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国家石油天然气大流量计量站武汉分站标准涡轮流量计防护措施

时间:2017-12-20 13:36 来源:http://www.shslgs.com 点击数:

本文介绍了国家石油天然气大流量计量站武汉分 站新建立的高压天然气大流量工作级标准级标准装置的组成 和技术指标,针对滿轮流量计的特殊性,本文提出了日常的维 护保养措施,以及涡轮流量计在超出流量计上限时的自动处理 措施,提高了计量检定站的管理水平和自动化水平,确保系统 运行的安全性和可靠性,满足现场检定的需要。

近年来,我国天然气工业快速发展,为了解决髙压天然气 流量计量检定的需求,经国家质检总局批准,中国石化决定依 托川气东送管道在武汉建立国家石油天然气大流量计量站武 汉分站(以下简称“武汉分站)

武汉分站建立了 HPPP(ffigh Pressure Piston Prover)法原级 标准装置、标准表法工作标准装置和移动式标准装置,三套流 量标准装置的设计压力均为10MPa直接以髙压天然气为介质 对口径为DN500及以下的气体流量计进行检定或校准。

1.工作级标准装置组成及设备结构特点

1.1装置组成

工作标准装置采用标准表法原理,主要由标准涡轮流量 计、核查超声流量计、温度变送器、压力变送器、在线气相色谱 仪和数据采集处理系统等组成。

为了减小管容对检定结果的影响,工作标准装置分区域设 计:由1路DN804DN100标准表管路和1路DN801 DN100的检定台位组成小流量检定系统;由6路DN200标准表 管路和1路DN150、1路DN200、1路DN300、2路DN400检定台 位以及1路DN300 口径移动标准装置检定接口组成大流量检定 系统。通过组合测量的流量范围达到(20 ~ 9600) m3/h,每路标 准表管路由1台标准涡轮流量计和1台核查超声流量计串联安 装构成。

主要技术指标

1)工作压力:(2.5~10)MPa;2)流量范围:(20~9600)m3/h; 3)扩展不确定度:U^0.29% (k=2);4)被检流量计口径:DN50 DN500

1.2操作方法

1)涡轮流量计启用前,前后直管段必须经吹扫干净后方可 投入使用。2)启用涡轮流量计前,应设定涡轮流量计的仪表系 数,此系数记载于涡轮流量计的检定证书上。3)涡轮流量计投 运时应缓慢地先手动开启入口阀门,待管线完全充满气且压力 平衡后手动开启出口阀门,防止瞬间气流冲击而损坏涡轮。严 禁快速开启或关闭阀门,压力剧烈震荡或过快的髙速加压会捐 坏流量计。为了保护气体涡轮流量计,加到涡轮流量计上的压 力升髙不能超过35kPa/s如现场不能测量压力变化,则监视流 量计流量不能超限。4)涡轮流量计投运时,要求同一管线下 游处调压撬已完全调压完毕,不会出现冰堵现象,涡轮流量计 前后压差不能过大,常用流量范围为最大流量的70~80%,最 大流量为允许最大流量的120%,最小流量不能低于流量计的 工作下限,防止流量计在低限工作时计量失准。

1.3安全操作注意事项

1)在启用流量计前,应对前后管段进行吹扫干净后,方可 使用流量计。2)在启用流量计前,应按照检定证书上的值设备 流量计的仪表系数。3)为提过流量计计量的准确性,安装流量 计时,应保证流量计上游有不小于10倍D的直管段,下游不小 5倍D的直管段。4)启用流量计时,应缓慢开启流量计上下 游阀门,气体缓慢充入直到涡轮流量计下游电动强制密封球 阀。压力剧烈震荡或过快的髙速加压会损坏涡轮流量计。为 了保护气体涡轮流量计,加到涡轮流量计上的压力升髙不能超 35kPa/s。如现场不能测量压力变化,则监视涡轮流量计流量 不能超限。5)流量计使用时,应保证在计量范围内工作,不要 超量程范围工作。6)在日常使用过程中,严禁更改流量计的设 定值。7)用于贸易交接的流量计应每两年对仪表检定一次,检 定合格后,方可投入使用。

2.涡轮超速保护系统

2.1工作原理

超速状态在涡轮机上轴的速度超过规定范围后出现。在 超速状态期间,涡轮机通常经历可能导致突变故障的强大机械 应力和热应力。通常,涡轮机配备有保护系统,其试图使超速 状态的影响最小化。涡轮机的调节器系统通常作为第一级的 保护系统。当检测到超速状态时,调节器试图降低涡轮机的速 度。通常还可具有两个独立的第二级保护:a)超速保护系统 跳闸,通常设置为运转轴速度的大约110% ;b)紧急保护系统跳 闸,通常设置为运转轴速度的大约113%

2.2操作流程

三取二电子超速保护系统由转速测量部分、三取二电子超 速保护器、跳车电磁阀3个部分组成。其工作原理:3个磁阻式 探头与专门的测速盘配合安装,可以检测到汽轮机的转速;3 独立的汽轮机转速信号分别送入电子超速保护器,电子超速保 护器实时监测3个通道的转速信号,当监测到2个通道的转速 值,同时超过内部设定值后,其内部的继电器动作,触发停车电 磁阀动作,电磁阀快速泄放掉速关油,引风机的速关阀在弹簧 力的作用下快速关闭,切断引风机的进汽,引风机快速停机,从 而起到防止引风机超速的目的

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为了避免在管路切换时出现流量超限损坏标准涡轮流量 ,特设置了涡轮超速保护功能系统实时监视每条管路的瞬 时流量当其中某一个标准涡轮管路的流量超出一定限值时, 系统会报警并做出相应的措施。

2.3涡轮超速保护连锁逻辑

MTL5532可以同时将工作级标准涡轮流量计的信号转换 成电压脉冲和4-20mA电流型号,我们将电压脉冲信号接入检 定系统供计量检定使用4-20mA信号接入控制系统供涡轮的 超速保护使用。

为了避免在管路切换时出现流量超限,系统会实时监视每 条管路的瞬时流量当其中某一个标准涡轮管路的流量超出设 定的上限值的80%(可设定)时,系统会产生高报警,并且在上 位机显示;当其中某一个标准涡轮管路的流量超出设定的上限 值的100% (可设定)时,系统会产生高高报警自动关闭检定回 路流量调节阀FV-602AFV-602BFV-602C (流量调节阀设定 为手动同时给定0%阀位),打开流量旁通阀FV-601AFV- 601B(流量旁通阀设定为手动,同时给定100%阀位),同时周期 性检测流量值,如果在80% (可设定)报警点以内,检定回路调 节阀停止关阀,旁通回路停止开阀,保持当前状态,等待继续检 定。

当其中某一个标准涡轮管路的流量超出设定的上限值的120%时,则控制系统立即切断自驱式安全切断阀PSDV-203A PSDV-203B,打开球阀R0V103,以保护标准涡轮流量计。

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3.结语

通过加强对标准涡轮流量计的日常维护和系统保护逻辑, 加强对标准表的监控,保证标准涡轮流量计的良好性能同时 避免了因为人为失误出现流量超出流量计范围打坏涡轮流量 计的叶轮,保护了标准设备。