Практическое руководство по установке и техническому обслуживанию расходомеров с диафрагмой 

Расходомер с диафрагмой, являющийся классическим прибором для измерения расхода в промышленности, широко применяется в нефтегазовой, химической, металлургической, энергетической и коммунальной теплоснабжающей отраслях благодаря своей простой конструкции, высокой стабильности и широкому спектру применимых сред. Однако в процессе эксплуатации под влиянием таких факторов, как условия монтажа, характеристики среды и длительный срок службы, в расходомере с диафрагмой могут возникать такие проблемы, как аномальные показания и значительные колебания. Ниже приведены основные причины этих неисправностей и соответствующие способы их устранения с учетом типичных симптомов.
1. Завышенные или заниженные показания
Ненормальные показания являются наиболее распространённым признаком неисправности расходомера с диафрагмой. Причины завышенных показаний включают: износ или образование отложений на входном крае диафрагмы, что приводит к увеличению фактической площади проходного сечения; неправильное направление установки диафрагмы (острая сторона диафрагмы должна быть обращена в сторону потока жидкости; установка в обратном направлении приводит к аномальному повышению перепада давления); засорение или утечка в трубопроводе на стороне отрицательного давления. Кроме того, несоответствие параметров среды, введенных в систему DCS или вторичные приборы (плотность, давление, температура и т. д.), фактическим условиям эксплуатации также может привести к завышенным показаниям.
К числу распространенных причин заниженных показаний относятся: засорение отверстия диафрагмы посторонними предметами; засорение или утечка в трубопроводе со стороны положительного давления; отрицательный сдвиг нуля датчика перепада давления; фактический расход ниже нижнего предела диапазона измерения прибора, что приводит к значительному снижению точности измерений в диапазоне малых расходов.
Решение: снимите диафрагму, при сильном износе замените её и установите в правильном направлении потока; прочистите трубопроводы на сторонах положительного и отрицательного давления, устраните места утечки; регулярно проводите калибровку нулевой точки датчика перепада давления; заново снимите данные о рабочих условиях на месте и скорректируйте настройки приборов; если расход в течение длительного времени составляет менее 30 % от диапазона измерения, следует заменить диафрагму на диафрагму с подходящим диапазоном измерения.
2. Сильные колебания измеренных значений
Частые колебания показаний расхода, как правило, связаны с нестабильными условиями эксплуатации среды или несоблюдением требований к монтажу. При наличии двухфазного потока (газ-жидкость) или пульсирующего потока в трубопроводе, а также при частых колебаниях давления и температуры сигнал перепада давления будет соответственно изменяться. Что касается монтажа, то недостаточная длина прямых участков трубопровода до и после диафрагмы (согласно стандарту, прямой участок перед диафрагмой должен быть не менее 10D, а после — не менее 5D, где D — внутренний диаметр трубы), а также наличие вверх по потоку отводов, клапанов и других элементов, нарушающих течение, могут нарушить стабильность поточного поля и привести к колебаниям показаний. Кроме того, ненадёжная фиксация датчиков давления, подверженных вибрации, или слишком низкий коэффициент демпфирования датчика также могут вызвать скачки показаний.
Решение: установить амортизатор или стабилизатор потока перед точкой отбора давления; оптимизировать технологические условия для стабилизации параметров среды; для двухфазных газожидкостных сред установить сепаратор; модифицировать трубопровод, увеличив длину прямых участков, или установить выпрямитель перед дроссельным устройством; укрепить датчики давления и установить опоры; соответствующим образом увеличить коэффициент демпфирования в датчике или системе DCS.
3. Засор или утечка в трубопроводе перепада давления
Трубопровод перепада давления (давлениепровод) является наиболее проблемным элементом диафрагменного расходомера. При измерении газа в нижней части датчика давления легко скапливается жидкость; при измерении жидкости в верхней части датчика давления легко скапливается газ; при измерении пара необходимо обеспечить постоянный и полный уровень жидкости в конденсаторе, чтобы предотвратить попадание пара высокой температуры непосредственно в преобразователь. Зимой или при измерении сред с высокой температурой замерзания, если система теплоизоляции и подогрева выходит из строя, среда в датчике давления может замерзнуть, что приведет к прерыванию сигнала перепада давления.
Решение: при измерении давления газа регулярно сбрасывать конденсат через сливной клапан; при измерении давления жидкости регулярно выпускать воздух через стравливающий клапан; при измерении давления пара поддерживать постоянный уровень жидкости в конденсатосборнике и проверять исправность системы подогрева; при обнаружении утечки незамедлительно устранять ее.
4. Повреждение корпуса диафрагмы
В результате длительной эксплуатации прямые углы на входе диафрагмы могут затупиться из-за воздействия твердых частиц, а также из-за образования накипи, коррозии или деформации. Острота краев диафрагмы является ключевым показателем, влияющим на точность измерений. Если края закруглятся или на них появятся царапины, коэффициент расхода изменится, что приведет к превышению допустимых погрешностей измерений.
Решение: Рекомендуется демонтировать диафрагму для проверки во время профилактического ремонта, проводимого раз в 6 месяцев или раз в год. Для удаления отложений следует использовать мягкую ткань или щетку с мягкой щетиной; категорически запрещается скрести края входного отверстия твердыми предметами. В случае сильного износа краев или изменения диаметра отверстия свыше допустимых пределов следует своевременно заменить диафрагму на новую.
V. Рекомендации по выбору модели
Правильный выбор типа прибора с учетом конкретных условий эксплуатации позволяет с самого начала снизить вероятность возникновения неисправностей. При измерении абразивных жидкостей, содержащих твердые частицы (например, горнодобывающих шламов, шламовых растворов и т. п.), следует избегать использования стандартных диафрагм и отдавать предпочтение трубкам Вентури; в качестве альтернативного варианта можно использовать сопла. При измерении сред, содержащих большое количество осадка или загрязнений, можно рассмотреть возможность использования эксцентриковых или секторных диафрагм. Для сред, таких как природный газ, плотность которых изменяется в зависимости от температуры и давления, рекомендуется использовать расходомеры с компенсацией температуры и давления, а также периодически корректировать рабочие параметры.
Опыт компании «Шанхай Ичан»
Компания «Шанхай Ичан» по производству дроссельных устройств была основана в 2001 году. Её предшественником был цех по производству диафрагм при Шанхайском заводе автоматических приборов № 1. Компания является производителем первого в Китае диафрагменного расходомера, а также одним из разработчиков национального стандарта GB/T 2624-2006 на дроссельные устройства. Производимые компанией диафрагменные расходомеры включают в себя различные типы, такие как стандартные диафрагмы, диафрагмы с ограничением расхода, диафрагмы с вырезом и эксцентриковые диафрагмы. Они могут быть изготовлены по индивидуальному заказу с учетом размеров трубопроводов, характеристик среды и условий монтажа и широко применяются в нефтегазовой, химической, металлургической, энергетической и коммунальной теплоснабжающей отраслях.
Для рынков России и стран СНГ компания Shanghai Yichang, опираясь на продвигательную программу «All-Russia Access» и свой русскоязычный веб-сайт (www.ycjlzz.ru), предоставляет зарубежным клиентам услуги по подбору продукции, техническую документацию и консультации по послепродажному обслуживанию. В соответствии с требованиями местных условий эксплуатации в условиях крайнего холода компания может использовать низкотемпературную углеродистую сталь (LF2) или нержавеющую сталь, что обеспечивает стабильную работу приборов в условиях низких температур.