超聲波流量計(jì)在一聯(lián)合常減壓裝置中的應(yīng)用
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時(shí)間：2013-10-21
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圖2 時(shí)差式超聲波流量計(jì)工作原理
目前一聯(lián)合常減壓裝置共使用了九臺(tái)超聲波流量計(jì)：
FIC115 測(cè)量去電精制常一線(xiàn)油流量；
FI134 測(cè)量去電精制常一線(xiàn)油流量；
FI135 測(cè)量常壓蒸餾塔底油流量；
FI137 測(cè)量常壓一中回塔頂油流量；
FC1209 測(cè)量去電脫鹽一路油流量；
FC1209A 測(cè)量去電脫鹽二路油流量；
FC1210 測(cè)量去電脫鹽三路油流量；
FC1214A 測(cè)量減壓蒸餾塔一線(xiàn)油流量；
FC1214B 測(cè)量減壓蒸餾塔二線(xiàn)油流量。
本裝置使用的超聲波流量計(jì)測(cè)量的流體都是液體（原油），且流體相對(duì)比較清潔，密度較小，在0.6~0.9粘度也比較小。流量計(jì)利用的都是時(shí)差式測(cè)量原理。其中FIC115經(jīng)常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象是：有時(shí)波動(dòng)比較大，過(guò)一段時(shí)間自動(dòng)恢復(fù)正常。FI1209A出現(xiàn)的故障為：測(cè)量值很小，長(zhǎng)期偏離實(shí)際值，且測(cè)量值幾乎不變化。
4 超聲波流量計(jì)的故障分析判斷及處理
針對(duì)超聲波流量計(jì)FIC115出現(xiàn)的故障，去現(xiàn)場(chǎng)查看，沒(méi)有報(bào)警顯示信息，查看聲速設(shè)定值為800，與設(shè)計(jì)值一樣，再查看超聲波信號(hào)強(qiáng)度為58.6，也正常，檢查信號(hào)線(xiàn)與電源線(xiàn)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。平時(shí)測(cè)量正常，有時(shí)出現(xiàn)短時(shí)間的大幅度波動(dòng)，可能是超聲波流量計(jì)的核心處理器系統(tǒng)短時(shí)間故障，處理不過(guò)來(lái)，這種可能性比較?。缓苡锌赡苁枪に囋?，管道內(nèi)的原油短時(shí)間出現(xiàn)不滿(mǎn)管的現(xiàn)象，導(dǎo)致出現(xiàn)氣液兩相的情況，使得超聲波的傳播速度發(fā)生變化，測(cè)量出現(xiàn)大幅度波動(dòng)；還有可能是管道內(nèi)有固體顆粒、結(jié)垢或管道被腐蝕。仔細(xì)察看，發(fā)現(xiàn)換能器安裝在管道的最高處，這樣就很容易出現(xiàn)管道內(nèi)斷流現(xiàn)象，因?yàn)橹灰嫌嗡查g出現(xiàn)斷流，就必然會(huì)導(dǎo)致?lián)Q能器處斷流發(fā)生，如果把換能器安裝在最高處的下端，上游瞬間出現(xiàn)斷流，其換能器處位置相對(duì)較低，由于重力作用，不會(huì)馬上出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。所以FIC115應(yīng)該是換能器安裝位置太高，只要將其位置移至較低的地方，目前的故障就會(huì)解決。
對(duì)于FI1209A出現(xiàn)的故障，查看聲速設(shè)定值為900，與設(shè)計(jì)值一樣，再查看超聲波信號(hào)強(qiáng)度為38.7，與其他幾臺(tái)超聲波流量計(jì)相比偏低，其他幾臺(tái)均在60左右，于是就將耦合劑加到換能器的變送器與襯里之間，加強(qiáng)超聲波信號(hào)的接收，提高超聲波的信號(hào)強(qiáng)度。由于現(xiàn)場(chǎng)安裝條件的限制，換能器的另一端拆不下來(lái)，緊帖著換熱器的保溫壁，于是只加了其中一個(gè)換能器的耦合劑，其超聲波強(qiáng)度提高到42.4，還是沒(méi)有消除故障。是不是介質(zhì)密度發(fā)生了變化，于是就將原來(lái)的介質(zhì)密度設(shè)定值改變，經(jīng)過(guò)數(shù)次的改變，發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果還是不正確。檢查現(xiàn)場(chǎng)換能器的安裝情況，沒(méi)有松動(dòng)現(xiàn)象，儀表接線(xiàn)正常。懷疑是超聲波流量計(jì)的核心處理器電路板有故障，于是就將超聲波流量計(jì)FI1209A的兩根信號(hào)線(xiàn)拆下接到旁邊的超聲波流量計(jì)FI1209上，其指示值與FI1209幾乎一樣，所以超聲波流量計(jì)的電路板是好的。聯(lián)系廠(chǎng)家，說(shuō)是超聲波信號(hào)強(qiáng)度不能低于45，原來(lái)就是耦合劑干涸，影響了換能器對(duì)超聲波信號(hào)的發(fā)射與接收，導(dǎo)致超聲波信號(hào)強(qiáng)度不夠，所以測(cè)量不能正常進(jìn)行。
5 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)超聲波流量計(jì)原理的進(jìn)一步了解與現(xiàn)場(chǎng)超聲波流量計(jì)故障分析與判斷，得出自己的一些見(jiàn)解，換能器安裝不合理是超聲波流量計(jì)不能正常工作的主要原因。安裝換能器需要考慮方式的選擇和位置的確定兩個(gè)問(wèn)題。在安裝方式上，時(shí)差式超聲波流量計(jì)的換能器主要有W型、V型、Z型與X型四種。根據(jù)不同的管徑和流體特性來(lái)選擇安裝方式，通常W型適用于小管徑（25～75mm），V型適用于中管徑（25～250mm），Z型適用于大管徑（250mm以上），X型適用于中管徑（25～250mm）測(cè)量精確度要求高的場(chǎng)合?？傊瑸榱颂岣邷y(cè)量的準(zhǔn)確性和靈敏度，選擇合適的安裝方式，使得測(cè)量信號(hào)（即差值）與二次儀表相匹配。目前除FI137用了V型安裝（管徑75mm），其余均采用Z型安裝。為了保證儀表的測(cè)量準(zhǔn)確度，應(yīng)選擇滿(mǎn)足一定條件的場(chǎng)所定位：通常選擇上游10D、下游5D以上直管段；上游30D內(nèi)不能裝泵、閥等擾動(dòng)設(shè)備。尤其要注意換能器盡量避開(kāi)有變頻調(diào)速器、電焊機(jī)等污染電源的場(chǎng)合。換能器也不要安裝在管道最高處，以保證管道內(nèi)流體滿(mǎn)管。換能器安裝位置應(yīng)該留有適當(dāng)?shù)目臻g，便于維修或添加耦合劑時(shí)的拆裝。在維護(hù)方面：定期檢查信號(hào)及電源線(xiàn)，定期加耦合劑，保證超聲波信號(hào)發(fā)射與接收強(qiáng)度。另外，建議配一便捷式超聲波流量計(jì)，便于在由于工藝方面原因引起的故障的判斷與處理。
參考文獻(xiàn)
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