Встановлення та обслуговування витратомірів газових турбін

Правильне встановлення витратомірів газових турбін

Сучасні заводи покладаються на точне вимірювання газу для природного газу, CO₂, зрідженого нафтового газу/зрідженого природного газу (ЗНГ), водню, азоту, кисню та стисненого повітря. У цих сферах використання витратомір газової турбіни відіграє життєво важливу роль, забезпечуючи швидке та повторюване вимірювання з низькими втратами тиску. Його принцип роботи простий та надійний: потік газу приводить у рух багатолопатевий ротор, швидкість обертання пропорційна середній швидкості потоку, а магнітний або оптичний датчик перетворює проходження лопатей в імпульси. Завдяки каліброваному K-фактору (імпульси на одиницю об'єму), передавач видає загальний об'єм та сигнал 4–20 мА або імпульсний сигнал для керування та звітності.

Правильне встановлення витратоміра газової турбіни для отримання найкращого результату вимірювання

Отримання точних результатів залежить не лише від вибору правильного лічильника для технологічного процесу клієнта, але й від правильного встановлення. У наступному посібнику крок за кроком пояснюється, як правильно встановити витратомір газової турбіни.

Сфера застосування та безпека

Правильне встановлення газового турбінного лічильника впливає як на продуктивність вимірювання, так і на безпеку трубопроводу . Роботи повинні виконувати лише кваліфіковані техніки з досвідом роботи з трубопроводами та вибухонебезпечними зонами. Дотримуйтесь місцевих норм та процедур на місці, і ніколи не відкривайте фланці або корпуси, коли лінія перебуває під тиском . У вибухонебезпечних зонах зберігайте вибухобезпечну цілісність — використовуйте сертифіковані сальники та ніколи не змінюйте кабельні вводи або методи герметизації.

Основні правила безпеки:

• Не намагайтеся ремонтувати або розбирати під тиском.
• Не порушуйте калібрувальні або свинцеві пломби без дозволу.
• Блокування/маркування (LOTO) перед технічним обслуговуванням.
• Тримайте байпасний клапан заблокованим під час нормальної роботи.

Контрольний список перед встановленням

Турбінний лічильник потребує чистого, стабільного профілю потоку. Перш ніж щось з'єднувати:

• Очистіть трубопровід: видаліть зварювальний шлак, іржу, пил та сміття. Забруднення є причиною №1 передчасного зносу підшипників та відхилення точності. Встановіть фільтр/сітчастий фільтр вище за течією там, де ймовірне утворення сміття.
• Уникайте пульсацій: Не встановлюйте лічильник там, де присутні пульсуючий потік або сильні коливання тиску . Якщо цього не уникнути, додайте демпфери або перемістіть лічильник у спокійнішу ділянку.
• План зняття напруги: Використовуйте компенсатори/сильфони, щоб теплове збільшення та перекіс не згинали корпус. Перевірте, чи вирівняні золотники вище/нижче потоку та чи немає напруги.
• Виберіть місце розташування: тримайтеся подалі від сильних магнітних полів , механічної вібрації та зон з високим рівнем електромагнітних перешкод (поблизу частотно-регульованих перетворювачів або потужних шин).

Механічний монтаж та розмітка трубопроводів

Орієнтація та напрямок. Газотурбінні лічильники зазвичай встановлюються горизонтально , стрілка потоку відповідає напрямку газу. Тримайте корпус рівно та без напруження трубопроводу.

Прямі ділянки (профіль швидкості). Забезпечте щонайменше 10 DN вище за течією та 5 DN нижче за течією від прямої труби. Якщо у вас є коліна, що розташовані в площині, редуктори, регулювальні клапани або трійники безпосередньо вище за течією, подовжте прямий ділянку вище за течією до 15–20 DN або додайте стабілізатор потоку для відновлення симетричного профілю. Тримайте прокладки врівень з отвором — без виступаючих прокладок або проникнення зварних швів у вимірювальну трубу.

Коаксіальне вирівнювання. Вирівняйте фланці коаксіально на вході та виході. Нерівномірне вирівнювання створює завихрення та нерівномірну швидкість, прискорюючи знос підшипників та додаючи похибку вимірювання.

Байпасний контур. Встановіть байпасну лінію із запірними клапанами навколо лічильника, щоб ви могли обслуговувати прилад, не вимикаючи установку. Під час нормальної роботи заблокуйте байпас .

Введення в експлуатацію та запуск

Швидкість підвищення тиску. Повільно відкривайте клапан вище за течією та поступово збільшуйте тиск. Максимальна швидкість підвищення тиску не повинна перевищувати 35 кПа за секунду . Швидке підвищення тиску може призвести до перевищення швидкості ротора та пошкодження підшипників.

Перевірка на витік та обертання. Після створення тиску перевірте наявність витоків у всіх з'єднаннях. Переконайтеся, що ротор обертається вільно (за допомогою діагностики або частоти імпульсів при низькій витраті) без вібрації чи шуму.

Стабілізація потоку. Доведіть тиск і температуру в лінії до нормального рівня перед остаточним обнуленням або повіркою. Якщо процес часто відбувається поблизу мінімального потоку , розгляньте можливість використання меншого лічильника або багатоканального рішення для підтримки лінійності та повторюваності.

Електропроводка та контроль електромагнітних перешкод

Тип кабелю. Використовуйте екранований кабель з витою парою для виходів 4–20 мА/HART або імпульсних виходів. Сигнальні кабелі тримайте в окремому каналі від ліній живлення. Якщо вхід каналу неможливо герметизувати, орієнтуйте його вниз, щоб запобігти конденсації.

Екранування та заземлення. Заземліть екран кабелю лише з одного кінця (зазвичай у диспетчерській), щоб уникнути утворення петель. Заземліть лічильник згідно з інструкціями виробника — не використовуйте спільне заземлення приладу з високовольтними системами. Під час зварювання трубопроводів ніколи не використовуйте лічильник як зворотний зварювальний кабель.

Захист від проникнення. Загерметизуйте невикористовувані входи за допомогою сертифікованих заглушок. У вологому середовищі додайте крапельну петлю , щоб запобігти потраплянню вологи в клемну коробку.

Регулярні перевірки подовжують термін служби лічильника та зберігають точність:

• Умови процесу: Періодично перевіряйте чистоту газу, тиск і температуру. Значні зміни можуть призвести до зрушення калібрування.
• Справність фільтра: Перевірте фільтри вище за течією та своєчасно замініть або очистіть елементи, щоб захистити ротор і підшипники.
• Оцінка впливу навколишнього середовища: Звертайте увагу на нові джерела електромагнітних перешкод, додаткову вібрацію або потрапляння вологи, які можуть спричинити дрейф сигналу .
• Цілісність пломб: Зберігайте калібрувальні/свинцеві пломби цілими, якщо не виконуються затверджені роботи.

Змащення витратомірів газових турбін

Підшипники турбін потребують своєчасного та ефективного змащування . Правильне мастило покращує стійкість до зносу та корозії, а також видаляє дрібні частинки, зберігаючи лінійну точність та повторюваність .

• За нормальних умов експлуатації змащуйте 10–15 разів на рік , щоразу заповнюючи масляну чашу до позначеного рівня зазначеним мастилом .
• Бажано змащувати під час роботи лічильника . Після кожного руху ручки маслянки робіть паузу на кілька секунд перед наступним, доки не буде досягнуто заданого об'єму.
• Не змащуйте прилад, коли він зупинений або працює тривалий час за тиску нижче 0,2 Qmax .
• Збільште частоту для високої витрати, високого тиску , тривалих робочих циклів або забрудненого газу .
• Якщо мастило забруднене або зіпсоване , замініть його та очистіть масляну чашу перед повторним заповненням.
• Нижче наведено відео, яке демонструє процедуру змащування маслом.

Рекомендована кількість мастила (довідкова таблиця)

Nominal Diameter (DN)	25	50	80	100	150	200	250	300	350	400
First-time / daily refueling (mL)	10 / 5	10 / 5	10 / 5	10 / 5	10 / 5	15 / 10	15 / 10	15 / 10	15 / 10	15 / 10

Короткий посібник з усунення несправностей

• Нестабільні показники → Захоплення повітря, рідкі стружки (вологий газ), погане екранування/заземлення, електромагнітні перешкоди, вібрація.
  Виправлення: Осушіть газ, де це можливо, перемістіть кабелі, перевірте закріплення екрану, додайте опори/демпфери.
• Зсув або зміщення нуля → Механічне напруження від трубопроводів, перекосу або проникнення прокладки; гальмування ротора через забруднення.
  Виправлення: Перевирівняйте золотники, перевірте, чи прокладка збігається з отвором, очистіть/перевірте ротор та підшипники.
• Повільна реакція → Завеликий лічильник на дуже низьких швидкостях або залипання підшипників.
  Виправлення: Переоцінити розмір лічильника порівняно з регулюванням; перевірити стан мастила та підшипника.
• Дрейф сигналу/волога → Конденсат у клемній коробці або трубопроводі.
  Виправлення: Герметизуйте вводи, додайте крапельні петлі, висушіть клеми, використовуйте осушувач, де це доречно.

Коли обрати іншу технологію

Турбінні лічильники чудово працюють на чистих, сухих газах з хорошими числами Рейнольдса та пропонують імпульсні виходи для підсумовування та комерційного обліку . Для інших сценаріїв:

• Масовий витратомір Коріоліса : найкраще підходить для газу високого тиску та коли потрібен масовий витрата та газ високої щільності ; стійкий до змін складу та пульсацій.
• Ультразвуковий витратомір газу: ідеально підходить для великих діаметрів , низького перепаду тиску та двонаправленого вимірювання; чудово підходить там, де важко прокласти довгі прямі ділянки (з кондиціонуванням).
• Тепловий масовий витратомір : корисний для моніторингу стисненого повітря та комунального газу , коли пріоритетами є прямий масовий потік та широкий діапазон регулювання, підходить для вимірювання газу низького тиску.

Найчастіші запитання

Q1: Які довжини прямих ділянок потрібні для витратомірів газових турбін?
A: Передбачте ≥10 DN вище за течією та ≥5 DN нижче за течією від прямої труби. Якщо безпосередньо вище за течією є коліна, трійники або регулювальні клапани, подовжте їх до 15–20 DN або встановіть стабілізатор потоку .

Q2: Як швидко я можу нарощувати тиск під час запуску?
A: Підтримуйте швидкість підвищення тиску ≤ 35 кПа/с, щоб запобігти перевищенню швидкості ротора та пошкодженню підшипника.

Q3: Чи працюють турбінні лічильники з пульсуючим потоком?
В: Не рекомендується. Використовуйте демпфери , перемістіться у стабільну ділянку або розгляньте коріолісову індикаторну лампу для пульсуючих ліній.

Q4: Як часто слід змащувати витратомір газової турбіни? І як його змащувати?
A: Зазвичай 10–15 разів на рік , з обсягами на розмір DN (див. таблицю). Збільште частоту для високого тиску, високої витрати або брудного обслуговування.

Q5: Які методи підключення запобігають появі шумних сигналів?
A: Використовуйте екранований кабель з витою парою , заземліть екран лише з одного кінця , тримайте сигнальні кабелі подалі від ліній живлення/частотного перетворювача частоти та герметизуйте кабелепроводи, щоб уникнути конденсації .

Висновок

Дотримання цих правил використання витратомірів газових турбін — чисті трубопроводи, правильні прямі ділянки, монтаж без напружень, контрольований запуск, надійне електромагнітне заземлення та дисципліноване змащування — забезпечує стабільну точність, довший термін служби підшипників та безпечнішу експлуатацію трубопроводів. Там, де умови процесу створюють труднощі для технології турбін (пульсація, дуже низька швидкість, зміни складу), варто розглянути альтернативи коріолісовому , ультразвуковому або тепломасовому вимірюванню .

Автор: Silver Automation Instruments — Інженерна команда

Практичні фахівці з контрольно-вимірювальних приладів з понад 10-річним досвідом роботи у сфері вимірювання витрати, тиску та рівня. Експертиза у сфері газових турбін, коріолісових, магнітних та ультразвукових вимірювачів. Процеси, що відповідають стандартам CE та ISO 9001.

Вебсайт: silverinstruments.com | Електронна пошта: technician@silverinstruments.com