無斷線和焊點脫落;去除異物,清洗或   換損壞零件,復(fù)原后氣吹或手拔動葉輪,應(yīng)無摩擦聲,   換軸承等零件后應(yīng)重新校驗,求得新的儀表系數(shù)。
  未作減量操作,流量展示逐漸下降。故障分析:渦輪流量計前的過濾器是否堵塞;流量傳感器管段上的閥門開度自動減少;傳感器葉輪受雜物阻礙或軸承間隙進(jìn)入異物,阻力增加而減緩轉(zhuǎn)速。操作維護(hù):清洗過濾器;調(diào)節(jié)流量計上游閥門,判斷有無故障,確認(rèn)后再修理或   換;卸下傳感器   雜物,   時重新校驗。
     氣不流動,流量展示不為零。故障分析:傳輸信號線路屏蔽不良,外界信號干擾;管道外部振動,葉輪隨之抖動,產(chǎn)生誤信號;截止閥關(guān)閉不嚴(yán)發(fā)生內(nèi)漏;展示儀線路板之間或電子元件損壞產(chǎn)生干擾。操作維護(hù):檢查動力電纜與信號電纜是否分開鋪設(shè),展示儀端子接地是否良好;加固管道,安裝防止振動的設(shè)備;檢修或   換截止閥;檢查展示儀電路,判斷干擾源,查出故障點。