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天然氣流量計(jì)是智能型流量計(jì)集流量探頭、微處理器、壓力、溫度傳感器于一體,采取內(nèi)置式組合,使結(jié)構(gòu)更加緊湊,可直接測量流體的流量、壓力和溫度,并自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤補(bǔ)償和壓縮因子修正,采用雙檢測技術(shù)可有效地提高檢測信號強(qiáng)度,并抑制由管線振動(dòng)引起的干擾,采用國內(nèi)的智能抗震技術(shù),有效的抑制了震動(dòng)和壓力波動(dòng)造成的干擾信號,采用EEPROM技術(shù),參數(shù)設(shè)置方便,可*保存,并可保存zui長達(dá)一年的歷史數(shù)據(jù),克服了普通儀表不能記錄與讀取歷史數(shù)據(jù)的弊端。
目前采油三廠裝有浙江天信儀表廠、浙江蒼南儀表廠、浙江溫州甌海儀表廠生產(chǎn)的天然氣流量計(jì)378塊。其中50mm以上大口徑氣體流量計(jì)86塊, 50mm以下口徑氣體流量計(jì)292塊。
1 天然氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理
1. 1 結(jié)構(gòu)
圖中: 1、殼體; 2、旋渦發(fā)生器; 3、壓電傳感器; 4、除旋渦整流器5、選擇按鈕; 6、積算儀
1. 2 工作原理
進(jìn)入流量計(jì)的流體通過旋渦發(fā)生器產(chǎn)生旋渦流,旋渦流在文丘利管中旋進(jìn),到達(dá)收縮段突然節(jié)流使旋渦流加速。當(dāng)旋渦流突然進(jìn)入擴(kuò)散段后,由于壓力的變化,使旋渦流發(fā)生進(jìn)動(dòng)。在流動(dòng)區(qū)域放置壓電傳感器以檢測進(jìn)動(dòng)頻率,經(jīng)前置放大器進(jìn)行整形放大處理,轉(zhuǎn)換成頻率與流量成正比的脈沖信號,zui后通過智能流量積算儀中CPU的運(yùn)算、處理轉(zhuǎn)換為流量累積值和瞬時(shí)值進(jìn)行顯示,此脈沖信號還可遠(yuǎn)傳給用戶計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算和顯示。
2 在現(xiàn)場的使用情況
目前在石油、石化系統(tǒng),該型號流量計(jì)主要如下場合使用: ①用于原油生產(chǎn)過程中的伴生氣計(jì)量,主要安裝于油液分離器的上部的天然氣出口部位,經(jīng)過分離的天然氣經(jīng)計(jì)量后,又混入集輸管線,輸往中轉(zhuǎn)站。②用于原油中轉(zhuǎn)、集輸站庫經(jīng)過油氣水三相分離器處理后,天然氣儲運(yùn)計(jì)量。③用于原油集輸站庫生產(chǎn)用鍋爐、熱水加熱爐等耗能設(shè)施的天然氣消耗計(jì)量,經(jīng)過上述加熱設(shè)施產(chǎn)生的蒸汽和熱水,作為載能工質(zhì)用于原油儲運(yùn)中的伴熱保溫。④用于企業(yè)各二級單位間生產(chǎn)、生活天然氣的內(nèi)部交接計(jì)量。我廠近年來更換的50mm口徑以上的89塊智能型天然氣流量計(jì)絕大部分都安裝在帶有天然氣集氣系統(tǒng)的35座中轉(zhuǎn)站和8座聯(lián)合站中,用以做濕氣和返輸干氣的計(jì)量,其儀表的完好率和使用率都比較高,均達(dá)到95%以上。同時(shí)經(jīng)統(tǒng)計(jì)對比絕大部分都與實(shí)際輸氣量相吻合,當(dāng)然受生產(chǎn)變化較大的工況影響,有時(shí)與廠外輸口對比會出現(xiàn)有些偏差的情況,由于我廠天然氣計(jì)量系統(tǒng)龐大而復(fù)雜,其影響因素很多,但是出現(xiàn)較大偏差的現(xiàn)象在近幾年很少發(fā)生,所以總體來講智能天然氣流量計(jì)運(yùn)行還是比較可靠和穩(wěn)定的。
目前使用的智能型旋進(jìn)漩渦流量計(jì),主要有如下特點(diǎn): ①量程比≥ 1: 15,電路采用表面貼裝工藝、結(jié)構(gòu)緊湊。大屏幕LCD顯示標(biāo)準(zhǔn)體積流量、標(biāo)準(zhǔn)體積總量、溫度、壓力和電池容量,顯示清晰直觀,讀數(shù)方便。②采用微功耗高技術(shù),內(nèi)、外電源均供電,內(nèi)電池可連續(xù)使用五年,整機(jī)功耗低,具有防爆功能,能夠在油氣集輸站庫內(nèi)使用。③采用高性能微處理器和現(xiàn)代濾波技術(shù),軟件功能強(qiáng)大,性能*; 具有485通訊和( 4～ 20) mA模擬及脈沖信號輸出,方便集中控制和自動(dòng)化管理。④采用*的雙傳感器和電路處理技術(shù),有效地解決了壓力波動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)對該類型流量計(jì)的干擾,計(jì)量準(zhǔn)確可靠。集溫度、壓力、流量傳感器和流量計(jì)算機(jī)于一體,可對被測氣體溫度、壓力和壓縮因子自動(dòng)跟蹤修正,直接計(jì)量氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量和總量。⑤無機(jī)械可動(dòng)部件,穩(wěn)定性好,維修量少,直管段要求低。⑥在使用與維護(hù)符合安裝技術(shù)要求情況下,基本上不用維護(hù),因此流量計(jì)應(yīng)盡量避免振動(dòng)、強(qiáng)磁場及隨離流態(tài)干擾元件影響,測量介質(zhì)盡量保證為純凈的單相流體。
2006年,我們對全廠50mm 以下口徑的氣體流量計(jì)進(jìn)行檢定,并把三個(gè)廠家的表檢定情況繪制成下表:
3 維護(hù)和故障排除
3. 1 在檢定工作中,主要出現(xiàn)以下幾種故障現(xiàn)象
①接通電源后無信號輸出; ②無流量時(shí)流量計(jì)有信號輸出; ③累積流量示值和實(shí)際量不符合。
3. 2 產(chǎn)生以上幾種故障的主要原因及解決方法
3. 2. 1 故障現(xiàn)象: 接通電源后無信號輸出
原因: 管道無介質(zhì)流量或流量低于下限值,檢查電源與與輸出線連接是否正確,前置放大器損壞(積算儀不計(jì)數(shù),瞬時(shí)值為“ 0” ) ,驅(qū)動(dòng)放大級電路損壞(積算儀計(jì)數(shù)正常)
解決方法: 提高介質(zhì)流量,使用滿足流量要求,采用正確接線方式,將前置放大器進(jìn)行更換,zui后是更換驅(qū)動(dòng)放大級中損壞的元器件。
3. 2. 2 故障現(xiàn)象: 無流量時(shí)流量計(jì)有信號輸出原因: 流量計(jì)接地不良及強(qiáng)電和其他底線接線受干擾,放大器靈敏度過高或產(chǎn)生自激,壓電傳感器與前置放大器接地不良或斷路,供電電源不穩(wěn),濾波不良及其他電器干擾。
解決方法: 正確接好地線排除干擾,更換前置放大器,檢查線路使之正常,修理、更換供電電源,排除干擾。
3. 2. 3 故障現(xiàn)象: 瞬時(shí)流量顯示不穩(wěn)定
原因: 放大器靈敏度過高或過低,有多計(jì)、漏計(jì)脈沖現(xiàn)象,壓電傳感器插入深度調(diào)整不良,安裝場所有不穩(wěn)定振動(dòng)及電氣干擾,接地不良。
解決方法: 更換前置放大器,重調(diào)壓電傳感器插入深度消除不穩(wěn)定震動(dòng)和干擾,檢查接地線路,使之正常。
3. 2. 4 故障現(xiàn)象: 累積流量示值和實(shí)際不相符
原因: 流量計(jì)儀表系數(shù)輸入不正確,用戶正常
流量低于或高于選用流量計(jì)的正常流量范圍,流量計(jì)本身超差。
解決方法: 重新標(biāo)定后輸入正確的儀表系數(shù),調(diào)整管道流量使其正?；蜻x用合適的規(guī)格,重新標(biāo)定。
4 結(jié)論
任何一類計(jì)量儀表都具有其特殊性,智能式天然氣流量計(jì)也不例外。為了讓該種儀表能夠更好地服務(wù)于流量計(jì)量工作,來自于生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,以下幾項(xiàng)應(yīng)予以重視: ①重視儀表選型; ②進(jìn)行用前標(biāo)校; ③搞好工藝安裝; ④加強(qiáng)后期管理;⑤注意內(nèi)部維護(hù)。
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