速度式天然气仪表故障的分析与处理

速度式天然气仪表故障的分析与处理

李志明 毕新忠 郝洪峰

中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司东辛采油厂

摘要：旋进旋涡智能流量计作为一种新型速度式仪表，集流量、温度、压力检测功能于一体、并能进行温度压力、压缩因子自动补偿的新一代流量计。该仪表采用先进的微机技术与微功耗高新技术,功能强,使用方便,是石油化工计量的理想仪表。本文详细介绍了旋进旋涡流量计的类型、组成结构、使用要求与工作原理，并对在使用过程中出现的常见故障进行了分析，提出合理的处理方式。

关键词：速度式仪表 故障 分析处理

内容：

一、旋进漩涡流量计的主要结构

（一）漩涡发生器：用铝合金（不锈钢）制成，具有一定角度的螺旋叶片，它固定在壳体收缩段前部，强迫流体产生强烈的漩涡流。

（二）壳体:本身带有法兰，并有一定形状的流体通道，根据不同的工作压力，壳体材料可采用铸铝合金或不锈钢（铸钢）。

（三）转换器:由温度，压力检测模拟通道，流量检测数字通道以及微处理单元，液晶驱动电路和其它辅助电路组成，并配有外输信号接口，该智能流量积算仪可以自由旋转180°，在各种安装方式下都可方便读数。

（四）流量传感器:用两个传感器安装在靠近壳体扩张段的喉部，可检测出漩涡进动的频率信号。

（五）温度传感器:以PT1000铂电阻为温度敏感元件，在一定温度范围内，其电阻值与温度成对应关系。

（六）压力传感器:以压阻式扩散硅桥路为敏感元件，其桥臂电阻在外界压力作用下会发生预期变化，因此在一定电流作用下，其两个输出端的电位差与外界压力成正比。

（七）整流器:固定在壳体出口段，其作用是消除漩涡流，以减小对下游仪表性能的影响。

二、旋进漩涡流量计的工作原理

（一）旋进漩涡流量计的特点

1.集高精度温度、压力、流量传感器和智能流量计算仪于一体，并进行流量自动跟踪补偿和压缩因子修正运算。

2.就地显示流量值，并带有脉冲信号和（4—20）mA标准模拟信号远传输出，便于和二次表连接。

3.具有实时数据储存功能，可防止换电池和突然停电时数据丢失，在停电状态下，内部参数可永久保存。

4.仪表具有防爆功能，可用于相当的爆炸性危险场所。

5.无机械可动部件、稳定性好，不易腐蚀、无需机械维修。

（二）旋进漩涡流量计的安装使用要求

1.上、下游的直管段根据旋进漩涡流量计的工作原理和流量计对上、下游直管段要求，一般采用表前3D，表后2D直管段长度，如果下游是收缩管要求是3D。

2.流量计按流向标志可以在垂直、水平或任意倾斜位置上与管线同轴安装，使用过程中应避免外界磁场的干扰。

3.被测介质的温度范围在-30～+80摄氏度之间。

4.流量计周围不得有强外磁场干扰和强烈的震动。

5.流量计在室外安装时，上部应有遮盖物，以防止雨水侵入和烈日爆晒而影响流量计的使用寿命。

6.流量计应于管道同轴安装使用，并防止密封垫片和黄油进入管道内腔。

7.流量计必须制定可靠接地，但不得与强电系统共用地线，在管道安装和检修时，不得把电焊系统的地线与流量计搭接。

（三）旋进漩涡流量计的工作原理

当沿着轴向的流体进入流量传感器入口时，在漩涡发生器的作用下，被强制围绕中心线旋转，产生漩涡流，漩涡流在文丘利管中旋进，到达收缩段突然节流后，使漩涡突然加速，当通过扩散段时，漩涡中心沿一锥形旋线进动。此时，漩涡中心通过检测点的进动频率与流体的流速成正比，由流量传感器检测到的漩涡流动频率信号经前置电路放大、滤波、整形处理，剔除外来干扰信号后，转换成与流体流速成正比的脉冲信号，并同时固定在壳体上的温度传感器和压力传感器检测到的温度、压力信号一起送入智能流量计算仪进行运算处理。

三、旋进漩涡流量计常见故障的分析与处理

（一）故障表现：无瞬时流量显示

处理方式：

1.检查流量计下限截止频率是否太高。按设定键第一次，屏幕显示框内所对应数值为下限截止频率；将下限截止频率改为大于1的数值。

2.测量旋进旋涡流量计前置放大器电压，若≤2.0V(应在2.5V左右)，则先查看电池电压是否≤2.9V，小于则需更换新电池。若电池电量充足则为主板供电电路问题，应更换前置放大器。

3.前置放大器电压正常时，测量前置放大器是否有频率输出，若有则为主板问题，需专业人员维修；若无频率输出，更换前置放大器。

4.前置放大器电压、下限截止频率均正常时，检查旋进旋涡流量计漩涡发生体及前置放大器探头是否被杂物堵塞或黏附上了油污。

5.检查被测介质每小时流量是否在流量计所标定的量程范围内。

（二）故障表现：温度值与现场实际值不符

处理方式：

温度传感器的核心元器件为Pt100铂电阻，当显示值与实际值偏差较大时，说明电阻丝老化，应更换温度传感器。

（三）故障表现：压力值与现场实际值不符

处理方式：

当旋进旋涡流量计显示大气压力不准时，LUX型为调节紧挨显示模块处的电位器，LUY型为调节主板正面左下方温压回路中的电位器(只有1个)。电位器顺时针旋转为减小压力显示值。

（四）故障表现：流量计表头显示温度、压力正常，无瞬时流量显示

原因1：流量计选型过大，选型过大会造成流量计无流量显示。

解决办法：一是调低流量计下限截止频率这样流量计可以使用，但会造成流量计精度降低，二是更换小规格流量计

原因2：前置放大器无电流输入。

解决办法：流量计无电源供电，进行流量计24V外部电源或电池供电。

原因3：前置放大器无频率输出。

可更换前置放大器。

原因4：主板损坏。

可更换流量计主板。

（五）故障表现：流量计表头显示瞬时流量、压力正常，温度显示与工作现场温度不符。

现象1：温度示值为“-75C”或超过“100℃”。

原因：温度传感器损坏。可更换传感器。

现象2：温度示值超过或低于现场实际温度，更换传感器后，仍为该现象。

原因：温压电路损坏。可更换温压电路。

（六）故障表现：流量计表头无显示

原因1：流量计无24V电源或电池供电。对流量计进行24V供电或更换流量计电池。

原因2：流量计液晶板损坏。更换流量计液晶板。

原因3：流量计主板损坏。更换流量计主板。

原因4：电源接线有误或断线。查找并重新接线。

参考文献：

1、杨继盛.采气工艺原理.北京：石油工业出版社，1992.

2、李士伦.天然气工程.北京：石油工业出版社，2005.

3、四川石油管理局.天然气工程手册.北京：石油工业出版社，1989.