阿牛巴流量计在蒸汽计量中的应用

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随着企业节能降耗工作的深入开展和精细化管理工作的深入推进，跟企业利益息息相关的能源计量在现代企业中的作用越来越重要了。

蒸汽计量作为能源计量的重要部分，近年来受到社会各界的关注度越来越高。要提高蒸汽计量的准确性，首先要选择合适的流量计量仪表。

- 直以来，各用能单位沿袭电厂仪表选型的传统，多数选用范围度较小的节流式差压流量计作为蒸汽结算的计量仪表。由于在供热管网中，蒸汽的温度和压力已经较发电机组大大降低 ，而且用能装置的负荷存在着明显的季节性 ，冬季流量与夏季流量相差很大，选用节流式差压流量计计量蒸汽已经不能满足当前的计量需求了。新推出的T型阿牛巴流量计 ，在永久压力损失 、测量误差 、测量范围、安装成本、维护费用等方面的显著优势，使得其在蒸汽流量测量领域得到了大力的推广。本文主要针对 T型阿牛巴流量计在蒸汽计量中的优势与当前在蒸汽流量测量领域仍然被普遍使用的孔板流量计作以比较。

-、 蒸汽特性及其流量测量准确性的影响因素1.蒸汽特性1.1过热蒸汽蒸汽是比较特殊的介质，-般情况下所说的蒸汽是指过热蒸汽。

过热蒸汽是由饱和蒸汽加热升温获得。其中不含液滴或液雾，属于实际气体。过热蒸汽的温度与压力参数是两个独立参数，其密度应由这两个参数决定。

过热蒸汽在经过长距离输送后，随着工况 (如温度、压力)的变化，特别是在过热度不高的情况下，会因为热量损失温度降低而使其从过热状态进入饱和或过饱和状态，转变成为饱和蒸汽或带有水滴的过饱和蒸汽。饱和蒸汽突然大幅度减压 ，液体出现绝热膨胀时也会转变成为过热蒸汽 ，这样就形成汽液两相流介质 。

1.2饱和蒸汽未经过热处理的蒸汽称为饱和蒸汽。它是无色、无味 、不能燃烧又无腐蚀性的气体。饱和蒸汽中液滴或液雾的含量反映了蒸汽的质量，- 般用干度这-参数来表示。蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数，以 X表示。

准确计量饱和蒸汽流量比较困难，因为饱和蒸汽的干度难以保证，- 般流量计都不能准确检测双相流体的流量，蒸汽压力波动将引起蒸汽密度的变化，流量计示值产生附加误差。所以在蒸汽计量中，必须设法保持测量点处蒸汽的干度以满足要求，必要时还应采取补偿措施，实现准确测量。

2.蒸汽准确计量影响因素影响蒸汽流量准确计量的因素主要有以下几方面：2.1量程比不足2.2上下游直管段不足2.3蒸汽的密度补偿不正确2.4蒸汽干度的影响2.5管道振动2.6差压传送误差二、T型阿牛 巴流量计阿牛巴流量计是 由美国 Dieterich Standard Inc (缩写 DSI)在 6O年代末基于伯努利能量守恒原则 (Daniel Bernouli，l7OO-l782)和皮托管 (Pitot)测速原理发展起来的差压式均速管流量计，Annubar为其注册商标 (中文译为阿牛巴)。现在该公司已成为罗斯蒙特公司的-个子公司。

Dieterich Standard Inc的阿牛巴流量计从 60年代末到现在共经历了第-代圆型、第二代宝石 I型 、宝石 Ⅱ型和革命性的 T型三代产品的发展。

最初的阿牛巴流量计的检测杆断面形状是圆形的，但圆形阿牛巴072中国化工贸易l China Chemical Trade的流量系数 K值在雷诺数 Re<105时基本不变 ，而在 105～106之间时，K值增大且分散，分散度约为±1%▲-步的研究表明：上述现象是由流体流过圆管时分离点位置不固定造成的。由于阿牛巴流量计汁算公式中流量与 K值成正比，所以 K值 ±10%的分散性将造成流量测量±10%的误差。为解决圆型阿牛巴流量计的这-问题，先后推出了菱型 、椭圆型 、扇型 、子弹型 、机翼型等多种断面的第二代阿牛巴，它们突出的优点是流体分离点的位置固定在菱形两侧尖锐的拐点上，解决了圆型阿牛巴流量计系数K值不稳定的问题，测量精度大大提高了。

◎ 9 ◆第-代圆型 第二代宝石 I型 第二代宝石Ⅱ型 第三代T型图 l 阿牛巴流量计1.T型阿牛巴流量计测量原理阿牛巴流量计是由阿牛巴流量传感器和 3095MV多参数变送器两部分组合而成，可实现流量、温度、压力的测量，直接输出质量信号。

阿牛巴流量计通过阿牛巴传感器测量差压 ，通过内置于阿牛巴传感器内部的-体化 RTD精确地测量过程温度，通过阿牛巴正压室测得过程的压力；然后由3095MV多参数变送器对测得的差压、温度、压力进行检测，最后经内部动态运算补偿后得到质量流量信号。

阿牛巴是基于差压式原理的流量传感器，它是-个截面近似为菱形 、上下游侧分布有多个取压孔 的棒状传感器，插入流体贯穿整个管道直径。取压孔分布于传感器的上游侧和下游侧，取压孔分别连通两个平均取压室 。上游的取压孔和其平均取压室产生-个冲击压，下游取压孔和其平均取压室产生-个参考压 ，两者之间的差压值是与流量的平方成正比。

即Oc√其中C”为流量系数、气体膨胀系数、管道内径等的函数，而非常数。

2.T型阿牛巴流量计的特点2.1流量系数 K恒定流量系数 (K)是差压式流量计最重要的表征参数。它在测量流量范围内稳定与否直接关系到流量计的测量精度。大量的实验证明，T型阿牛巴的流量系数 K在各个雷诺数范围内都能恒定地保持在 ±0.75%以内，保证了流量计在各种流体状况中能得到精确的测量。

2.3抗堵性从图 2阿牛巴在管道 中流体的流线图可以看到 ，流体在 T型阿牛巴正面能形成-个大的高压区，流体中的杂质将绕过这个高压区，并流离 T型阿牛巴背后低压取压 口的滞流区，-般不会进入 T型阿牛 巴内部，具有本质的抗堵性。

2.4信噪比和量程实验证明，T型阿牛巴的差压输 出信号具有非常好的信噪比，使得差压变送器能得到正确的差压信号，从而使得流量测量的精度更高。

2.5流量计标定简单流量计的标定是为了检验它在规定流量测量范围中的精度和重复性。罗斯蒙特的第三代T型阿牛巴在各个流量范围中的高精度、高重复性的指标在美国 、欧洲多个权威流量研究中心得到认可。其中包括美 国 国 家 标 准 与 技 术 研 究 院 (National Institute of Standards 0 中圆化工信息丽 第 6期2013 年§月中 国 化 工 贸 易China C hemical Trade 壬艺彳殳备FK240-3型防喷器控制装置升压慢的故障分析与对策李 军(大庆钻探工程公司钻技-公司井控装备管理中心 。黑龙江大庆 1 63000)摘 要：防喷器控制装置是井控设备的重要组成部分，控制着防喷器和液动闸f1的开关，只有确保了其正常-1.作，才能实现防喷器的迅速开关，安全可靠。本文根据钻井现场 出现的 FK240-3型防喷器控制装置升压慢的情况 原因进行分析，查找出问题原因，最后进行了总结，作为今后类似故障排除的指导依据。

关键词：防喷器控制装置 三位四通换向阀 溢流阀-、 引言防喷器控制装置是液压防喷器必须配备的装置，用于预先制备与储存足量的液压油并控制液压油的流动方 向，操纵三位四通转阀的手柄就可以实现相应防喷器的开关动作 ，使防喷器得以迅速 关闭 ，安全可靠。当控制系统出现故障时，应及时检修，避免出现井喷和井喷失控 。目前大庆地 区常用 防喷 器控 制装置根据型号可分 为 FK240-3、FKQ320-4、FKQ640-6等，本文主要针对 FK240-3型防喷器控制装置升压慢的原因进行分析。

二、防喷器控制装鼍的组成及工作原理1.FK240-3防喷器控制装置的基本组成FK240-3防喷器控制装置主要是由油箱、油泵 (-台电动泵 、-台气动泵)、蓄能器组 、-个减压阀 、两个三位四通换 向阀、-个旁通阀、二个溢流阀 (安全阀)、-个泄压阀、两个油压压力表、控制电泵电控箱的压力继电器 、控制气泵的压力继气器、过滤水分的分水滤气器 、润滑气泵的油雾器、电泵和气泵的进油滤清器 、若干连接油管线和截止阀构成 。

2.常用防喷器控制装置工作原理防喷器控制装置 的工作原理是将位于油箱的液压油经过油阀、滤油器输入到油泵或者气泵 ，再由电泵或者气泵将液压油升压到足够压力后输入蓄能器组进行储存 ，储能器需要预先充入氮气 ，充入压力为7MPa，然后经 由电泵将 7MPa以上的压力油输入瓶内，蓄能器里的液压油进入控制管汇 ，手动调节减压阀将油压降至 10.5MPa后再经 由旁通阀将液压油输至控制闸板防喷器与液动阀的三位四通转 阀管汇中。

操纵三位四通转 阀的手柄就可以实现相应防喷器的开关动作1]。

三、FK240-3型防喷器控制装置升压慢故障分析及对策2012年 9月，接到中心调度上井维修任务，钻井-公司30547井队反映 FK240-3型防喷器控制装置存在升压慢的问题 ，维修人员第-时间到达现厨行故障的分析与排除，情况如下：1.油箱内液压油的检查防喷器控装置液压油使用后损耗，所以存在油不够的情况，导致储能器内液压油不够。检查方法是通过油标观察油箱油量是否足够，冬季时油箱 内应加入 46号低凝液压油到上油标中位。

2.储能器内预充氮气的压力检查胶囊中应使用专用冲氮工具预充 7MPa±0.5MPa的氮气。检查胶囊是否有损坏时，将系统油压泄至零压，将氮气瓶顶部螺帽卸下，用小螺丝刀拍打充气 阀，如果没有氮气溢出 ，说明胶囊损坏 ，应立即进行维修，更换胶囊。

3.各控制阀件的检查第-，泄压阀应关紧，其中顺时针方向关闭，逆时针方向开启；第二，进油阀应该全开，打开方向应与进油管方向-致；第三，三位四通转阀手柄是否扳到位 ，正常工况为中位 ；第四，溢流阀是否提前溢流，如果提前溢流，将溢流阀上盖旋下 ，用蓄动扳手，松开备帽，涮整溢流阀，顺时针增压 ，逆时针减压。

第五 ，通过油箱侧部观察口观察泄压阀：三位四通换向阀、溢流阀、调压阀等阀件是否密封严实，如有渗漏，应检修或更换阀件。

4.三缸柱塞泵的检查第-，对三缸柱塞泵进行排空，应将三缸柱塞泵泵头上方排气丝堵拆下 ，点动油泵，排出空气 ，出油后上紧丝堵；第二，检查三缸柱塞泵。盘根是否过松或磨损耗尽，该处可进行观察，正常情况该处每分钟滴油 5～1滴，松开锁紧背帽，用专用调节棒调节轴套，顺时针流量增大 ，逆时针减小 ，当滴油量过大不能调节时 ，需要更换盘根。

5.低压滤清器损坏或堵塞检修方法为将进油阀关闭，用扳手将滤网体螺塞卸掉，查看低压滤清器是否堵塞，如有堵塞，用压缩空气将滤网吹干净后装入滤网体 ，用扳手上紧螺塞，如损坏直接更换滤清器。

6.油箱外部各阀件连接处 、压力表、油壬 、氮气瓶上下方连接处的检查 ，是否有漏油现象，解决方法是在丝扣漏油处需紧固或拆下缠生料带上紧 ，油壬处漏油需更换相应密封圈，压力表损坏漏油需更换压力表，氮气瓶漏油需更换相应密封圈。

维修人员通过对以上情况进行排查，由于低压滤网堵塞，造成升压慢。经现场对低压滤网进行清理 ，安装后升压时间为 6分钟，解决了控制系统升压慢的问题 ，在确认无其他故障时，这次维修任务顺利完成。

四、结束语通过此次维修，总结了很多经验，现将造成控制装置升压慢原因及处理方法总结如下：1.观察油箱内液压油是否足够，如果达不到标准，要及时填加。

2.各阀件开关是否达到工作位，通过油箱侧部观察口观察泄压阀，三位四通转阀，安全阀等阀件是否密封严实，如有渗漏，应检修或更换阀件。

3.查看低压滤清器是否通畅，如有堵塞，应视情况选择清洗滤清器或者更换。

4 查看三缸柱塞泵密封装置的盘根是否松紧适度 ，无渗无漏，如发现过松，应及时上紧压紧螺母，如有磨损，应及时更换。三缸柱塞泵内如有空气，应排出。

5.使用专用测压仪器检测蓄能器内胶囊压力 ，如压力不够 ，应使用充氮工具向胶囊内预充 7MPa±0.5MPa的氮气。在现场无充氮工具时可采取往蓄能器里充油升压的方法检测胶囊 中的氮气预压力。如有破损，应及时更换胶囊。