氣體渦輪流量計(jì)在窯爐計(jì)量的應(yīng)用-上海磊騰自動(dòng)化科技有限公司

陶朝建 潘友藝 董文潤(rùn) 王榮曉 孫治鵬

摘要窯爐為重要的陶瓷生產(chǎn)設(shè)備，燃?xì)庠谙蚋G爐供氣時(shí)，要求氣源穩(wěn)定、運(yùn)行過(guò)程不能停氣等。當(dāng)選用氣體渦輪流量計(jì)作為窯爐運(yùn)行所用燃?xì)獾挠?jì)量用表時(shí)，在應(yīng)用過(guò)程中，偶爾會(huì)發(fā)生渦輪流量計(jì)卡死的現(xiàn)象，現(xiàn)就引起該現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析，以便減少此現(xiàn)象的發(fā)生，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用提出技術(shù)建議和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 氣體渦輪流量計(jì)；窯爐；沖擊；潤(rùn)滑；臟污

doi：10．3969／j．issn．1000—0771．2013．3．23

0 引言

窯爐是重要的陶瓷生產(chǎn)設(shè)備，是陶瓷生產(chǎn)企業(yè)投資的主要組成部分。在陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中，窯爐一旦投人使用，除非停產(chǎn)或緊急安全事件，基本上不會(huì)停止運(yùn)行。

一般來(lái)說(shuō)，窯爐點(diǎn)火頭數(shù)量比較多，為安全起見(jiàn)，點(diǎn)火頭安裝緊急控制裝置，單只點(diǎn)火頭的流量約為2～8m3／h，點(diǎn)火頭的流量用手動(dòng)微型球閥控制。

通常窯爐用氣量非常穩(wěn)定，當(dāng)?shù)竭_(dá)爐溫時(shí)，球閥開(kāi)度變小，流量減小；反之球閥全打開(kāi)，流量增大。因?yàn)槭謩?dòng)延時(shí)的關(guān)系，流量的變化不是很突然，相對(duì)緩慢，所以不會(huì)造成對(duì)流量計(jì)形成氣流沖擊；但也有特殊情況，我們?cè)?jīng)發(fā)現(xiàn)新疆某一現(xiàn)場(chǎng)因出現(xiàn)氣流沖擊導(dǎo)致更換了3臺(tái)流量計(jì)，經(jīng)查其主要原因是窯爐流量波動(dòng)非常大，氣流沖擊導(dǎo)致流量計(jì)渦輪卡死，這種情況與窯爐用氣方式設(shè)計(jì)有關(guān)，在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)較短時(shí)間(正常工作時(shí)1天以內(nèi))觀察就可以清楚地了解。

窯爐用氣流量變化受爐溫影響，一般來(lái)說(shuō)，流量波動(dòng)范圍度遠(yuǎn)小于渦輪流量計(jì)的流量范圍度20：1，所以從選型來(lái)說(shuō)渦輪流量計(jì)是非常適用的。在燃?xì)饬髁坑?jì)中，渦輪流量計(jì)的發(fā)展歷史悠久，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)豐富，技術(shù)成熟，具有準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、壓力損失小等優(yōu)點(diǎn)，早被選為發(fā)達(dá)國(guó)家的法定計(jì)量器具，并被廣泛用于商貿(mào)計(jì)量場(chǎng)合。腰輪(羅茨)流量計(jì)的量程范圍比渦輪流量計(jì)更寬、壓力損失更小，但對(duì)氣質(zhì)潔凈程度要求更高；孔板流量計(jì)量程范圍窄、壓力損失大、長(zhǎng)期工作孔板銳沿磨損，準(zhǔn)確度下降，所以不建議用于窯爐計(jì)量；旋渦流量計(jì)由于壓力損失比渦輪流量計(jì)略大、范圍度約為10：1—15：l，在流量范圍度滿足窯爐的情況下，因其無(wú)可動(dòng)件不存在轉(zhuǎn)動(dòng)磨損和不需要定期潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)，可用于窯爐。

但任何一種流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，均有其局限性。所以，為了更好地應(yīng)用流量計(jì)，使供需雙方貿(mào)易公平，防范疑議的發(fā)生，必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)已發(fā)生故障的原因進(jìn)行分析，并提出防止流量計(jì)發(fā)生此類故障的技術(shù)措施，以保證流量計(jì)在此場(chǎng)合能穩(wěn)定可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)計(jì)量的公平、公正。

1渦輪流量計(jì)葉輪卡死原因分析

我們統(tǒng)計(jì)了多年的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)數(shù)據(jù)，對(duì)渦輪流量計(jì)葉輪卡死原因分析如下：

1.1氣流沖擊造成的軸承損壞

氣流沖擊為葉輪卡死zui主要的原因，造成葉輪卡死主要有以下原因：

1)窯爐用氣量波動(dòng)大。渦輪流量計(jì)不適于強(qiáng)烈脈動(dòng)流或壓力脈動(dòng)的場(chǎng)以。窯爐雖在通常情況用氣量均波動(dòng)不大，但并不排除在特殊情況時(shí)發(fā)生流量波動(dòng)異常情況。

2)開(kāi)閥、關(guān)閥操作不規(guī)范。目前窯爐燃?xì)庥?jì)量大多采用一用一備的流量計(jì)配置方式，沒(méi)有設(shè)置旁萬(wàn)方數(shù)據(jù)通管道。開(kāi)／關(guān)閥操作應(yīng)嚴(yán)格遵照制造商操作規(guī)定，當(dāng)開(kāi)／關(guān)閥門(mén)過(guò)快或不規(guī)范時(shí)，將大大增加氣流對(duì)流量計(jì)的沖擊。

3)調(diào)壓過(guò)程壓力升降過(guò)快。在正常運(yùn)行前的壓力、流量調(diào)試均需要調(diào)壓，甚至在正常運(yùn)行一段時(shí)間后，由于點(diǎn)火或工藝不理想也可能需要調(diào)壓。在此過(guò)程中，如果調(diào)壓速率過(guò)大，將沖擊流量計(jì)導(dǎo)致卡死。

1.2軸承潤(rùn)滑不足

高精度儀表軸承均需潤(rùn)滑。長(zhǎng)期工作的軸承，如果沒(méi)有潤(rùn)滑油，將由于摩擦發(fā)熱而損壞，zui終導(dǎo)致流量計(jì)卡死。

1.3管道吹掃不干凈

管道吹掃不干凈的危害很大，管道的焊渣、臟污雜質(zhì)伴隨著氣流對(duì)葉輪的沖擊將導(dǎo)致軸承受力不平衡而損壞。當(dāng)葉輪材質(zhì)為工程塑料時(shí)，甚至將葉片沖飛。同時(shí)，過(guò)多的臟污將可能導(dǎo)致部分粉塵進(jìn)入軸承導(dǎo)致卡死。

1.4軸承本身的質(zhì)量問(wèn)題

高精度儀表軸承本身的瑕疵在進(jìn)貨時(shí)不容易檢出，也缺乏檢驗(yàn)手段。通常，進(jìn)口軸承在進(jìn)貨檢驗(yàn)時(shí)僅檢查外包裝和標(biāo)識(shí)，在流量計(jì)裝配檢定時(shí)同時(shí)檢驗(yàn)了軸承：檢定合格，那么軸承合格；檢定不合格，再對(duì)各種因素包括軸承的質(zhì)量進(jìn)行復(fù)檢。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上看，只要供應(yīng)商品牌好，軸承本身的質(zhì)量不合格問(wèn)題基本可以避免。但這并不能排除極少量軸承存在質(zhì)量問(wèn)題的可能。

2針對(duì)葉輪卡死采用的技術(shù)措施

2.1管道配置

1)根據(jù)GB／T 21391--2008(用氣體渦輪流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》條款，安裝時(shí)的建議配置如圖1所示。另外，安裝的直管段可依據(jù)制造商的安裝圖1 渦輪流量計(jì)建議管道配置

2)調(diào)壓過(guò)程中，應(yīng)緩慢調(diào)壓以保護(hù)流量計(jì)；

3)在流量存在超載現(xiàn)象的場(chǎng)合，建議在流量計(jì)

下游處安裝限流器(限流孔板或限流噴嘴)。

2.2過(guò)濾器

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，建議在流量計(jì)和上游閥門(mén)之間裝過(guò)濾器。

2.3管道吹掃

管道的吹掃必須*，并且吹掃結(jié)束安裝流量計(jì)時(shí)，必須注意避免二次污染，即應(yīng)注意流量計(jì)墊片上有臟污雜質(zhì)、固體顆粒等現(xiàn)象。或者在流量計(jì)前安裝濾網(wǎng)墊片，在使用約一至二周后再拆下，可在一定程度上避免大固體顆粒、焊渣等進(jìn)入流量計(jì)。

2.4開(kāi)閥／關(guān)閥操作

嚴(yán)格按制造商的要求進(jìn)行開(kāi)閥／關(guān)閥操作。開(kāi)閥時(shí)，先緩慢打開(kāi)上游閥門(mén)，待流量計(jì)兩端壓力平衡后，再緩慢打開(kāi)下游閥門(mén)；關(guān)閥時(shí)，先緩慢關(guān)閉下游閥門(mén)，再緩慢關(guān)閉上游閥門(mén)。

2.5加潤(rùn)滑油

安裝完畢，開(kāi)始投人使用前，應(yīng)按使用說(shuō)明(加油泵指示牌)加足潤(rùn)滑油，當(dāng)氣質(zhì)較臟時(shí)，縮短加油周期。

3有助于原因分析及計(jì)量糾紛的其它技術(shù)

措施

當(dāng)大流量計(jì)量場(chǎng)合的流量計(jì)發(fā)生故障時(shí)，如發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，將引起較大的氣量計(jì)量誤差甚至不計(jì)量，涉及金額較大，這極易引起貿(mào)易雙方的矛盾及經(jīng)濟(jì)糾紛。其次，再好的產(chǎn)品，也存在發(fā)生故障的可能。為此，可采取數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳監(jiān)控系統(tǒng)的方式加以防范或以流量計(jì)運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并協(xié)商解決。

3.1數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)

流量計(jì)通過(guò)有線(RS485通信接E1)方式或無(wú)線(短程無(wú)線通信或ZigBee等)連接到

數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器通過(guò)GPRS／CDMA方式與數(shù)據(jù)監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)流量計(jì)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。

3.2事件記錄、數(shù)據(jù)記錄

在流量計(jì)的存儲(chǔ)器中，應(yīng)當(dāng)存儲(chǔ)相關(guān)的參數(shù)和過(guò)程數(shù)據(jù)，當(dāng)需要時(shí)可通過(guò)通信方式或顯示器讀出。這些記錄，可包括事件記錄和數(shù)據(jù)記錄。事件記錄是指當(dāng)發(fā)生參數(shù)修改、硬件(包括傳計(jì)量技術(shù)2013．No

4結(jié)束語(yǔ)

流量計(jì)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)條件多變復(fù)雜，用好流量計(jì)的技術(shù)難度遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)技術(shù)，氣體渦輪流量計(jì)作為一種成熟的天然氣計(jì)量器具，首先要做到準(zhǔn)確選型，其次要按規(guī)范安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)，且要求使用介質(zhì)潔凈、軸承潤(rùn)滑充分、避免氣流沖擊，這樣，才可以充分發(fā)揮氣體渦輪流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，使其計(jì)量準(zhǔn)確，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，并能確保其正常的使用壽命，讓供需雙方均能滿意。但是，任何產(chǎn)品都有發(fā)生故障的可能，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，有必要采用新技術(shù)以防范問(wèn)題的發(fā)生或便于糾紛協(xié)商處理。遠(yuǎn)程抄表、無(wú)紙記錄技術(shù)的燃?xì)庥?jì)量方面的應(yīng)用已非常成熟，也是有效的手段，通過(guò)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程抄表和實(shí)時(shí)存儲(chǔ)記錄，可對(duì)大流量客戶或重要客戶進(jìn)行實(shí)時(shí)抄表、數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控，既有利于供氣單位決策也可zui大程度地避免計(jì)量糾紛。

參考文獻(xiàn)

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渦輪流量計(jì)

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