[摘要]闡述渦輪流量計(jì)基本工作原理及其特點(diǎn)，著重分析生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)際過程中不正確的工藝流程操作和工藝流程設(shè)計(jì)的不合理，最終導(dǎo)致渦輪流量計(jì)測量部件損壞，產(chǎn)生測量誤差，經(jīng)過調(diào)整渦輪流量計(jì)測量部件磁耦合器和齒輪，通過多次標(biāo)定證實(shí)此方法可使渦輪流量計(jì)測量誤差降低達(dá)到正常誤差范圍內(nèi)。
　　目前中國燃?xì)庖堰M(jìn)入天然氣時(shí)代，同時(shí)在這些天然氣管道上的天然氣計(jì)量方面使用了大量的氣體渦輪流量計(jì)，氣體渦輪流量計(jì)具有精度高、重復(fù)性好、量程比寬、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、脈沖量輸出、便于和流量計(jì)算機(jī)配套、安裝維修方便、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于貿(mào)易計(jì)量及對(duì)氣體流量進(jìn)行量值傳遞。但是由于生產(chǎn)運(yùn)行人員的不正確工藝流程及設(shè)備操作和工藝流程設(shè)計(jì)的不合理，導(dǎo)致了渦輪流量計(jì)測量部件損壞，產(chǎn)生測量誤差。陜京線某計(jì)量分輸站一臺(tái)DN80氣體渦輪流量計(jì)就出現(xiàn)了一次這樣的情況。
1故障產(chǎn)生及分析
1.1站場介紹
在這個(gè)計(jì)量分輸站里使用的是氣體渦輪流量計(jì)，現(xiàn)場工藝流程如圖1。

1.2氣體渦輪流量計(jì)的工作原理
　　流量計(jì)表體內(nèi)部設(shè)置測量系統(tǒng)。測量元件上游安裝整流器，能夠充分消除氣體不規(guī)則流動(dòng)引起的擾動(dòng)和漩渦，使氣體平穩(wěn)通過測量元件。氣體通過流量計(jì)，在流體作用下，葉輪在氣體作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn).動(dòng)，通過渦輪桿和磁耦合系統(tǒng)傳至表頭，葉輪旋轉(zhuǎn)經(jīng)過齒輪機(jī)構(gòu)被減速，減速比通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)齒輪進(jìn)行調(diào)整，用機(jī)械計(jì)數(shù)器顯示出工況條件下的體積流量，同時(shí)，輸出相應(yīng)的低脈沖信號(hào)。渦輪流量計(jì)裝有一個(gè)凸?fàn)钶o助葉輪，與渦輪系統(tǒng)共軸，與主葉輪同步工作。主葉輪和輔助葉輪分別裝有感應(yīng)式高頻脈沖信號(hào)發(fā)生器HF3和HF2，能輸出高頻脈沖信號(hào)給流量計(jì)算機(jī)(如圖2所示)

1.3故障的發(fā)生一1萬人小一”
　　故障是這樣發(fā)現(xiàn)的，根據(jù)生產(chǎn)單位貿(mào)易交接計(jì)量內(nèi)部管理規(guī)定每個(gè)月要對(duì)下游做一個(gè)氣量統(tǒng)計(jì)和輸差分析，2009年2、3兩個(gè)月里，根據(jù)下游匯報(bào)的氣量統(tǒng)計(jì)表計(jì)算出輸差都在-5%，根據(jù)計(jì)量管理規(guī)定要求輸差不得超過士3%，由此判斷此渦輪流量計(jì)有問題，將流量計(jì)拆卸下來后，通過外觀檢查并沒有發(fā)現(xiàn)里面的零部件出現(xiàn)什么故障，葉輪、軸承等精密設(shè)備沒有發(fā)現(xiàn)粉碎和破損現(xiàn)象，但是經(jīng)過標(biāo)定，發(fā)現(xiàn)流量計(jì)確實(shí)誤差很大。標(biāo)定數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

1.4故障原因的分析AI
經(jīng)過分析主要由以下三個(gè)方面導(dǎo)致渦輪流量計(jì)誤差。
(1)工藝流程操作的不合理
　　根據(jù)圖1可以看到流量計(jì)前后有兩個(gè)閥門，做生產(chǎn)L藝流程切換時(shí)主要就是這兩個(gè)閥門的開關(guān)操作，在工藝上這兩閥門都是球閥，一般閥門2這個(gè)位置安裝的是電動(dòng)球閥，閥門1位置安裝的是手動(dòng)球閥，操作員在做流程操作時(shí)對(duì)閥門1和閥門2的開閥速度控制不好導(dǎo)致了渦輪流量計(jì)瞬間產(chǎn)生高流速致使內(nèi)部葉輪打碎或其他零部件故障，致使流量計(jì)不能正常工作。
(2)下游用戶用氣量不穩(wěn)有的時(shí)候在正常向下游供氣，并且用氣量不大時(shí)，而且與下游門站距離很近的情況下，若下游用戶突然瞬間加大用氣量必然導(dǎo)致流量計(jì)后到下游門站這段管道壓力瞬間降低產(chǎn)生很大壓差，這時(shí)根據(jù)流體力學(xué)原.理大量的天然氣會(huì)向下游補(bǔ)充，致使渦輪流量計(jì)會(huì)瞬間增加轉(zhuǎn)速而且這個(gè)轉(zhuǎn)速超出它的額定工作轉(zhuǎn)速，這樣就會(huì)使某個(gè)零部件故障，這種由于下游用氣量不穩(wěn)定，產(chǎn)生突發(fā)性壓差也會(huì)導(dǎo)致渦輪流量計(jì)故障。
(3)氣質(zhì)的影響
　　此計(jì)量分輸站是一個(gè)陜京線過路分輸計(jì)量中間站，除了滿足下游用戶供氣外，夏季通過干線管道正輸向儲(chǔ)氣庫注氣，冬季反輸從儲(chǔ)氣庫采氣，但是冬季從儲(chǔ)氣庫采氣氣質(zhì)較差，天然氣里面夾雜著雜質(zhì)，雖然工藝設(shè)計(jì)在流量計(jì)前加了分離器但是有時(shí)還是不能完全將天然氣進(jìn)化干凈，這些氣體中的雜質(zhì)顆粒就會(huì)頻繁擊打葉輪等零部件，時(shí)間長了就會(huì)造成部分零部件損壞或位置偏移，導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確。
2解決辦法
2.1更換流量計(jì)內(nèi)部損壞部件后重新檢定.
　　經(jīng)過對(duì)流量計(jì)內(nèi)部更換磁耦合器和齒輪后標(biāo)定結(jié)果如表3、表4所示。

2.2預(yù)防措施
(1)工藝流程操作的調(diào)整
　　操作員在做流程操作時(shí)，先確認(rèn)閥門2是否關(guān)閉，如果沒有關(guān)閉要先關(guān)閉閥門2，然后緩慢用手動(dòng)開啟閥門1開啟時(shí)間大約5min，尤其是剛開啟時(shí)越緩慢越好，開閥過快使管線內(nèi)形成速度極快的渦流沖擊渦輪系統(tǒng)，整流器不能在很短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整急速狀態(tài)中的氣體流態(tài)，葉輪被極不規(guī)則的氣流沖擊造成損壞，同時(shí)軸承也因此微變，渦輪系統(tǒng)原有的動(dòng)平衡被破.壞。讓氣體通過渦輪流量計(jì)速度不要超過25m/s，.最大過負(fù)荷不超過30s，最大流量不超過1.2讓閥門1和閥門2之間的管段緩慢沖壓。
　　上游壓力與閥門1和閥門2之間的管段沖壓完成后，緩慢用手動(dòng)開啟閥門2，開啟閥門2所用時(shí)間根據(jù)下游需要沖壓管線的長度1km內(nèi)4min為好，超過1km在4~8min內(nèi)調(diào)整。尤其是剛開啟時(shí)越緩慢越好，避免瞬間產(chǎn)生高流速致使渦輪內(nèi)部葉輪損壞。閥門2決不能使用電動(dòng)方式，除非需要緊急關(guān)斷才使用電動(dòng)方式。
(2)、下游用戶用氣量的穩(wěn)定‘下游非正常用氣也是導(dǎo)致渦輪損壞原因之一。如果下游用戶的場站和我們的場站非常近，影響因素更大。所以我們與下游用戶簽定穩(wěn)定供氣和用氣協(xié)議。其中對(duì)下游用戶的操作提出要求，如果下游場站出現(xiàn)緊急關(guān)斷情況，啟輸?shù)牟僮鞑襟E參考我方新編的操作規(guī)程，避免管道內(nèi)流速的突然增加。如果下游是大的用氣單位，其啟輸?shù)牟僮鞑襟E也要參考我方編制的操作流程。這樣可以根本上解決下游用氣突然增加出現(xiàn)的瞬間大流量可能對(duì)渦輪流量計(jì)造成的損壞。
(3)增加過濾效果
　　在流量計(jì)前加了過濾器并提高過濾器的濾芯技術(shù)指標(biāo)，使天然氣進(jìn)化的更干凈，避免氣體中的雜質(zhì)顆粒打擊葉輪時(shí)造成的損壞。觀比乍竺譬司的潸無水印
　　經(jīng)過半年的觀察，與下游氣量對(duì)比渦輪流量計(jì)工作正常，目前在渦輪流量計(jì)的工藝流程的設(shè)計(jì)里都取消了對(duì)渦輪流量計(jì)的旁通流程設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)不應(yīng)該取消，應(yīng)該增加渦輪流量計(jì)自診斷功能這樣可以隨時(shí)判斷渦輪流量計(jì)工作是否正常。渦輪流量計(jì)的日常維護(hù)工作每30天注油一次，在氣質(zhì)較差的情況下增加注油次數(shù)，以保證軸承充分潤滑，渦輪系統(tǒng)動(dòng)平衡保持最佳狀態(tài)。

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