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，要求氣源穩(wěn)定、運行過程不能停氣等。當(dāng)選用氣體渦輪流量計作為窯爐運行所用燃?xì)獾挠嬃坑帽頃r,在應(yīng)用過程中,偶爾會發(fā)生渦輪流量計卡死的現(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,并對現(xiàn)場使用提出技術(shù)建議和指導(dǎo)。
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)過程中,窯爐一旦投入使用,除非停產(chǎn)或緊急安全事件,基本上不會停止運行。
一般來說，窯爐點火頭數(shù)量比較多,為安全起見,點火頭安裝緊急控制裝置，單只點火頭的流量約為2~8m'/h,點火頭的流量用手動微型球閥控制。
通常窯爐用氣量非常穩(wěn)定,當(dāng)?shù)竭_(dá)爐溫時,球閥開度變小，流量減小;反之球閥全打開,流量增大。因為手動延時的關(guān)系,流量的變化不是很突然,相對緩慢,所以不會造成對流量計形成氣流沖擊;但也有特殊情況,我們曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)新疆某--現(xiàn)場因出現(xiàn)氣流沖擊導(dǎo)致更換了3臺流量計，經(jīng)查其主要原因是窯爐流量波動非常大，氣流沖擊導(dǎo)致流量計渦輪卡死，這種情況與窯爐用氣方式設(shè)計有關(guān)，在現(xiàn)場通過較短時間(正常工作時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,一般來說,流量波動范圍度遠(yuǎn)小于渦輪流量計的流量范圍度20:1,所以從選型來說渦輪流量計是非常適用的。在燃?xì)饬髁坑嬛?渦輪流量計的發(fā)展歷史悠久，實驗數(shù)據(jù)豐富,技術(shù)成熟,具有精度高、重復(fù)性好、壓力損失小等優(yōu)點,早被選為發(fā)達(dá)國家的法定計量器具,并被廣泛用于商貿(mào)計量場合。腰輪(羅茨)流量計的量程范圍比渦輪流量計寬.壓力損失更小,但對氣質(zhì)潔凈程度要求高;孔板流量計量程范圍窄、壓力損失大、長期工作孔板銳沿磨損,精度下降,所以不建議用于窯爐計量;旋渦流量計由于壓力損失比渦輪流量計略大、范圍度約為10:1~15:1,在流量范圍度滿足窯爐的情況下,因其無可動件不存在轉(zhuǎn)動磨損和不需要定期潤滑等優(yōu)點,可用于窯爐。
但任何一種流量計在現(xiàn)場應(yīng)用中.均有其局限性。所以,為了更好地應(yīng)用流量計,使供需雙方貿(mào)易公平,防范疑議的發(fā)生，必須對現(xiàn)場流量計已發(fā)生故障的原因進(jìn)行分析,并提出防止流量計發(fā)生此類故障的技術(shù)揩施,以保證流量計在此場合能穩(wěn)定可靠運行,實現(xiàn)計量的公平、公正。
1渦輪流量計葉輪卡死原因分析
我們統(tǒng)計了多年的現(xiàn)場服務(wù)數(shù)據(jù)，對渦輪流量計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最主要的原因,造成葉輪卡死主要有以下原因:
1)窯爐用氣量波動大。渦輪流量計不適于強(qiáng)烈脈動流或壓力脈動的場合[1-21。窯爐雖在通常情況用氣量均波動不大，但并不排除在特殊情況時發(fā)生流量波動異常情況。
2)開閥、關(guān)閥操作不規(guī)范。目前窯爐燃?xì)庥嬃看蠖嗖捎靡挥靡粋涞牧髁坑嬇渲梅绞�，沒有設(shè)置旁通管道。開/關(guān)閥操作應(yīng)嚴(yán)格遵照制造商操作規(guī)定,當(dāng)開/關(guān)閥門過快或不規(guī)范時，將大大增加氣流對流量計的沖擊。
3)調(diào)壓過程壓力升降過快。在正常運行前的.壓力、流量調(diào)試均需要調(diào)壓，甚至在正常運行一段時間后,由于點火或工藝不理想也可能需要調(diào)壓。在此過程中,如果調(diào)壓速率過大,將沖擊流量計導(dǎo)致卡死。
1.2軸承潤滑不足
高準(zhǔn)確率儀表軸承均需潤滑。長期工作的軸承，如果沒有潤滑油,將由于摩擦發(fā)熱而損壞,最終導(dǎo)致流量計卡死。
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,甚至將葉片沖飛。同時,過多的臟污將可能導(dǎo)致部分粉塵進(jìn)人軸承導(dǎo)致卡死。
1.4軸承本身的質(zhì)量問題
高準(zhǔn)確率儀表軸承本身的瑕疵在進(jìn)貨時不容易檢出,也缺乏檢驗手段。通常,進(jìn)口軸承在進(jìn)貨檢驗時僅檢查外包裝和標(biāo)識,在流量計裝配檢定時同時檢驗了軸承:檢定合格,那么軸承合格;檢定不合格，再對各種因素包括軸承的質(zhì)量進(jìn)行復(fù)檢。從統(tǒng)計數(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)量問題的可能。
2針對葉輪卡死采用的技術(shù)措施
2.1管道配置
1)根據(jù)GB/T21391-2008《用氣體渦輪流量計測量天然氣流量》條款,安裝時的建議配置如圖1所示。另外，安裝的直管段可依據(jù)制造商的安裝要求;
2)調(diào)壓過程中，應(yīng)緩慢調(diào)壓以保護(hù)流量計;
3)在流量存在超載現(xiàn)象的場合,建議在流量計下游處安裝限流器(限流孔板或限流噴嘴)。
2.2過濾器
現(xiàn)場應(yīng)用中，建議在流量計和上游閥門之間裝過濾器。
2.3管道吹掃
管道的吹掃必須徹底,并且吹掃結(jié)束安裝流量計時,必須注意避免二次污染,即應(yīng)注意流量計墊片上有臟污雜質(zhì)、固體顆粒等現(xiàn)象�；蛘咴诹髁坑嬊鞍惭b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)人流量計。
2.4開閥/關(guān)閥操作
嚴(yán)格按制造商的要求進(jìn)行開閥/關(guān)閥操作。開閥時,先緩慢打開上游閥門,待流量計兩端壓力平衡后,再緩慢打開下游閥門;關(guān)閥時,先緩慢關(guān)閉下游閥門,再緩慢關(guān)閉上游閥門。
2.5加潤滑油
安裝完畢,開始投人使用前，應(yīng)按使用說明(加油泵指示牌)加足潤滑油,當(dāng)氣質(zhì)較臟時,縮短加油周期。
3有助于原因分析及計量糾紛的其它技術(shù)措施
當(dāng)大流量計量場合的流量計發(fā)生故障時,如發(fā)現(xiàn)不及時,將引起較大的氣量計量誤差甚至不計量,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最計運行的歷史數(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)
如圖2所示，流量計通過有線(RS485通信接口)方式或無線(短程無線通信或ZigBee等)連接到數(shù)據(jù)采集器,數(shù)據(jù)采集器通過GPRS/CDMA方式與數(shù)據(jù)監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng),根據(jù)流量計通信協(xié)議實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。
當(dāng)圖2中流量計內(nèi)嵌GPRS/CDMA模塊時,流量計即可直接通過GPRS/CDMA連接到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心,省略數(shù)據(jù)采集器媒介。如圖3所示。
3.2事件記錄數(shù)據(jù)記錄
在流量計的存儲器中,應(yīng)當(dāng)存儲相關(guān)的參數(shù)和過程數(shù)據(jù),當(dāng)需要時可通過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(包括傳感器)故障和報警事件時,記錄事件類型及發(fā)生的時刻。
數(shù)據(jù)記錄是指流量計定時時間間隔(通常為1小時)記錄的流量計過程參數(shù)，如總量、流量、溫度、壓力等。記錄不少于60天。
有了上述記錄,當(dāng)流量計發(fā)生異常情況時,可通過查閱記錄,推算發(fā)生故障后發(fā)生的量,為協(xié)商解決故障后貿(mào)易結(jié)算提供-種依據(jù)，最大程度減少計量糾紛。
4結(jié)束語
流量計應(yīng)用現(xiàn)場條件多變復(fù)雜,用好流量計的技術(shù)難度遠(yuǎn)大于設(shè)計技術(shù),氣體渦輪流量計作為一種成熟的天然氣計量器具,首先要做到正確選型,其次要按規(guī)范安裝、調(diào)試、運行維護(hù),且要求使用介質(zhì)潔凈、軸承潤滑充分、避免氣流沖擊,這樣,才可以充分發(fā)揮氣體渦輪流量計的優(yōu)點，使其計量正確,運行穩(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)以防范問題的發(fā)生或便于糾紛協(xié)商處理。遠(yuǎn)程抄表、無紙記錄技術(shù)的燃?xì)庥嬃糠矫娴膽?yīng)用已非常成熟,也是有效的手段,通過實時遠(yuǎn)程抄表和實時存儲記錄,可對大流量客戶或重要客戶進(jìn)行實時抄表、數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控,既有利于供氣單位決策也可最大程度地避免計量糾紛。
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