摘要:現(xiàn)在曙光采油廠熱注鍋爐燃料大部分采用管輸方式統(tǒng)一供給，既省去了油車來回卸油的麻煩，又減少了相應(yīng)的運輸成本，既快捷又方便。但是在現(xiàn)場，經(jīng)常會碰到管輸中含水或者空氣不能及時發(fā)現(xiàn)而進入油箱，甚至造成鍋爐停爐。在冬季，有時還會出現(xiàn)管輸長時間流動緩慢不能及時發(fā)現(xiàn)而造成凍堵的情況。雖然這其中有很多是人為責任，但是因此而帶來的經(jīng)濟損失卻是無法彌補的，因此，需對管輸進行在線監(jiān)控，保證在第一時間能夠發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。
1渦輪流量計工作原理
油田注汽鍋爐的燃料油一般采用管輸?shù)姆绞竭M行供給，常見的情況是采油站的原油通過管路運輸?shù)阶⑵镜挠拖�，在管輸油流的末端，也就是油箱的入口處安裝一個渦輪流量計對燃料油的流量進行計量。渦輪流量計的渦輪安裝在管道中心，它的兩端由軸承支撐。當內(nèi)部的燃料油流動時渦輪葉片產(chǎn)生沖擊，對渦輪產(chǎn)生一個驅(qū)動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在流量計允許的流量范圍內(nèi)，流體介質(zhì)粘度不變的情況下，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。對渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。當渦輪葉片切割由殼體內(nèi)永久磁鐵產(chǎn)生的磁力線時，就會引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器，對信號進行放大并計算，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號，送入單位換算與流量計算電路得到并顯示累計流量值;同時亦將脈沖信號送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路，將脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬電流量，進而指出瞬時流量值。
2介質(zhì)狀態(tài)的變化與流量計的關(guān)系
1)當介質(zhì)為單一的燃料油時，流量計的輸出穩(wěn)定，壓力和流量也成正比。
2)當介質(zhì)中含有均勻而且非常小的氣泡時，通常不會影響到電磁流量計的正常工作。
3)當介質(zhì)中含有較多氣泡或者氣體時，介質(zhì)的流動形態(tài).就將發(fā)生變化，變成紊流脈動狀態(tài)，從而使儀表輸出信號相應(yīng)出現(xiàn)波動，當氣泡越來越多時，氣體逐漸遮蓋整個電極表面時，隨著氣體流過電極會使電極回路瞬間斷路而使輸出信號出現(xiàn)非常大的波動。
4)當油管路中含有水時，由于油和水物理性質(zhì)的不同，兩者就會在管路中出現(xiàn)沖擊振動，破壞介質(zhì)流動的穩(wěn)定性進.而直接導(dǎo)致流量計輸出信號出現(xiàn)跳動。
5)另外一種情況就是在介質(zhì)正常的情況下，由于儀表本身未安裝接地線或者周圍存在電磁干擾等原因?qū)е铝髁坑嬤\.行中出現(xiàn)波動。
3管輸流量監(jiān)測系統(tǒng)在現(xiàn)場的應(yīng)用
在我們現(xiàn)場，對于管輸油的監(jiān)控僅停留在員工的按時巡檢.上，不能保證管輸中燃料油出現(xiàn)氣體或者其它問題時能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理。在冬季生產(chǎn)中這種現(xiàn)象最為頭疼，因為受氣候影響，管輸出現(xiàn)問題長時間不能解決，就會導(dǎo)致管輸凍堵影響生產(chǎn)，或者更為嚴重的是導(dǎo)致管輸漏油污染環(huán)境。所以說，保證油管輸?shù)陌踩允且籌項很重要的課題。因此在現(xiàn)場必須能夠保證管輸系統(tǒng)進行全天候的監(jiān)控，這就需要我們做出一個監(jiān)測系統(tǒng)來完成。由上文提到的管輸?shù)牧髁匡@示特性可以看出，除去儀表本身及外界電磁干擾的原因外，當管輸中出現(xiàn)大量氣體或者油中含水以后，流量計的輸出信號會發(fā)生較大變化，那么，就可以從管輸?shù)妮敵鲂盘?上做些文章,完全可以利用流量計輸出波動的性質(zhì)對其信號進行監(jiān)測，在其輸出端接入-一個信號監(jiān)測器，同時將信號監(jiān)測器的信號進行采集輸入到監(jiān)控儀表。在正常情況下，流量計的輸出信號在4~20mA之間，流量穩(wěn)定時，輸出的電流信號也相對穩(wěn)定，但是當介質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生變化，假設(shè)出現(xiàn)空氣或者含水的時候，以及包括燃油供給方壓力出現(xiàn)波動的時候，流量計的輸出電流會出現(xiàn)--系列的波動，我們就對這個輸出電流信號進行報警設(shè)定，進而掌握管道中介質(zhì)的流動情況，當然，這個電流信號需要我們通過現(xiàn)場測試來完成設(shè)定，我們以10min為單位進行測量，當流量在前4min流動平穩(wěn)時，流量計正常顯示流量，輸出電流為8mA。當?shù)?min，我們?nèi)藶榈南蚬茌斨休斔土怂覀兛梢钥吹�，管輸流量計的輸出信號發(fā)生明顯變化，隨著輸入水量的變化，流量計的輸出電流信號變化更為明顯。第5min輸出電流瞬間低于波動下限，在第6~7min流量高于波動上限(見圖1)，其間輸出電流信號在5.1~15.8mA之間大范圍波動，當停止供水后，流量計輸出信號再次趨于穩(wěn)定。同時在流量計波動期間，監(jiān)控儀表準確的發(fā)出報警信號，啟動聲光報警系統(tǒng)提示崗位員工對故障部位進行相應(yīng)的檢查與處理。
通過試驗，管輸在線監(jiān)測系統(tǒng)較好地解決了管輸油的異常現(xiàn)象，保證了設(shè)備的安全運行，也大大地減輕了崗位員工的勞動強度，同時我們還可以將這個在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用到燃氣流程及其它需要在線監(jiān)測及報警控制的管路中。
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