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渦街流量計

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淺析渦街流量計在裝車計量控制系統中的技術應用與故障維修

來源:作者:發表時間:2019-08-01

摘 要 簡要敘述了裝車計量控制系統在本公司己二胺裝車中的應用,并詳細的分析了該控制系統各種故障現象產生的原因及解決方法。由于該系統的控制信號是壓縮空氣,可在罐區等安全要求高的區域使用。
0 引言
在石油化工、食品、醫藥等行業的分批工藝中,有各種液體產品需要計量輸送,特別是一些易燃易爆物品,每臺設備及信號傳輸的防爆級別都要達到所在區域的安全要求。在長時間的使用過程中,由于日常的維護和設備管線的老化等原因,會使其防爆級別與防護等級大大降低,給企業的安全生產帶來極大隱患。
裝車計量控制系統,由于精度高,不受介質粘度的影響,其中的渦街流量計、預置計數器、控制球閥及控制信號均為壓縮空氣,可以滿足各種易燃、易爆場所工作的需要。尤其是目前國家對企業安全生產提出了更高的要求,更顯示出了該系統的優勢。
1 裝車計量控制系統組成及功能
裝車計量控制系統由渦街流量計、預置計數器、控制球閥三部分組成(如圖 1 所示)。渦街流量計檢測被測介質流量,并指示出來,同時給預置計數器提供信號。預置計數器起設定流量作用,當達到設定值后,輸出 400kPa 空氣信號至控制球閥(如圖 2 所示)。控制球閥控制介質流量的通斷。
20190801112423.jpg
2 渦街流量計的組成及功能
渦街流量計由流量計本體、粗濾器二部分組成。流量計本體以流量計進、出口的壓力差作為動力,促使齒輪不停的轉動,由聯軸器將齒輪傳遞給計數機構并指示出來。粗濾器安裝在流量計的上游,防止雜物進入流量計的腔室,保護轉子。
2. 1 工作原理
儀表計量室由轉子與蓋板構成初月形容腔,該腔室作為流量計的計量單位。齒輪的轉動依靠流量計進出口的壓力差作為推動力,從而不斷的把進口處的液體經初月形容腔室計量后從出口排出。齒輪每轉一周流過的液體量是初月形容腔的 4 倍,齒輪的轉速與流體的速率成比例。由密封聯軸器將轉子的轉數傳遞給計數機構,即計量出通過管道中液體的瞬時流量和累計總量。
2. 2 故障現象及處理方法
故障現象 1)流量計突然不計量。
原因分析:
a. 安裝過程中在工藝管道內存有雜物,卡住橢圓齒輪;
b. 被測介質壓力過低;
c. 被測介質在月形腔室中凝固;
處理方法:
a. 在工藝管道清洗置換合格后,打開初月形測量腔室,清理雜物。在拆卸齒輪的過程中,一定要注意兩齒輪匹配,在互相對應的位置上作標記,以保證它們安裝在初始位置。兩齒輪對應位置不合適,會導致齒輪不能轉動,嚴重時將會損壞齒輪。定位后可用壓縮空氣從進口側吹齒輪,以觀察嚙合情況。注意避免齒輪高速旋轉,否則會損壞齒輪。
b. 工藝管道壓力不得低于 0. 24MPa。
c. 在流量計外部用低壓蒸汽吹掃腔室部位,注意不要吹掃傳動和計數機構,以免造成傳動機構受熱不均勻而損壞計量齒輪。
故障現象 2)指針轉動不穩。
原因分析:
a. 傳動機構裝配不合適;
b. 流量過大或者有脈動流;
c. 內磁鋼與支撐壁相碰;
d. 精度調節齒輪組松動。
處理方法:
a. 重新裝配傳動機構和計數機構;
b. 保證介質流量在儀表流量測量范圍內;
c. 打開流量計,檢查內磁鋼組件有無損壞;
d. 緊固精度調節齒輪組件。
故障現象 3)誤差過大。
原因分析:
出現誤差過大的情況分兩種,一種為橢圓齒輪內助套及端面墊片磨損嚴重,測量介質粘度比檢驗介質粘度小,流速過低;另一種情況是液體內含有氣體。
處理方法:
更換墊片,按實際被測液體粘度重新調校流量計;還可以對誤差進行計算,然后通過調節精度旋鈕提高儀表精度,細調一個刻度是增加或減少儀表記錄 0. 05%;粗調為 0. 45%。
3 預置計數器
3. 1 預置計數器的作用
作為流量計的一個附件,具有編程、啟動、操作應答及事故停機關閉的功能。
工作步驟:
操作人員根據需要進行計量設定,啟動計數器,空氣回路切換,截止閥完全打開,液體開始流動,流量計開始指示,預置計數器開始減法操作,啟動了一次計量循環。當達到設定量時,空氣回路切換,截止閥關閉,計量循環結束。要重復進行同一20190801113033.jpg數量的計量時,按復位按鈕,然后按啟動按鈕。這是一個連鎖設置,防止操作人員誤操作,只有設定值設置完畢,按啟動按鈕才有效。
3. 2 運行中的故障現象及處理方法
故障現象 1)預置計數器不能設置計量值。
原因分析:
預置計數器的操作順序不正確。
處理方法:
先按 LOCK 按鈕,再按 SET 按鈕;進行計量值的設定。
故障現象 2)按下啟動按鈕控制球閥沒有動作。
原因分析:
a. 氣源管損壞或堵塞;
b. 減壓閥工作不正常。
處理方法:
a. 檢查氣源管進行更換或疏通;
b. 檢查壓力設定是否正確,否則重新設定;清洗堵塞的過濾器。
故障現象 3)啟動開關按下,控制球閥響應,但打開遲緩。
原因分析:
a. 計數器工作不正常;
b. 氣源壓力達不到;
c. 控制閥工作不正常。
處理方法:
a. 關閉氣源,拆下計數器的氣源進口及輸出口接頭,分離計數器與流量計。在預置計數器上選擇任一組數字,然后用手指轉動軸聯軸節,如果轉動自如,說明計數器性能良好,否則需要更換計數器;
b. 檢查氣源壓力設定是否正確,否則重新設定;
c. 檢查控制球閥(在第 4 部分將有詳細介紹)。
故障現象 4)按下啟動按鈕后,控制球閥打開,但流量計不工作。
原因分析:
a. 管道壓力過低;
b. 工藝手動截止閥未打開;
c. 流量計故障。
處理方法:
a. 提高工藝管道壓力;
b. 打開工藝手動截止閥;
c. 參見第 2 部分。
故障現象 5)在計量循環中計量停止。
原因分析:
a. 停機按鈕按下,并已釋放。
b. 氣源中斷。
處理方法:
a. 按正常步驟進行操作;
b. 氣源中斷時,計數器切換到中斷回路,但OUT1、OUT2 均無輸出。在使用單氣缸控制球閥時,它便關閉;在使用雙缸控制球閥時,它保持閥位,流量計則不停止,提供氣源。
故障現象 6)達到設定值,計量不停止。
原因分析:
a. 設置數字沒有對齊;
b. 控制球閥接收不到信號。
處理方法:
a. 重新設置計量值,并使數字對齊。數字沒有對齊,不能生成預期值和分批信號。啟動前先按復位按鈕,保證設置數字對齊。
b. 檢查計數器至控制球閥間的供氣回路(雙缸截止閥,在氣源有壓降時,會使閥門保持閥位。不論計數器空氣回路是否切換,截止閥仍不關閉)。
故障現象 7)計數器不能啟動。
原因分析:
聯鎖裝置沒有釋放。
處理方法:
在按啟動按鈕之前,先按復位按鈕;然后設置計量值,啟動計量控制系統。
故障現象 8)達到計量設定值時,控制系統沒有停機。
原因分析:
啟動按鈕保持在壓下狀態。
處理方法:
當按停機按鈕時,要將按鈕盡量按到底,并快速釋放。
4 控制閥部分
4. 1 組成及結構
控制閥主要有氣缸(執行機構)、閥體組成。
執行機構的功用是借助氣源作為推動力,推動氣缸中的閥桿軸承;從而帶動閥芯形成一個 90°的偏轉。閥體的功用是在閥桿的帶動下使閥芯形成一個 90°的偏轉,改變自身狀態(通斷狀態),借以達到控制流量的目的。
4. 2 控制閥的故障現象及處理方法
故障現象 1)控制球閥不能啟動運行。
原因分析:
a. 氣源信號壓力不足;
b. 控制球閥的執行機構故障;
c. 控制球閥的閥體故障。
處理方法:
a. 按控制球閥供氣壓力要求提供相應的氣源;
b. 執行機構中的 O 形密封環損壞,造成串氣,導致控制球閥不能動作。拆卸執行機構更換 O 形密封環;
c. 解體檢查,閥芯有可能被硬物卡住,導致控制球閥不能正常運行。
故障現象 2)控制球閥運行不穩定。
原因分析:
a. 供氣壓力波動;
b. 執行機構活塞密封環滲漏或斷裂;
c. 執行機構軸承磨損或斷裂;
d. 執行機構密封部分泄漏;
e. 執行機構輸出不穩定。
處理方法:
a. 采取降壓措施穩定氣源壓力;
b. 更換執行機構活塞密封環;
c. 更換破損的軸承;
d. 更換執行機構密封墊片;
e. 使用一個大的執行機構或提高氣源壓力。
5 日常應用過程中的注意事項
1) 應檢查過濾器濾網的情況,并定期進行清洗。
2)在從測量腔室取出齒輪時,不要使齒輪受到碰撞,否則會損壞齒輪。
3)在日常巡檢過程中密切注意齒輪箱的油位,并及時加注潤滑油。
4)被測液體流量應穩定,啟動或者關閉閥門時,動作應緩慢,以免產生水錘現象,損壞儀表。
6 結束語
在日常生產運行使用過程中,驗證了上述的解決方法是正確且有效的,保證了裝車計量控制系統運行的穩定性。隨著社會對企業生產安全的要求不斷提高,氣動儀表設備將大大提升企業的安全級別。因此,本文介紹的裝車計量控制系統在各種液體的危險化學品裝車方面,具有極好的應用價值,尤其是在裝車中還需要靜電接地的場所,更能體現出它的優勢。
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