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陶朝建 潘友藝 董文潤 王榮曉 孫治鵬

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(yùn)行過程不能停氣等。當(dāng)選用氣體渦輪流量計作為窯爐運(yùn)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)。

關(guān)鍵詞 氣體渦輪流量計；窯爐；沖擊；潤滑；臟污

doi：10．3969／j．issn．1000—0771．2013．3．23

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，窯爐一旦投人使用，除非停產(chǎn)或緊急安全事件，基本上不會停止運(yùn)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2～8m3／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)新疆某一現(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，具有準(zhǔn)確度高、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更寬、壓力損失更小，但對氣質(zhì)潔凈程度要求更高；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，準(zhǔn)確度下降，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：l，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)措施，以保證流量計在此場合能穩(wěn)定可靠運(yùn)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zui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以。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剑瑳]有設(shè)置旁萬方數(shù)據(jù)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(yùn)行前的壓力、流量調(diào)試均需要調(diào)壓，甚至在正常運(yùn)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

高精度儀表軸承均需潤滑。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，zui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)入軸承導(dǎo)致卡死。

1.4軸承本身的質(zhì)量問題

高精度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／T 21391--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)制造商的安裝圖1 渦輪流量計建議管道配置

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*，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。或者在流量計前安裝濾網(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)入流量計。

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量計運(yùn)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)

流量計通過有線(RS485通信接E1)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。

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(包括傳計量技術(shù)2013．No

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，首先要做到準(zhǔn)確選型，其次要按規(guī)范安裝、調(diào)試、運(yùn)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，使其計量準(zhǔn)確，運(yùn)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zui大程度地避免計量糾紛。

參考文獻(xiàn)

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渦輪流量計

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[4]楊有濤，徐英華，王子鋼．氣體流量計．中國計量出版社，2007

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