超聲波流量計在一聯合常減壓裝置中的應用
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圖2 時差式超聲波流量計工作原理
目前一聯合常減壓裝置共使用了九臺超聲波流量計：
FIC115 測量去電精制常一線油流量；
FI134 測量去電精制常一線油流量；
FI135 測量常壓蒸餾塔底油流量；
FI137 測量常壓一中回塔頂油流量；
FC1209 測量去電脫鹽一路油流量；
FC1209A 測量去電脫鹽二路油流量；
FC1210 測量去電脫鹽三路油流量；
FC1214A 測量減壓蒸餾塔一線油流量；
FC1214B 測量減壓蒸餾塔二線油流量。
本裝置使用的超聲波流量計測量的流體都是液體（原油），且流體相對比較清潔，密度較小，在0.6~0.9粘度也比較小。流量計利用的都是時差式測量原理。其中FIC115經常出現的故障現象是：有時波動比較大，過一段時間自動恢復正常。FI1209A出現的故障為：測量值很小，長期偏離實際值，且測量值幾乎不變化。
4 超聲波流量計的故障分析判斷及處理
針對超聲波流量計FIC115出現的故障，去現場查看，沒有報警顯示信息，查看聲速設定值為800，與設計值一樣，再查看超聲波信號強度為58.6，也正常，檢查信號線與電源線沒有發(fā)現松動現象。平時測量正常，有時出現短時間的大幅度波動，可能是超聲波流量計的核心處理器系統(tǒng)短時間故障，處理不過來，這種可能性比較??；很有可能是工藝原因，管道內的原油短時間出現不滿管的現象，導致出現氣液兩相的情況，使得超聲波的傳播速度發(fā)生變化，測量出現大幅度波動；還有可能是管道內有固體顆粒、結垢或管道被腐蝕。仔細察看，發(fā)現換能器安裝在管道的最高處，這樣就很容易出現管道內斷流現象，因為只要上游瞬間出現斷流，就必然會導致換能器處斷流發(fā)生，如果把換能器安裝在最高處的下端，上游瞬間出現斷流，其換能器處位置相對較低，由于重力作用，不會馬上出現斷流現象。所以FIC115應該是換能器安裝位置太高，只要將其位置移至較低的地方，目前的故障就會解決。
對于FI1209A出現的故障，查看聲速設定值為900，與設計值一樣，再查看超聲波信號強度為38.7，與其他幾臺超聲波流量計相比偏低，其他幾臺均在60左右，于是就將耦合劑加到換能器的變送器與襯里之間，加強超聲波信號的接收，提高超聲波的信號強度。由于現場安裝條件的限制，換能器的另一端拆不下來，緊帖著換熱器的保溫壁，于是只加了其中一個換能器的耦合劑，其超聲波強度提高到42.4，還是沒有消除故障。是不是介質密度發(fā)生了變化，于是就將原來的介質密度設定值改變，經過數次的改變，發(fā)現測量結果還是不正確。檢查現場換能器的安裝情況，沒有松動現象，儀表接線正常。懷疑是超聲波流量計的核心處理器電路板有故障，于是就將超聲波流量計FI1209A的兩根信號線拆下接到旁邊的超聲波流量計FI1209上，其指示值與FI1209幾乎一樣，所以超聲波流量計的電路板是好的。聯系廠家，說是超聲波信號強度不能低于45，原來就是耦合劑干涸，影響了換能器對超聲波信號的發(fā)射與接收，導致超聲波信號強度不夠，所以測量不能正常進行。
5 結束語
通過對超聲波流量計原理的進一步了解與現場超聲波流量計故障分析與判斷，得出自己的一些見解，換能器安裝不合理是超聲波流量計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問題。在安裝方式上，時差式超聲波流量計的換能器主要有W型、V型、Z型與X型四種。根據不同的管徑和流體特性來選擇安裝方式，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）測量精確度要求高的場合?？傊瑸榱颂岣邷y量的準確性和靈敏度，選擇合適的安裝方式，使得測量信號（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。為了保證儀表的測量準確度，應選擇滿足一定條件的場所定位：通常選擇上游10D、下游5D以上直管段；上游30D內不能裝泵、閥等擾動設備。尤其要注意換能器盡量避開有變頻調速器、電焊機等污染電源的場合。換能器也不要安裝在管道最高處，以保證管道內流體滿管。換能器安裝位置應該留有適當的空間，便于維修或添加耦合劑時的拆裝。在維護方面：定期檢查信號及電源線，定期加耦合劑，保證超聲波信號發(fā)射與接收強度。另外，建議配一便捷式超聲波流量計，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
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