天然(rán)氣渦輪流(liú)量計的應(ying)用與故障(zhàng)分析 發布(bù)時間:2025-12-17
摘要(yào):基于天然(rán)氣渦輪流(liu)量計 的測(cè)量原理,探(tan)讨了其起(qi)始流量和(hé)安裝方法(fa)。在适當的(de)起始流量(liàng)下,流量與(yu)轉速呈線(xian)性關系;推(tui)薦在流量(liang)計入口和(he)出口📧端各(ge)加接一定(dìng)長度的直(zhi)管段,若安(an)裝空間不(bu)能滿足要(yao)求,可♉在阻(zǔ)流設備與(yǔ)流量計之(zhi)間安裝整(zhěng)流器,避免(miǎn)因氣🐉體流(liú)态改變影(yǐng)響流量計(jì)轉子的🐪轉(zhuǎn)動。分析了(le)天然氣渦(wo)輪流量計(jì)在運✌️行過(guò)程中的常(cháng)見故障:天(tiān)然氣🐕正常(chang)流動,流量(liàng)計不計數(shù);未作減量(liàng)操作,流量(liang)顯示逐漸(jiàn)下降;天然(ran)氣不🐆流動(dòng),流量顯示(shi)不爲零。針(zhēn)對以上故(gu)障👉,分别給(gei)出了相應(ying)的操作維(wéi)護方法。結(jie)合應用實(shí)例,提出了(le)♈天然🌈氣渦(wo)輪流量計(jì)在使用過(guò)程中的注(zhù)意事項。 随(sui)着西氣東(dōng)輸、川氣東(dōng)送等長距(jù)離、大口徑(jìng)、高壓力🔱的(de)輸氣管道(dào)的建成投(tou)産以及國(guo)家天然氣(qi)輸配網絡(luò)的逐漸形(xíng)成🔞,管道運(yùn)營☎️商對天(tiān)然氣貿易(yi)計量的科(kē)學性、可靠(kao)性、公正性(xìng)提出了🏃♀️更(geng)高的要求(qiu)。依賴電子(zǐ)技術、互💯聯(lian)網和計算(suàn)機技術的(de)迅猛發展(zhǎn),天然氣計(ji)量方式亦(yi)向自動化(hua)、智⛱️能化、遠(yuan)程化方向(xiàng)發展,目前(qián)天然氣渦(wo)輪流量計(ji)已經實現(xian)了實時、在(zai)線、遠程控(kong)制,并逐步(bù)向渦輪流(liú)量🥰計、變送(song)器、SCADA系統、色(sè)譜分析儀(yí)等組成的(de)智能計⭐量(liang)系統方向(xiang)發展。 由于(yú) 渦輪流量(liang)計 靈敏度(dù)高、重複性(xing)好、量程比(bi)寬、結構緊(jin)湊,因此廣(guang)泛應用于(yú)工業貿易(yì)計量。在設(she)計标準方(fang)面,歐洲PrEN12261[1]是(shi)目前氣體(ti)渦🍓輪流量(liang)計最全面(miàn)、最具針對(duì)性的标準(zhun)規範,在計(jì)㊙️量性能、材(cai)料要求、輸(shū)出、标記、文(wen)件資料等(deng)方面對氣(qì)體📧渦輪流(liu)量計提出(chu)了具體要(yào)求[2];其他設(shè)計标準還(hai)包括美國(guó)AGANo7[3]、國際标準(zhun)化組織ISO9951:1993[4]、國(guó)際法制計(jì)量組織OIMLR137-1[5]、日(ri)本JISZ8765-1980[6]等。國内(nei)主要采用(yong)GB/T18940-2003[7]進行渦輪(lún)流量計的(de)設計。 1渦輪(lun)流量計的(de)測量原理(li) 渦輪流量(liang)計是一種(zhǒng)速度式流(liu)量儀表,測(cè)量本體是(shì)渦輪流量(liàng)傳👄感器,主(zhǔ)要由葉輪(lún)和磁電感(gan)應線圈組(zu)成,葉💛輪軸(zhou)心與管道(dao)中心相同(tong),可以自由(you)轉動,其葉(ye)片與氣體(ti)流動方向(xiang)成一定角(jiǎo)度。在流體(ti)沖擊下,渦(wō)輪沿管道(dào)軸向旋轉(zhuǎn),其旋轉速(sù)率随流量(liàng)變化而不(bu)同,流速越(yuè)高,動能越(yuè)大,渦輪的(de)轉速也越(yue)高。渦輪的(de)轉速經磁(cí)電感應轉(zhuǎn)換器轉換(huàn)🏃🏻♂️爲相應頻(pín)率的✔️電脈(mò)沖,通過顯(xian)示儀表進(jin)行積算和(hé)顯示(圖1)。 渦(wō)輪流量計(ji)通過不同(tóng)的計算方(fāng)法,可分别(bié)顯示累計(jì)流量和瞬(shun)😍時流量。當(dāng)渦輪葉片(pian)切割殼體(tǐ)内永久磁(cí)鋼産生的(de)磁力線時(shi),将🈲引起傳(chuan)感線圈磁(cí)通的變化(huà),磁通周期(qi)變化信号(hao)經前置放(fàng)大器放大(da)、整形,産生(sheng)與流速成(chéng)正比的脈(mò)沖信号,脈(mò)沖信号經(jing)流量積算(suàn)電路換算(suan)後顯示累(lei)積流量值(zhí),同時經頻(pin)率電流轉(zhuan)換電路轉(zhuan)🔴換成模拟(nǐ)電流量,進(jin)而顯示瞬(shùn)時流量值(zhi)(圖2)。 2渦(wo)輪流量計(jì)的應用 2.1起(qǐ)始流量 渦(wō)輪葉片克(ke)服摩擦力(lì)做功,當氣(qi)體流量較(jiào)小時,葉片(piàn)未啓動旋(xuan)轉,導緻渦(wō)輪流量計(jì)存在計量(liang)盲區。當壓(yā)力✊、溫度,密(mi)度等氣體(ti)參數發生(sheng)改變時,渦(wo)輪流量計(jì)的起始流(liú)量也會發(fā)生相應👌變(bian)化。被🛀🏻測天(tiān)然氣的💚靜(jing)壓增大🥰時(shí),所測流量(liàng)範圍也相(xiàng)應增大,同(tong)時天然氣(qi)的密度會(hui)引起不同(tong)的壓損。氣(qi)體渦輪流(liú)量計适合(he)流量幅度(du)較大的場(chǎng)合,但當氣(qì)量過小時(shi),渦輪流量(liàng)計不能克(kè)服摩擦力(li)矩轉動。氣(qi)量大于一(yī)定值後,流(liu)量與轉速(sù)呈線性🈲關(guan)系;受葉輪(lun)強度、氣流(liú)壓損、軸承(cheng)壽命等☀️條(tiáo)件的限制(zhi),氣流量也(yě)不宜過大(da)。大多數㊙️渦(wo)輪流量計(jì)在大🏃♀️氣壓(ya)下的測量(liang)範圍是1:10~1:30,準(zhǔn)确度可達(dá)到±0.5%~±1.0%[8]。 2.2安裝要(yào)求 渦輪流(liú)量計對管(guǎn)輸天然氣(qi)的流态非(fei)常敏感,而(er) 流量計 入(ru)口前端的(de)阻流設備(bèi)(分離除塵(chén)、管道彎頭(tou)、旋風分⛹🏻♀️離(lí)器和過濾(lü)器等)可能(néng)使流态改(gǎi)變而影響(xiang)轉子的旋(xuán)轉。爲此,一(yī)般🏃♂️推薦🔴在(zai)渦輪流量(liang)計入口和(he)出口端各(ge)加接一直(zhi)管段,其入(rù)🐇口端長度(du)不小于10倍(bèi)管段内🈚徑(jing),出口端長(zhǎng)度不小于(yu)5倍管段内(nei)徑。若安裝(zhuang)空間不能(neng)滿足上述(shu)要求,可在(zai)阻流設備(bèi)與渦輪流(liú)量計之♍間(jiān)安裝整流(liu)器。另外,變(bian)送器電源(yuan)線需采用(yòng)金🌈屬屏蔽(bi)線,且接地(di)良好可靠(kào)。 3故障分析(xi)與維護處(chu)理 天然氣(qi)正常流動(dòng),渦輪流量(liang)計不計數(shù)。故障分析(xi):電源🐇線、功(gong)能選✉️擇開(kāi)關和信号(hào)線有無斷(duàn)路或接觸(chu)不良;顯示(shi)儀内部印(yìn)制電路闆(pǎn)、接觸件有(yǒu)無接觸不(bú)良;線圈是(shì)否良好✊;葉(ye)輪是否碰(peng)撞❄️傳感器(qi)⭕内壁,有無(wu)異物卡住(zhu),軸和軸承(cheng)有無雜物(wù)卡住或斷(duan)裂。維護處(chu)理:用歐姆(mu)表排查故(gù)障點;印制(zhì)電路闆故(gu)障檢查采(cǎi)用替換“備(bei)用闆”法,換(huan)下故障闆(pǎn)再作細緻(zhì)檢查;檢查(cha)線圈有無(wú)斷線和焊(hàn)點脫落♌;去(qù)除異物,清(qing)洗或更換(huan)損壞零件(jiàn),複原後氣(qi)吹或手拔(ba)動葉輪,應(ying)無摩擦聲(sheng),更換軸承(chéng)等零件後(hou)應重新校(xiao)驗,求得新(xin)的儀表系(xì)數。 未作減(jian)量操作,流(liu)量顯示逐(zhú)漸下降。故(gu)障分析:渦(wō)輪流量計(jì)前的過濾(lü)器是否堵(du)塞;流量傳(chuan)感器管段(duàn)上的閥門(men)開度自動(dong)減少;傳感(gan)器葉輪受(shou)雜物阻礙(ài)或軸承間(jiān)隙進入㊙️異(yi)物,阻力增(zeng)加而減緩(huǎn)轉速。操作(zuò)維💚護:清洗(xǐ)過濾器;調(diao)節流量計(ji)上遊閥門(mén),判✂️斷有無(wú)故💋障,确認(rèn)後再修理(lǐ)或更換;卸(xiè)下傳感器(qì)清除雜物(wu),必要時重(zhòng)新校驗。 天(tian)然氣不流(liú)動,流量顯(xian)示不爲零(líng)。故障分析(xī):傳輸信号(hao)線👉路屏蔽(bì)不良,外界(jiè)信号幹擾(rǎo);管道外部(bu)振動,葉輪(lun)随之抖動(dòng),産生誤信(xìn)号;截止閥(fa)關閉不嚴(yan)發生内漏(lou);顯示儀線(xiàn)路闆之間(jian)或電子元(yuan)件損壞産(chan)生幹擾。操(cāo)作維護:檢(jian)查動力電(dian)纜與信号(hao)電纜是否(fǒu)分開鋪🐅設(she),顯示儀端(duān)子接地是(shi)否良好;加(jiā)固管🔞道,安(ān)裝防止🚩振(zhen)動的設備(bei);檢修或更(geng)換截止閥(fá);檢查顯示(shi)儀電路,判(pàn)斷幹擾✏️源(yuán),查出故障(zhàng)點。 4應用案(an)例 某輸氣(qi)站場采用(yong)渦輪流量(liang)計(圖3)進行(háng)計量後向(xiang)城市門站(zhàn)供氣,公稱(chēng)通徑爲80mm,最(zuì)大工作壓(yā)力爲10.2MPa,最大(da)流量爲8000m3/s。該(gāi)站場投✊産(chan)時正值冬(dōng)季,進站壓(yā)力爲7.8MPa,出站(zhan)壓力爲4.0MPa,渦(wo)🔞輪流量計(ji)安裝正确(què),調壓裝置(zhì)未安裝防(fáng)冰堵的加(jia)熱🎯設備。投(tóu)産初期,管(guan)道存有較(jiao)多遊離水(shuǐ),環境溫度(du)爲-5℃,日輸氣(qi)量約爲🚶♀️2×104m3,采(cǎi)用間歇性(xing)供氣。當開(kai)啓⁉️出站閥(fá)門時🙇🏻,渦輪(lún)流量計正(zheng)常運行約(yuē)30min後站控室(shi)流量計算(suan)機🤩報警,瞬(shun)🐉時流量和(he)累計流🛀🏻量(liàng)快速下降(jiang)并變爲0,門(men)站渦輪流(liú)量計正常(cháng)計數。 通過(guo)逐項排查(chá),發現流量(liang)計前面的(de)過濾器和(he)流量❤️計📱後(hòu)✂️的💰調壓裝(zhuang)置存在一(yī)定程度的(de)冰堵(圖4)。采(cǎi)取管道排(pai)污、輔助加(jia)熱、清洗過(guò)👈濾器及調(diao)低流量計(jì)入口壓力(li)至4.0MPa等措施(shi),改善了📞天(tian)然氣的節(jiē)流效應,使(shi)渦輪流量(liàng)計能夠正(zheng)常運行。經(jīng)與下遊門(mén)站渦輪流(liú)量計🐇比對(dui),輸差控制(zhi)在有效範(fan)圍。 5注意事項(xiàng) (1)渦輪流量(liàng)計投用前(qián),通過流量(liàng)計算機的(de)控制面闆(pǎn)🐉完成儀🈚表(biao)系👅數的重(zhong)新設定。 (2)渦(wō)輪流量計(ji)投運時,其(qí)前後壓差(chà)不能過大(da),氣體流速(su)不✊能過快(kuài),應緩慢地(dì)手動開啓(qi)入口閥門(men),待管道完(wan)全充滿天(tiān)然氣且🍓壓(yā)力平衡後(hou)手動開啓(qi)出口閥門(men),以防🔞止發(fa)生冰堵和(hé)瞬間氣流(liú)沖擊而損(sun)壞渦輪。 (3)定(dìng)期對渦輪(lún)流量計進(jìn)行清洗、檢(jian)查和複校(xiào),定期注入(ru)潤滑油,以(yǐ)維持葉輪(lun)良好運行(hang);關注流量(liang)計算機的(de)流量顯示(shi)狀況,評☔估(gu)流㊙️量情況(kuàng),有異常時(shí)立即檢查(cha)。 (4)保持管路(lu)暢通。可以(yi)依據過濾(lü)器入口、出(chu)口處的 差(cha)壓變送器(qi) 的差壓值(zhi)來判斷過(guò)濾器是否(fǒu)被堵塞。天(tiān)然氣渦輪(lún)流量計運(yùn)轉失常時(shi)應清洗管(guan)路,将流量(liang)計的渦輪(lun)⛱️拆除後用(yòng)🌈輕質高标(biao)号汽油徹(chè)底清洗後(hòu)重新安裝(zhuang)。
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