仪器仪表直供热线 18952302362
三畅立异研发仪表、助力产业主动化进级

管线离心紧缩机进口流量动摇诊断及对策钻研

名字的由来: (中石油化工兰州很自然气线路不限基本权利集团,兰州 小说家:王磊,岳三琪,夏敏,赵志超,陈福林 宣明日期时间:2019-07-07 10:39:10

         择要:自然气长输管线离心紧缩机组进口装置规范孔板流量计,防喘振测试进程中屡次呈现流量大幅动摇景象,影响测试结果和机组的安稳运转。从仪表、节制、防喘阀、孔板、流态等逐项排查流量动摇的引诱身分,根据孔板前后压力测试和流态阐发,诊断出流场不不变是形成流量动摇的底子缘由。本文经由进程改用多孔孔板流量计加强整流结果,改换前摹拟阐发多孔孔板的应力应变特色,考证其靠得住性,改换后再次测??试未呈现流量动摇,进一步熟悉多孔孔板流量计的流场特色,充实阐扬其在紊流场中的抗搅扰才能,对离心紧缩机组工艺和配套装备的设想选型具有必然的鉴戒意思。

 
1  毛病描写
        某自然气长输管道增压站新建三套离心式紧缩机组,主机机型 PCL355,设想参数见表 1。停止防喘振测试进程中,当机组在防喘振管线内打小轮回时,紧缩机进口孔板流量计测得流量值存在较大规模动摇,且流量值比一般情况偏小 22% 摆布,偏小约 33000 ~35000Nm3/h,防喘振测试时自然气流向图和进口压力动摇曲线如图 1、2 所示。防喘振流量动摇形成没法切确测试紧缩机的工况点、切确绘制防喘振曲线,影响紧缩机的持久不变宁静运转。
 
2  流量动摇引诱身分排查
        从仪表、自控体系、防喘阀、孔板、自然气流态等方面逐项排查引诱身分,找出进口流量动摇的底子缘由。
PCL355 型离心式紧缩机组设想参数表
2.1  仪表
        经由进程孔板流量计变送器阀组排污,清算出少许污物,清算后题目未处理。
 
        随后,数次改换标定的差压变送器,并吹扫引压管、取压阀等组件,题目未处理,解除仪表实质毛病的可以或许性。
 
2.2  自控体系
        本机组收罗的流量计差压值传输至试车及格机组的自控体系后,仍然存在流量动摇景象,且经专业工程师诊断自控体系后未发明很是,是以,解除自控体系硬件和法式可以或许存在的题目。
 防喘振测试自然气流向图紧缩机进口流量曲线
2.3  防喘阀
        防喘阀外部梗塞激发畅通面积削减可以或许致使流量动摇且偏小,装配并查抄防喘振阀,外部存在少许杂质但阀门举措一般,专业工程师阐发判定后,以为少许杂质不会影响阀门机能。
 
2.4  孔板
        装配并查抄孔板流量计外表洁净度,外表附着少许粘稠杂质,但不会激发流量动摇;随后,根据图纸查对流量计装置标的目的是不是精确,经查抄装置无误;很是后,核验孔板流量计规格型号、内径尺寸等参数是不是与设想图纸合适,经查验各参数合适设想请求。
 
        将现用的进口孔板流量计替代为某国产孔板流量计,并削减孔板内径尺寸,孔板的 β 值(孔板内径 d与管道内径 D 的比值)由本来的 0.7 削减至 0.6,改换后启机测试,流量动摇景象仍然存在。
 
3  基于流态阐发的诊断
        经上述诊断后,未排查出流量动摇的引诱身分,决议从紧缩机工艺管线自然气流态的角度动身,阐发查找题目本源。
 
3.1  流体力学阐发
        根据伯努利方程和流体活动持续性方程可得到孔板流量计前后差压 Δp 与流经孔板的体积流量 QV 干系为:
紧缩机进口流量公式
 
        式中,C 为流出系数;ρ 为流体密度,kg/m3;β为孔板内径 d 与管道内径 D 的比值。
 
        由式 1 可知,经由进程丈量孔板两侧压力差,可计较流经孔板的体积流量值,这是孔板流量计的根基任务道理。管道中体积流量 QV 与流体流速 v 有如下函数干系:
20200707104406.jpg
 
        联立式(1)和式(2)可得,孔板流量计两头差压与流速的干系抒发式为:
20200707104434.jpg
 
        根据式(3),流体处于非不变流态时,孔板流量计两头差压会呈现动摇,且孔板两头差压变更幅值随流速振幅加强而变大,致使丈量的流量呈现动摇。
 
3.2  孔板前后压力测试
        经由进程孔板前后压力测试,考证流量动摇是不是由压力动摇激发。撤除流量计的差压变送器,在孔板前后取压口装置 2 个压力变送器,从头编程后监测孔板前后压力和差压值。根据表 2 列出的三种工况停止压力测试。
压力测试的三种工况
工况一前提下孔板前后压力曲线
工况二前提下孔板前后压力曲线
        经测试,孔板前压力动摇规模 1.257 ~ 1.942kPa,孔板后压力动摇规模 4.6 ~ 5.108kPa,差压动摇很是大值略大于 5kPa,证实流经孔板前后的流体存在动摇,差压动摇是致使流量动摇的本源。
工况三前提下孔板前后压力曲线压力测试参数表
3.3  流量计对照阐发
        经专家组钻研决议,用多孔孔板流量计替代规范孔板流量计以消减差压动摇。改换前对照 2 种流量计的流态特色,阐发多孔孔板流量计对流体流态的影响,进步处理题目的几率,削减因反复改换流量计带来的经济丧失和时候耗损。
 
        对照图 6、7,与规范孔板流量计比拟,多孔孔板流量计发生的涡流尺寸更小,且流经高低游的流体可以或许更快规复到不变状况。
规范孔板流量计高低游流态图 多孔孔板流量计高低游流态图
        规范孔板流量计唯一一个畅通孔径,节省后会粉碎流体层流状况;多孔孔板流量计具有多个函数孔径,其对称多孔布局的特色,能很是大水平将流场均衡整流,下降涡流,流场不变性大大进步。
 
        多孔孔板流量计因为流场加倍不变,且有较强的压力规复才能,大大延长对紧缩机进口直管段的请求,直管段很是小可短至孔板前 0.5D、后 0.5D(D 为管道内径),多孔孔板流量计可以或许取得加倍安稳的差压旌旗灯号,丈量的体积流量更不变、切确。
 
4  多孔孔板力学阐发与考证测试
改换前停止孔板流量计的应力应变阐发和水压实验,考证其靠得住性。
 
        利用无限元阐发软件对孔板流量计做应力应变阐发。经摹拟阐发得出一般工况下孔板的等效应力散布云图和总变形图,其很是大等效应力为 54.4MPa,远小于资料屈就强度 310MPa;其很是大变形为 0.06mm,知足设想请求。
 
        经水压实验考证,多空孔板流量计可以或许知足现场高压工况。
 
        改换多孔孔板流量计后启机测试,未呈现流量动摇景象。
 
        现场装置的轴流式防喘阀选型过大,调理回流流量时开度变更活络。经由进程进一步阐发和行业内调研,防喘振测试时呈现流量动摇,是因为防喘阀选型时尺寸过大 (DN250),与紧缩机进口管径 (DN500) 不婚配,形成防喘阀回流气量过大,打击进口自然气,致使流体呈现紊流,紊流流体经由进程孔板流量计丈量,呈现大幅度流量动摇。
 
5  结语及倡议
        因为紧缩机组设想选型阶段未充实斟酌防喘振阀与工艺管线的婚配性,致使防喘振小轮回回流的气流过大,形成紧缩机进口流体的紊流状况,规范孔板流量计没法切确丈量实在流量。多孔孔板流量计具有杰出的整流感化,可以或许进步抗搅扰才能,流量更不变,丈量值更合适现实。倡议根据现实体系特色,周全充实斟酌紧缩机与工艺管线、配套装备的婚配度,帮助管线离心紧缩机组的设想选型;设想阶段应答防喘振阀、孔板流量计等装备与工艺体系做流体力学计较阐发和流态摹拟,以知足紧缩机体系的运转须要。
征求电语 0517-86998326
pg电子平台-pg电子平台