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浅析涡轮流量计在油气处理厂的应用
发布时间:2021-5-31 08:40:35

摘要:本文从介绍涡轮流量计的基本工作原理及其特点出发,详细阐述了涡轮流量计在油气生产装置上的安装、使用要求,深入地分析了涡轮流量计的维护要点,总结了涡轮流量计的常见故障现象、分析其存在的原因,并总结出了解决方法。
  随着塔里木油田油气生产规模日益扩大,油气处理厂、站各个生产装置的自动化水平也在不断提高:涡轮流量计作为一种测量准确、量程比宽、性价比高、安装维护使用方便的流量测量仪表,也越来越多的应用于各类油气生产装置中,它不但可用于测量天然气也可用于测量液化气、轻烃等液相介质。
  在日常维护中,由于人们对涡轮流量计的安装使用特点、流量计的维护使用要求不太了解,在实际生产使用中会造成流量计故障,从而影响流量计的使用。下面本文就从涡轮流量计的工作原理、使用特点以及安装维护、故障分析、解决措施来进行分析。
1涡轮流量计的工作原理及其结构
1.1涡轮流量计的工作原理
  在工艺管道中安装一个可以自由转动,且轴与管道同心的叶轮。当被测介质流过传感器时,在流体介质的推动力作用下,被测流体冲击涡轮流量计的涡轮叶片并使之转动,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比。叶轮的转动周期地改变磁电转换器的磁阻值,检测线圈中磁通随之发生周期性变化,产生周期性的感应电势,再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的信号,该信号经前置放大器放大整形,产生与流速成正比的脉冲信号,即电脉冲信号.根据单位时间内的脉冲和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量,送入涡轮流量计流量积算仪进行计数和显示。
1.2涡轮流量计的结构
涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表等四部分组成.
2涡轮流量计的应用特点
2.1涡轮流量计的优点
(1)精确度高属于高精确度的一种:(2)重复性好:(3)范围度宽:(4)结构紧凑,体积轻巧,流通能力大.
2.2涡轮流量计的缺点
(1)涡轮流量计受流场分布影响较大,因此流量计应按要求对传感器的上下游侧设置直管段.
(2)对被测介质的清洁度要求较高,需按要求安装过
滤器,但这也带来压损的增大。
(3)不适合于存在较强脉动流的场合使用,也不适于混相流的测量。也不允许使用在存在快速开关的场合.
3涡轮流量计的安装与维护
  具有转动部件的速度式涡轮流量计的安装与使用,总体上讲,应满足其计量特性、性能不受影响:在规定的流量范围内维持其准确性,不缩短其使用寿命.
(1)涡轮流量计既可以水平也可垂直安装,但一般要求水平安装,避免垂直安装。液体介质要求充满管道,且介质流动方向与传感器箭头方向--致.
(2)涡轮流量计安装直管段时,上游至少10D,当有整流器时,整流器出口到涡轮流量计入口端面至少为5D的直管段(分别从流量计的上、下游端面算起)。其内径与流量计公称内径DN之差,-般应不超过DN的士1%,并不超过5m。
(3)安装涡轮流量计时,前后管道法兰要水平,否则管道应力对流量计影响很大,涡轮流量计磁感应部分不能碰撞。
(4)带有温压补偿的涡轮流量计的安装,测温元件应安装在流量计下游,在叶轮下游的5D内,尽可能靠近流量计。静压取压孔一般在流量计本体上,由制造厂商确定,其直径一般在3m-12m.
(5)当涡轮流量计安装于可能存在各种机械杂质的流体介质管道中,必须在流量计上游安装杂质过滤器.
4故障分析及处理方法
4.1现象
(1)液体正常流动无显示,流量测量数据无变化;(2)显示流量与实际流量不符:(3)流量计测量数据变小。
4.2故障原因分析
(1)流量计电源供电失效,供电电路或信号电路断路、接触不良:流量计显示仪电路板故障或是板卡接触不良:流量计前置放大器故障:供给前置放大器电压不足:叶轮被异物卡住,无法转动。
(2)过滤器堵塞,压损增大。流量减少:叶轮受杂物阻碍,或是轴承间缠绕杂物使涡轮转子转速降低:③管道上方阀门阀芯松动,阀门开度下降,流量减少:
(3)叶轮被介质腐蚀,叶片变形:②杂物阻碍叶轮旋转;③检测线圈输出信号失常:④旁通阀有泄漏;流量计上游流速分布发生畸变或出现脉动流:流量计显示部分故障;流量计信号线接反;流量计参数设定错误:实际流量超出流量计测量范围。
4.3排除方法
(1)万用表检测,排除断路或接触不良。更换电路板并保证接触良好。用铁条在探头下移动,若无信号输出,检查线圈有无脱焊或断线。将供电电压提高至规定要求;拆开流量计去除异物,清洗并更换零件,更换零配件后必须重新标定.
(2)检查并清除过滤器杂物。检查清洗流量计,必要时重新标定修理或更换阀门。
(3)修理或更换叶轮,必须重新标定:清除杂物:检测线圈电阻并更换:检查并更换旁通阀:找到发生流速畸变或脉动的原因,进行消除:更换显示部分:检查并重新接线:重新设定正确参数:更换合适量程的流量计.
5应用案例
  某处理厂人员发现闪蒸气三相分离器轻烃出口涡轮流量计显示不准,偏差较大。自动化维护人员现场检查发现流量计传感器与下游本体法兰连接处有液体刺漏,同时下游工艺管线在拆下流量计后明显偏向外侧,工艺管线上游、下游两法兰错位比较严重,致使流量计下游本身在生产过程中始终受到朝向外侧面的倾斜应力。
  通过排查,基本确认由于安装时流量计与上下游管线未保持在同一平面上,工艺管线产生的倾斜应力全部作用于活接头处(流量计传感器与本体法兰的连按是采用活接头连接),活接头内部通过聚四氟乙烯垫片密封,在受到倾斜应力时活接头与聚四氟乙烯垫片之间密封不严,导致此次介质刺漏从而使流量计测量误差较大.最终通过重新安装流量计并消除管线倾斜应力,该涡轮流量计测量显示正常.
6结语
  涡轮流量计作为生产装置中使用较多的一种流量计,它还有许多使用方法或技巧需要我们技术人员不断摸索总结。本文是结合了自己多年现场工作经验总结。通过对涡轮流量计的工作原理、安装维护及故障分析处理等各方面的介绍,希望能给大家在涡轮流量计的生产应用,上提供一些办法或思路,以便提高涡轮流量计的使用效率,提升我们生产装置流量检测的自动化水平。

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