摘要：高壓天然氣大流量工作裝置的組成和技術(shù)指標(biāo)，針對(duì)
渦輪流量計(jì)的特殊性，提出了日常的維護(hù)保養(yǎng)措施，以及渦輪流量計(jì)在超出流量計(jì)上限時(shí)的自動(dòng)處理措施，提高了計(jì)量檢定站的管理水平和自動(dòng)化水平，確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，滿足現(xiàn)場(chǎng)檢定的需要。
近年來(lái)，我國(guó)天然氣工業(yè)快速發(fā)展，為了解決
高壓天然氣流量計(jì)量檢定的需求，經(jīng)國(guó)家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)。
原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置、標(biāo)準(zhǔn)表法工作標(biāo)準(zhǔn)裝置和移動(dòng)式標(biāo)準(zhǔn)裝置，三套流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的設(shè)計(jì)壓力均為10MPa，直接以高壓天然氣為介質(zhì)對(duì)口徑為DN500及以下的氣體流量計(jì)進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。
1工作級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置組成及設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1.1裝置組成
工作標(biāo)準(zhǔn)裝置采用標(biāo)準(zhǔn)表法原理，主要由
標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)、核查超聲流量計(jì)、
溫度變送器、
壓力變送器、在線氣相色譜儀和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)等組成[1-2]。
為了減小管容對(duì)檢定結(jié)果的影響，工作標(biāo)準(zhǔn)裝置分區(qū)域設(shè)計(jì)：由1路DN80、4路DN100標(biāo)準(zhǔn)表管路和1路DN80、1路DN100的檢定臺(tái)位組成小流量檢定系統(tǒng)；由6路DN200標(biāo)準(zhǔn)表管路和1路DN150、1路DN200、1路DN300、2路DN400檢定臺(tái)位以及1路DN300口徑移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定接口組成大流量檢定系統(tǒng)。通過(guò)組合測(cè)量的流量范圍達(dá)到（20～9600）m3/h，每路標(biāo)準(zhǔn)表管路由1臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)和1臺(tái)核查超聲流量計(jì)串聯(lián)安裝構(gòu)成。
主要技術(shù)指標(biāo)
1）工作壓力：（2.5～10）MPa；2）流量范圍：（20～9600）m3/h；3）擴(kuò)展不確定度：U≤0.29％（k=2）；4）被檢流量計(jì)口徑：DN50～DN500。
1.2操作方法
1）渦輪流量計(jì)啟用前，前后直管段必須經(jīng)吹掃干凈后方可投入使用。
2）啟用渦輪流量計(jì)前，應(yīng)設(shè)定渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)，此系數(shù)記載于渦輪流量計(jì)的檢定證書上。
3）渦輪流量計(jì)投運(yùn)時(shí)應(yīng)緩慢地先手動(dòng)開啟入口閥門，待管線完全充滿氣且壓力平衡后手動(dòng)開啟出口閥門，防止瞬間氣流沖擊而損壞渦輪。嚴(yán)禁快速開啟或關(guān)閉閥門，壓力劇烈震蕩或過(guò)快的高速加壓會(huì)損壞流量計(jì)。為了保護(hù)氣體渦輪流量計(jì)，加到渦輪流量計(jì)上的壓力升高不能超過(guò)35kPa/s。如現(xiàn)場(chǎng)不能測(cè)量壓力變化，則監(jiān)視流量計(jì)流量不能超限。
4）渦輪流量計(jì)投運(yùn)時(shí)，要求同一管線下游處調(diào)壓撬已完全調(diào)壓完畢，不會(huì)出現(xiàn)冰堵現(xiàn)象，渦輪流量計(jì)前后壓差不能過(guò)大，常用流量范圍為最大流量的70～80%，最大流量為允許最大流量的120%，最小流量不能低于流量計(jì)的工作下限，防止流量計(jì)在低限工作時(shí)計(jì)量失準(zhǔn)。
1.3安全操作注意事項(xiàng)
1）在啟用流量計(jì)前，應(yīng)對(duì)前后管段進(jìn)行吹掃干凈后，方可使用流量計(jì)。2）在啟用流量計(jì)前，應(yīng)按照檢定證書上的值設(shè)備流量計(jì)的儀表系數(shù)。3）流量計(jì)計(jì)量的準(zhǔn)確率，安裝流量計(jì)時(shí)，應(yīng)保證流量計(jì)上游有不小于10倍D的直管段，下游不小于5倍D的直管段。4）啟用流量計(jì)時(shí)，應(yīng)緩慢開啟流量計(jì)上下游閥門，氣體緩慢充入直到渦輪流量計(jì)下游電動(dòng)強(qiáng)制密封球閥。壓力劇烈震蕩或過(guò)快的高速加壓會(huì)損壞渦輪流量計(jì)。為了保護(hù)氣體渦輪流量計(jì)，加到渦輪流量計(jì)上的壓力升高不能超過(guò)35kPa/s。如現(xiàn)場(chǎng)不能測(cè)量壓力變化，則監(jiān)視渦輪流量計(jì)流量不能超限。5）流量計(jì)使用時(shí)，應(yīng)保證在計(jì)量范圍內(nèi)工作，不要超量程范圍工作。6）在日常使用過(guò)程中，嚴(yán)禁更改流量計(jì)的設(shè)定值。7）用于貿(mào)易交接的流量計(jì)應(yīng)每?jī)赡陮?duì)儀表檢定一次，檢定合格后，方可投入使用。
2渦輪超速保護(hù)系統(tǒng)
2.1工作原理
超速狀態(tài)在渦輪機(jī)上軸的速度超過(guò)規(guī)定范圍后出現(xiàn)。在超速狀態(tài)期間，渦輪機(jī)通常經(jīng)歷可能導(dǎo)致突變故障的強(qiáng)大機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力。通常，渦輪機(jī)配備有保護(hù)系統(tǒng)，其試圖使超速狀態(tài)的影響最小化。渦輪機(jī)的調(diào)節(jié)器系統(tǒng)通常作為第一級(jí)的保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)檢測(cè)到超速狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)器試圖降低渦輪機(jī)的速度[5]。通常還可具有兩個(gè)獨(dú)立的第二級(jí)保護(hù)：a）超速保護(hù)系統(tǒng)跳閘，通常設(shè)置為運(yùn)轉(zhuǎn)軸速度的大約110%；b）緊急保護(hù)系統(tǒng)跳閘，通常設(shè)置為運(yùn)轉(zhuǎn)軸速度的大約113%。
2.2操作流程
三取二電子超速保護(hù)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速測(cè)量部分、三取二電子超速保護(hù)器、跳車電磁閥３個(gè)部分組成。其工作原理：3個(gè)磁阻式探頭與專門的測(cè)速盤配合安裝，可以檢測(cè)到汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速；3個(gè)獨(dú)立的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)分別送入電子超速保護(hù)器，電子超速保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)3個(gè)通道的轉(zhuǎn)速信號(hào)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到2個(gè)通道的轉(zhuǎn)速值，同時(shí)超過(guò)內(nèi)部設(shè)定值后，其內(nèi)部的繼電器動(dòng)作，觸發(fā)停車電磁閥動(dòng)作，電磁閥快速泄放掉速關(guān)油，引風(fēng)機(jī)的速關(guān)閥在彈簧力的作用下快速關(guān)閉，切斷引風(fēng)機(jī)的進(jìn)汽，引風(fēng)機(jī)快速停機(jī)，從而起到防止引風(fēng)機(jī)超速的目的。
上圖中各環(huán)節(jié)的作用如表所示：
表1系統(tǒng)中各設(shè)備作用
| 設(shè)備 |
作用 |
磁電轉(zhuǎn)速傳感器 |
利用電磁感應(yīng)原理，將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變換成頻率隨轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化的信號(hào)。 |
頻率/電壓轉(zhuǎn)換器 |
經(jīng)過(guò)對(duì)頻率信號(hào)檢波和放大，再把頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓大小變化的信號(hào)輸出。 |
指示儀 |
對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)速進(jìn)行連續(xù)指示，供操作人員隨時(shí)觀察了解機(jī)組轉(zhuǎn)速。 |
報(bào)警給定器 |
實(shí)現(xiàn)超速報(bào)警及超速緊急停機(jī)動(dòng)作轉(zhuǎn)速值得設(shè)定和接點(diǎn)輸出，分別送至聲光報(bào)警器和快速切斷閥的電氣控制系統(tǒng)。 |
聲光報(bào)警器 |
接受報(bào)警給定器的接點(diǎn)信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)設(shè)定值時(shí)，該接點(diǎn)閉合，報(bào)警器進(jìn)行閃光動(dòng)作，同時(shí)蜂鳴器有節(jié)奏的聲響，提醒操作人員做緊急處理。 |
為了避免在管路切換時(shí)出現(xiàn)流量超限損壞標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)，特設(shè)置了渦輪超速保護(hù)功能，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視每條管路的瞬時(shí)流量，當(dāng)其中某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)渦輪管路的流量超出一定限值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)報(bào)警并做出相應(yīng)的措施。
2.3渦輪超速保護(hù)連鎖邏輯
MTL5532可以同時(shí)將工作級(jí)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓脈沖和4-20mA電流型號(hào)，我們將電壓脈沖信號(hào)接入檢定系統(tǒng)供計(jì)量檢定使用，4-20mA信號(hào)接入控制系統(tǒng)供渦輪的超速保護(hù)使用。
為了避免在管路切換時(shí)出現(xiàn)流量超限，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)視每條管路的瞬時(shí)流量，當(dāng)其中某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)渦輪管路的流量超出設(shè)定的上限值的80%（可設(shè)定）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生高報(bào)警，并且在上位機(jī)顯示；當(dāng)其中某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)渦輪管路的流量超出設(shè)定的上限值的100%（可設(shè)定）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生高高報(bào)警，自動(dòng)關(guān)閉檢定回路流量調(diào)節(jié)閥FV-602A、FV-602B、FV-602C（流量調(diào)節(jié)閥設(shè)定為手動(dòng)，同時(shí)給定0%閥位），打開流量旁通閥FV-601A、FV-601B（流量旁通閥設(shè)定為手動(dòng)，同時(shí)給定100%閥位），同時(shí)周期性檢測(cè)流量值，如果在80%（可設(shè)定）報(bào)警點(diǎn)以內(nèi)，檢定回路調(diào)節(jié)閥停止關(guān)閥，旁通回路停止開閥，保持當(dāng)前狀態(tài)，等待繼續(xù)檢定。
當(dāng)其中某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)渦輪管路的流量超出設(shè)定的上限值的20%時(shí)，則控制系統(tǒng)立即切斷自驅(qū)式安全切斷閥PSDV-203A、PSDV-203B，打開球閥ROV103，以保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)。
3結(jié)語(yǔ)
通過(guò)加強(qiáng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)的日常維護(hù)和系統(tǒng)保護(hù)邏輯，加強(qiáng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表的監(jiān)控，保證標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)的良好性能，同時(shí)避免了因?yàn)槿藶槭д`出現(xiàn)流量超出流量計(jì)范圍，打壞渦輪流量計(jì)的葉輪，保護(hù)了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
以上內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系即刪除!
