渦輪流量計(jì)在熱注管輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

田寶軍

（遼河油田曙光采油廠，遼寧盤錦 124109）

渦輪流量計(jì)在熱注管輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

田寶軍

（遼河油田曙光采油廠，遼寧盤錦 124109）

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(yùn)輸成本，既快捷又方便。但是在現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)常會(huì)碰到管輸中含水或者空氣不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而進(jìn)入油箱，甚至造成鍋爐停爐。在冬季，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)管輸長(zhǎng)時(shí)間流動(dòng)緩慢不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而造成凍堵的情況。雖然這其中有很多是人為責(zé)任，但是因此而帶來的經(jīng)濟(jì)損失卻是無法彌補(bǔ)的，因此，需對(duì)管輸進(jìn)行在線監(jiān)控，保證在第一時(shí)間能夠發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

管輸；流量計(jì)；在線監(jiān)測(cè)

1 渦輪流量計(jì)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(jìn)行供給，常見的情況是采油站的原油通過管路運(yùn)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(gè)渦輪流量計(jì)對(duì)燃料油的流量進(jìn)行計(jì)量。渦輪流量計(jì)的渦輪安裝在管道中心，它的兩端由軸承支撐。當(dāng)內(nèi)部的燃料油流動(dòng)時(shí)渦輪葉片產(chǎn)生沖擊，對(duì)渦輪產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)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(jì)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(duì)渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機(jī)殼外的傳感線圈來檢測(cè)。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)永久磁鐵產(chǎn)生的磁力線時(shí)，就會(huì)引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測(cè)到的磁通周期變化信號(hào)送入前置放大器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大并計(jì)算，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號(hào)，送入單位換算與流量計(jì)算電路得到并顯示累計(jì)流量值；同時(shí)亦將脈沖信號(hào)送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電流量，進(jìn)而指出瞬時(shí)流量值。

2 介質(zhì)狀態(tài)的變化與流量計(jì)的關(guān)系

1）當(dāng)介質(zhì)為單一的燃料油時(shí)，流量計(jì)的輸出穩(wěn)定，壓力和流量也成正比。

2）當(dāng)介質(zhì)中含有均勻而且非常小的氣泡時(shí)，通常不會(huì)影響到電磁流量計(jì)的正常工作。

3）當(dāng)介質(zhì)中含有較多氣泡或者氣體時(shí)，介質(zhì)的流動(dòng)形態(tài)就將發(fā)生變化，變成紊流脈動(dòng)狀態(tài)，從而使儀表輸出信號(hào)相應(yīng)出現(xiàn)波動(dòng)，當(dāng)氣泡越來越多時(shí)，氣體逐漸遮蓋整個(gè)電極表面時(shí)，隨著氣體流過電極會(huì)使電極回路瞬間斷路而使輸出信號(hào)出現(xiàn)非常大的波動(dòng)。

4）當(dāng)油管路中含有水時(shí)，由于油和水物理性質(zhì)的不同，兩者就會(huì)在管路中出現(xiàn)沖擊振動(dòng)，破壞介質(zhì)流動(dòng)的穩(wěn)定性進(jìn)而直接導(dǎo)致流量計(jì)輸出信號(hào)出現(xiàn)跳動(dòng)。

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?jì)運(yùn)行中出現(xiàn)波動(dòng)。

3 管輸流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用

在我們現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于管輸油的監(jiān)控僅停留在員工的按時(shí)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(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。在冬季生產(chǎn)中這種現(xiàn)象最為頭疼，因?yàn)槭軞夂蛴绊?，管輸出現(xiàn)問題長(zhǎng)時(shí)間不能解決，就會(huì)導(dǎo)致管輸凍堵影響生產(chǎn)，或者更為嚴(yán)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允且豁?xiàng)很重要的課題。因此在現(xiàn)場(chǎng)必須能夠保證管輸系統(tǒng)進(jìn)行全天候的監(jiān)控，這就需要我們做出一個(gè)監(jiān)測(cè)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(dāng)管輸中出現(xiàn)大量氣體或者油中含水以后，流量計(jì)的輸出信號(hào)會(huì)發(fā)生較大變化，那么，就可以從管輸?shù)妮敵鲂盘?hào)上做些文章，完全可以利用流量計(jì)輸出波動(dòng)的性質(zhì)對(duì)其信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在其輸出端接入一個(gè)信號(hào)監(jiān)測(cè)器，同時(shí)將信號(hào)監(jiān)測(cè)器的信號(hào)進(jìn)行采集輸入到監(jiān)控儀表。在正常情況下，流量計(jì)的輸出信號(hào)在4～20mA之間，流量穩(wěn)定時(shí)，輸出的電流信號(hào)也相對(duì)穩(wěn)定，但是當(dāng)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(shí)候，以及包括燃油供給方壓力出現(xiàn)波動(dòng)的時(shí)候，流量計(jì)的輸出電流會(huì)出現(xiàn)一系列的波動(dòng)，我們就對(duì)這個(gè)輸出電流信號(hào)進(jìn)行報(bào)警設(shè)定，進(jìn)而掌握管道中介質(zhì)的流動(dòng)情況，當(dāng)然，這個(gè)電流信號(hào)需要我們通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試來完成設(shè)定，我們以10min為單位進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)流量在前4min流動(dòng)平穩(wěn)時(shí)，流量計(jì)正常顯示流量，輸出電流為8mA。當(dāng)?shù)?min，我們?nèi)藶榈南蚬茌斨休斔土怂覀兛梢钥吹?，管輸流量?jì)的輸出信號(hào)發(fā)生明顯變化，隨著輸入水量的變化，流量計(jì)的輸出電流信號(hào)變化更為明顯。第5min輸出電流瞬間低于波動(dòng)下限，在第6～7min流量高于波動(dòng)上限（見圖1），其間輸出電流信號(hào)在5.1～15.8mA之間大范圍波動(dòng)，當(dāng)停止供水后，流量計(jì)輸出信號(hào)再次趨于穩(wěn)定。同時(shí)在流量計(jì)波動(dòng)期間，監(jiān)控儀表準(zhǔn)確的發(fā)出報(bào)警信號(hào)，啟動(dòng)聲光報(bào)警系統(tǒng)提示崗位員工對(duì)故障部位進(jìn)行相應(yīng)的檢查與處理。

圖1 流量計(jì)輸出曲線圖

通過試驗(yàn)，管輸在線監(jiān)測(cè)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(yùn)行，也大大地減輕了崗位員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)我們還可以將這個(gè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用到燃?xì)饬鞒碳捌渌枰诰€監(jiān)測(cè)及報(bào)警控制的管路中。

Turbine Flowmeter in the Heat Injection Pipeline System Application

Tian Bao-jun

Shuguang heat boiler fuel injection now is mostly unified supply pipeline manner,that eliminates the need for oil tanker offloading back and forth trouble，but also reduce the corresponding transport costs,that is quick and easy.But in the field，we often encounter water or air in the pipeline can not be found and into the tank，causing the boiler shutdown.In the winter，and sometimes slow-moving long pipeline can not be found which will cause the frozen block.Although there are a lot of which is the responsibility of man，but the economic losses thus it is irreparable，so we need to pipe the output line monitoring，ensure that the first time be able to find the problem and solve the problem.

pipeline；flowmeter；on-line monitoring

U467.4

A

1003–6490（2016）04–0026–01

2016–03–23

田寶軍（1978—），男，遼寧瓦房店人，高級(jí)技師，主要從事熱注運(yùn)行工作。