摘 要： 某油田向石化公司煉油廠提供原油采用大口徑流量計計量，該流量計經(jīng)過30多年的運(yùn)轉(zhuǎn)，故障不斷發(fā)生。文章從故障現(xiàn)狀調(diào)查，降低故障率的目標(biāo)及可行性，故障產(chǎn)生的要因分析、確認(rèn)與驗證，控制故障率的對策及其實(shí)施效果等，論述了運(yùn)用安全系統(tǒng)工程方法及技術(shù)革新來減少流量計的故障率，從而提高計量準(zhǔn)確度的方法。采取措施后，流量計的故障率由原來的54.5%下降到了5.4%。
關(guān)鍵字： 原油計量 大口徑流量計 故障率 計量準(zhǔn)確度

大口徑流量計是上海儀表九廠1973年生產(chǎn)的計量設(shè)備，某油田每年向石化公司煉油廠提供原油大多數(shù)是由該計量設(shè)備來計量的。油田向煉油廠輸送原油用的是3臺大口徑刮板流量計，他們和煉油廠的3臺大口徑流量計同時工作，若因設(shè)備故障造成計量不準(zhǔn)確，雙方都會檢查對方設(shè)備，多數(shù)情況下都是由設(shè)備出現(xiàn)故障方承擔(dān)損失。因此降低計量設(shè)備故障顯得尤為重要。煉油廠原油計量間安裝的3臺大口徑流量計經(jīng)過30多年的運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備磨損嚴(yán)重，故障不斷發(fā)生，嚴(yán)重影響了原油計量精度，每年給石化公司造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于廠家10年前已經(jīng)停止生產(chǎn)該類別儀表，從技術(shù)和配件方面不可能得到廠家的支持，這給我們的日常維護(hù)工作帶來了困難。為了確保生產(chǎn)正常運(yùn)行，保證計量的準(zhǔn)確度，就必須降低流量計的一級傳動系統(tǒng)的故障率。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 現(xiàn)狀調(diào)查一（見表1）

從表1可以看出，一級傳動系統(tǒng)的故障是影響計量準(zhǔn)確度的主要原因。

1.2 現(xiàn)狀調(diào)查二

一級傳動系統(tǒng)是大口徑流量計的主要部件，它由計量箱、上下端蓋、主動腰輪和從動腰輪組成，它直接接觸介質(zhì)，受轉(zhuǎn)速快、溫度高等因素影響，故障頻繁發(fā)生。為查出故障產(chǎn)生原因，進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，表2是4至6月的跟蹤調(diào)查數(shù)據(jù)整理。

根據(jù)1至6月的調(diào)查和統(tǒng)計，我們繪制了一級傳動系統(tǒng)的故障排列圖，見圖1。

圖1 一級傳動系統(tǒng)故障排列圖

從排列圖中可以看出，潤滑不良是引起變速器故障頻發(fā)的主要因素。

2 確定目標(biāo)及可行性分析

根據(jù)現(xiàn)狀，我們確定了把變速器的故障率由目前的54.5%降低至5%以下的目標(biāo)。其可行性分析見圖2。

圖2 降低變速器故障率的可行性分析

3 要因分析、確認(rèn)、驗證

對潤滑不良問題共找出9條末端因素（見圖3），運(yùn)用重要度打分法進(jìn)行評價，找到了4個主要因素，并在現(xiàn)場直接觀察進(jìn)行驗證，見表3。

圖3 潤滑不良的原因分析

4 制訂對策

針對以上主因，制訂了相應(yīng)的對策（見表4）。

5 實(shí)施

5.1 實(shí)施一

由于變速器原先使用的是黏度為N46的壓縮機(jī)油，潤滑效果不理想，針對變速器轉(zhuǎn)速快、溫度高的特點(diǎn)，我們重新選擇了18號精密儀表油，表5就是兩種潤滑油的性能指標(biāo)對比。

從表5可以看出，18號精密儀表油相對于N46壓縮機(jī)油具有以下優(yōu)點(diǎn)：黏度小、黏溫特性好、抗氧化性好、油品不含機(jī)械雜質(zhì)。因此我們選用了18號精密儀表油。

5.2 實(shí)施二

變速器供油一直都是由人工24h注油一次。為了保證連續(xù)供油，我們在變速器外殼上安裝了一對D50mm×120mm的注油杯和回油杯，根據(jù)潤滑油的運(yùn)動黏度，經(jīng)過多次試驗，選擇了直徑為2mm的注油管，保證了6滴/min的注油量，確保連續(xù)供油，見圖4。

圖4 變速器供油示意

5.3 實(shí)施三

連續(xù)供油問題解決了，但變速器上的齒輪軸有20多個，分布在D120mm的圓盤上，外圍部分有很多軸，這就存在著供油不均勻的問題。我們延長了中心軸，在中心軸上安裝了一個甩油盤，在盤上鉆了很多小孔，隨著中心軸的高速旋轉(zhuǎn)，潤滑油向四周擴(kuò)散，達(dá)到了均勻供油的目的，見圖5。

圖5 在中心軸上安裝甩油盤示意

6 效果檢查

采取措施后，我們在2007年8至10月對大口徑流量計故障進(jìn)行調(diào)查，見圖6。

圖6 大口徑流量計故障排列示意

從圖6可以看出，變速器故障已經(jīng)不是導(dǎo)致流量計出現(xiàn)故障的主要原因，因此，本工作成功地解決了變速器潤滑系統(tǒng)的潤滑問題，使流量計的故障率降低到4.5%。 1)渦街流量計不適宜安裝在強(qiáng)振動的場合是應(yīng)用者廣為熟知的，但在磁場頻繁變化的場合，渦街流量傳感器會測出高于正常值的信號輸出。實(shí)踐證明，在無氣體流動的現(xiàn)場，當(dāng)渦街流量傳感器處于變化的磁場中時在磁場變化的瞬間，渦街流量計傳感器會感應(yīng)出一個錯誤信號而輸出，當(dāng)變化結(jié)束，儀表處于一個穩(wěn)定的磁場時，儀表則會輸出一個正常信號。

2)焦?fàn)t煤氣因出廠時溫度高，濕度大，因此在氣體輸送過程中會有水分存在。氣體流動帶動水分往復(fù)波動，從而形成脈動流。渦街流量傳感器處于這種流體狀態(tài)時輸出數(shù)據(jù)忽大忽小控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，根本無法反映生產(chǎn)狀況。

3)由于焦?fàn)t煤氣多雜質(zhì)，易結(jié)晶，雜質(zhì)凝結(jié)于傳感頭，從而造成計量失準(zhǔn)。溫度升高時，雜質(zhì)揮發(fā)，靈敏度增加，信號增強(qiáng)；相反則降低。從而造成數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。

4)儀表接線過程中壓線不實(shí)，從而造成傳輸過程中信號的時斷時續(xù)。

5)儀表接地線不符合規(guī)范要求，從而使強(qiáng)電中的50Hz干擾進(jìn)入，當(dāng)正常信號高于50Hz時輸出正常信號，反之則會輸出錯誤信號。

解決辦法：

1)在儀表安裝、連接過程中，應(yīng)確保每一個環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確無誤，其中包括安裝前對現(xiàn)場的考察、安裝過程中儀表接線、系統(tǒng)接地線等方面控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，從而確保檢測到真實(shí)數(shù)據(jù)并能夠準(zhǔn)確輸出。

2)對于運(yùn)行中的計量系統(tǒng)可采用“雙軌計量控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，對比確認(rèn)”的方法，以及“替代法”對運(yùn)行中的計量儀表故障進(jìn)行確認(rèn)和排除。

3)定期對儀表進(jìn)行整體清洗，必要時可對儀表的傳感頭部分進(jìn)行吹掃，避免雜質(zhì)在傳感頭處的凝結(jié)。寒冷的季節(jié)在計量直管段及儀表部分加伴熱裝置也有利緩解雜質(zhì)在計量儀表處的凝結(jié)。

4)定期對管道進(jìn)行排水，特別是直管段前的水分，依據(jù)具體情況設(shè)置專人定期排放，盡可能降低計量管段中的水分，最大限度的排除流體中的脈動。

5)加強(qiáng)對渦街流量計計量系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理，設(shè)置定時打印功能，依據(jù)打印數(shù)據(jù)結(jié)合生產(chǎn)狀況對儀表的運(yùn)行進(jìn)行分析。

    處于長期穩(wěn)定運(yùn)行的渦街流量計，在工作期間也可能出現(xiàn)故障，這類故障出現(xiàn)的原因有以下幾方面：
    1、檢側(cè)元件和電子元件的失效
    經(jīng)過長時期運(yùn)行，有些電子元器件可能到達(dá)壽命期而失效，導(dǎo)致儀表出現(xiàn)故障。
    2、介質(zhì)中臟污物的損害
    經(jīng)長期工作，流體內(nèi)的臟物在測量管內(nèi)壁、發(fā)生體表面和儀表轉(zhuǎn)換器內(nèi)壁發(fā)生體表面和檢測元件表面的附著沉積改變了測量管和發(fā)生體的幾何尺寸參數(shù)，儀表的測量誤差增大，降低了檢測元件的靈敏度，信號幅值減小，進(jìn)而引起檢測元件的失效。
    3、雷擊損害
    現(xiàn)場儀表在雷雨季節(jié)受到雷擊而損壞是常見的故障。雷擊在傳輸線路中會感應(yīng)產(chǎn)生瞬時高壓尖脈沖和強(qiáng)大的浪涌電流擊穿或燒毀轉(zhuǎn)換器內(nèi)的電子元器件，這種雷擊主要是通過電源線和信號線引人。
    4、環(huán)境方面原因
    環(huán)境中的腐蝕性氣體、潮氣的長期侵蝕會引起檢測元件的絕緣電阻下降，以及部分電子元件、接線端子、接地端子的腐蝕，使接插件接觸電阻增大，傳輸信號被衰減。

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