Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｍｔ 椭圆齿轮流量计工作原理与常见问题分析 张兵刘书旺 （神华宁夏煤业集团煤炭化学分公司聚甲醛厂电仪车间） 【摘要】介绍了椭圆流量计的工作原理与特点，同时在流量 计安装、投运维护和故障处理等方面做了简要介绍。 【关键词】椭圆齿轮流量计；工作原理；投运维护；故障处理 引言 椭圆齿轮流量计在传统化工企业中不多常用，但在聚甲醛精细 化工企业中，由于工艺介质粘度高、易结晶、液态中含有粉料，而 且要求测量准确、故障率低，从而采用容积式测量原理的椭圆齿轮 流量计实现测量，以达到工艺装置生产的要求。本文适用于聚甲醛 化工企业中在线使用的ＶＯＡＬ椭圆齿轮流量计，其他同类型仪表可参 照使用。 １工作原理 １．Ｉ工作原理 椭圆齿轮流量计的测量部分主要由两个相互啮合的椭圆齿轮及 其外壳（计量室）所构成，如下图所示： 匕匕 … 巾≮ ｔ襞 椭圆齿轮在被测介质的压差ａｐ的作用下，产生作用力矩使其 转动。转子１和转子２互相交替地由一个带动另一个转动，将被测 介质以半月形容积为单位一次一次地由进口排至出口。每个转子上 有两个磁石，作为信号发生元件，在腔体底部两轴中心点有一磁性 信号检测元件，每当磁石转到检测元件处，传感器记数一下作为一 个脉冲。每个脉冲对应一定的介质排出量Ｆ，Ｆ＝ＸＸｍｌ／ｐ，所以可求得 单位时间内的体积流量Ｑｍ：Ｑｍ＝Ｆ＊Ｈ，Ｆ为每个脉冲排出的介质量；Ｈ 单位时间的脉冲数。 １．２特点 流量测量与流体的流动状态无关，这是因为椭圆齿轮流量计是 依靠被测介质的压头推动椭圆齿轮旋转而进行计量的。粘度愈大的 介质，从齿轮和计量空间隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此被测介 质的粘度愈大，泄漏误差愈小，对测量愈有利。椭圆齿轮流量计计 量精度高，适用于高粘度介质流量的测量，但不适用于含有固体颗 粒的流体（固体颗粒会将齿轮卡死，以致无法测量流量）。如果被测 液体介质中夹杂有气体时，也会引起测量误差。椭圆齿轮流量计是 容积式流量计的一种，用于精密的连续或间断的测量管道中液体的 流量或瞬时流量测量。 ２安装注意事项 （１）在连续使用的生产线上安装流量计时，应设置旁路管线和 阀门，以便于清扫和检修。 （２）椭圆齿轮流量计在安装前应清洁管道．若液体内含有固体 颗粒，则必须在管道上游加装过滤器；过滤器装在仪表上游尽可能 靠近仪表的地方。 （３）安装时，应使流量计的椭圆齿轮转动轴与地面平行。 （４）当流量计安装在水平管道上时，应将流量计安装主管线上 （旁路管线设置在主管线下方）；安装在垂直管道上时，应将流量计 安装在旁路管线上，以免顶部杂物落下导致堵塞，如下图所示。 ３５８ Ｉ华东科技 噼：＝＝＝：＝＝ 密移ｉ城ｌ垃＂ 球平 僻 辑狃越啦件舯薄巍配替 （５）由于超级椭圆流量计中的传感器依据感应磁通密度变化这 一原理工作，因此它不能受任何外部磁场的影响。为了将外部磁场 的影响减到最小，选择安装地点至少要离通电设备和通电导体５米 远。强磁场和电场的发生源，如马达和电动机。 ３投运与维护 ３．１投运 （１）本椭圆流量计是测量液体与用户所提供的工艺技术参数相 适应的高精度超级椭圆齿轮流量计，出厂前已经过了标定校准。为 防止工厂在开车试压、吹扫、冲洗等过程中高速气体、蒸汽或其它 流体打坏流量计齿轮等部件。因此，在正式流过工艺流体前各个阶 段，必须用与流量计和过滤器及管道相对应的直管段替代流量计和 过滤器等组件，进行试压、吹扫、清洗等开车前各程序过程。 （２）在流量计安装投运前一定用水或其它清洁介质将管道冲洗 干净，确认管道内无颗粒固体和其它杂质。 （３）流量计安装投运前，应检查流量前后管道、过滤器内部有 没有微颗粒和其它杂质，确认无微颗粒和杂质后，方可投入使用。 （４）接通热源时。先关闭流量计所通热源后阀，缓慢开启流量 计前热源阀，在保证流量计通过介质流动状态下缓慢开启热源后阀， 热源的温度、压力必须保持在流量计技术参数的范围内使用过程防 止突然的升降温，防止过热、过冷。 （５）流量计的投运：先全关流量计前、后切断阀，缓慢开启流 量计前切断阀，让流体介质充满流量计，再缓慢开启流量计后切断 阀（边观察流量计瞬时流量变化门边开启阀门），使流量计显示值缓 慢上升，直到工艺控制的流量，谨防流量计的突然变化。然后全开 前、后阀以调节阀控制流量。 ３．２维护 （１）使用过程中，检查有无外漏情况，检查监听流量计运动件 工作状态及运转声音是否正常，运转声音应均匀、无卡声、碰撞声 和振动声等杂声，一旦有杂声等非正常声音应停流量计进行检查。 （２）流量计在使用过程中应经常检查清洗过滤网，在正常工作 情况下，一旦流量计流量逐渐减少或无流量必须首先检查过滤器是 否堵塞，并清洗过滤器。 （３）在流量计运转正常，监听确认有流量通过而无流量显示则 检查显示变送部分是否通电或相关电路部分。 （４）流量计不得轻易拆开检查、组装，拆开检查、组装流量计 必须为有工作经验的技术工人和技术人员。 ４故障处理 ４．１故障现象： 流量计突然间不计量 原因分析： （１）安装过程中在工艺管道内存有杂物，卡住椭圆齿轮； （２）被测介质压力过低； （３）被测介质在测量腔室中凝固； 处理方法： （１）在工艺管道清洗置换合格后，打开测量腔室，清理杂物。 （下转第３６６页） Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｍｔ 从而避免并网后因中压转子表面温度与平均温度的温差裕量不足而 负温差不允许超过３Ｏ℃，因主蒸汽温度过低而导致的负温差过大， 限制机组升负荷。 汽轮机由于温差限制而无法实现极热态启动的情况。出现这种情况 ４热态启动过程中的温度制约 的原因，一方面与西门子６６０ｔ￣￣／汽轮机严格的热应力控制有关，另 在各项温差限制中，负方向温差允许范围要比正方向小得多， 一方面更重要的原因是锅炉侧难以及时调整使主蒸汽与再热蒸汽温 而在汽轮机热态启动时经常出现负方向的温差，因此热态启动要比 度迅速满足极热态启动的需要。 冷态启动更易受到温度制约，在极热态情况下启动更是如此。机组 ５结束语 在高负荷突然发生锅炉灭火，随后的启动对汽轮机来说通常为极热 西门子６６０Ｍｗ汽轮机设计的快速启动方式受到温度准则和温度 态启动或热态启动。锅炉燃料量失去过多，会造成主蒸汽压力和温 限制的制约，特殊情况下前者的快速性与后者的不易实现之间存在 度下降较快，主蒸汽压力过多的下降又会造成蒸汽的汽化潜热上升 着矛盾。温度准则和温度限制不易满足的原因很多，其中主蒸汽温 较多，这又会加剧主蒸汽温度的下降。因此，锅炉ＭＦＴ、重新点火启 度对此影响最大。启动初期主蒸汽温度控制困难，汽温波动直接影 动后，主蒸汽温度在短时间内难以较快的上升，此时由于停机时问 响到主汽门与调节汽门的内外壁温差，经常造成主汽门和调节汽门 较短，汽轮机缸体和汽门阀体仍处于较高的温度，这个时候启动汽 的温度裕量不满足要求而使启动受阻。超临界直流炉的运行特点与 轮机就会出现ｘ１、ｘ５、Ｘ６准则短时间内难以满足的情况。汽轮机停 高负荷时汽轮机跳闸后因给泵出１３：压力较低而被迫降低主蒸汽压力 机后，高压缸与高压调节汽门因其保温性能较好，温度下降相对主 而带来的主蒸汽温度的下降，是该类型机组在极热态启动时难以克 蒸汽温度往往慢许多，主蒸汽温度比高压调节汽门温度小，这个温 服的障碍。为此加强运行调整，尽量使汽温保持匀速缓慢的变化， 差如果过大，ｘ１一准则不满足，就会造成高压主汽门无法打开，汽 以缩短启动时间。西门子６６０ＭＷ汽轮机启动时温度制约较多，除ｘ一 轮机ＳＧＣ步骤无法向前进行；同理，高压缸与高压转子在停机后温度 准则和温差限制外，还有高、中压缸上下缸温差限制，高、中、低 下降较慢，为防止汽轮机高压部分被较低的主蒸汽强制冷却，也会 压缸排汽温度限制，主、再热蒸汽进汽管温度偏差限制，主、再热 出现高压调节汽门因ｘ５一准则不满足而无法开启的情况；由于停机 蒸汽过热度限制等多项温度制约共同确保汽轮机安全运行。实践证 后中压缸温度下降相对较快，与ｘ５一准则相比，Ｘ６一准则较容易满 明，西门子６６０１ｄＷ汽轮机启动过程中的温度限制是有效的，但与机 足，但如果再热蒸汽温度控制不好，也会出现与高压缸类似的情况。 组其它设备与系统的配合还需要进一步的探索。 汽轮机的极热态启动也会受到各项温差限制的严格制约。温差限制 参考文献： 中规定，极热态的情况下，高压主汽门、高压调门和高压缸内表面 …１田集二期汽轮机技术协议（再热６２０）最终签字＿华东电力设计 和中间点的负温差均不允许超过１５℃，高压缸内壁和高压转子平均 院．２０１１．１１ 温度的负温差不允许超过３５￣Ｃ，中压缸内壁和中压转子平均温度的 『２１冯灯乐．田集二期汽轮机培训教材，２０１３（０７）． （上接第３５５页） 以根据具体电磁阀环境和控制系统实时信号实现对系统细微动作的 （２）强制换低档功能。该功能主要是通过速操纵手柄上的强制 调整，降低电磁阀换档操纵可能出现的误差，减少换挡过程中的冲 换抵挡按钮通过ＥＤＳ信号转换对中央处理器功能进行转换。手柄上 击效果。 的强制换抵挡按钮主要为前进２档或者是倒退２档。 ２．３电磁阀 在对强制换低档功能进行消除时可以通过：（１）改变行驶方向； 电磁阀电压为ＤＣ２４Ｖ，电流为０．３５Ａ，是系统的主要执行部件。 （２）转动手柄改变档位；（３）再次使用强制换低档功能；（４）转换 对系统的换挡操作具有非常重要的作用。实际操作过程中应用主要 为空挡。 为开关阀，现比例控制电磁阀开始普及 强制换抵挡功能可以有效提高整车的工作效率，降低操作人员 ３总结 的工作量。 通过本文对工程机械变速箱液压控制系统的分析，从中可以更 （３）动力切断功能。动力切断开关５２闭合时，处理器对电磁阀 好的发现５个电磁阀操纵系统更具有技术含量，而且它的安全性也 Ｍ４进行控制，实现对内部程序１档或２档油路切断。处理器在对传 要比４个电磁阀操纵系统的安全性高。所以加大对５个电磁阀操纵 输的过程控制时主要通过发动机的动力进行切断，阻断动力供给， 系统的工程应用可以保证系统的安全，可以实现自动化技术的快速 完成控制。 ‘ 发展。它可以代表变速器未来的发展方向和发展状态，能够为变速 （４）失效时系统特性。中央处理器可以对来自电磁阀和转速传感 器的发展奠定更加坚实的基础。 器的输出信号与所有档位选择器的输入信号进行监控。当出现异常 参考文献： 信号时，中央处理器立刻跳转至空挡状态，实现对所有信号的切断。 …李华，姚进，赵世佳，吴水深．工程机械变速箱齿轮布局优化ⅡＪ．机械 除此之外，当电路发生断路、电源超过规定限制等状况时也会产生 传动．２００９（０２）． 上述现象。在实际过程中若电磁阀线圈断路、插头之间没有连接完 ［２】刘春朝，王文超，张庆武，马英华，满敬华．工程机械变速系统电液控 好、接头变速操纵阀插头松动则会导致车辆无档位。 制技术研究 液压气动与密封，２００６（０３）． （５）微调控制。微调控制主要指中央处理器可以通过自身的微电 ［３】李建斌．如何提高工程机械液压系统的现场故障检测与雏修 甘 脑控制器实现对电磁阀结合控制效果的提高。通过微电脑控制器可 肃科技，２００８（２４）． （上接第３５８页） （２）流量过大或者有脉动流； 在拆卸齿轮的过程中，一定要注意两齿轮匹配，在互相对应的 （３）内磁钢与支撑壁相碰； 位置上作标记，以保证它们会安装在初始位置。（两个转子上分别打 （４）精度调节齿轮组松动。 有印记，ｌ号转子有一个印痕，２号转子有两个印痕；组装时１号转 处理方法： 子在下方，２号转子在上方。ｌ号转子的印痕必须在２号转子的两个 （１）重新装配传动机构和计数机构； 印痕之间）。 （２）保证介质流量在仪表流量测量范围内； （２）工艺管道压力不得低于流量计的启动压力０．２４Ｙ［ｐａ。 （３）打开流量计，检查内磁钢组件有无损坏； （３）在流量计外部用低压蒸汽吹腔室部位，注意不要吹传动和 （４）紧固精度调节齿轮组件。 计数机构，因为那样会造成传动机构的受热不均匀而损坏计量齿轮。 ５结束语 ４．２故障现象： 在高粘度介质流量测量技术的发展进程中，椭圆齿轮流量计的 指针转动不稳 使用和发展是其重要的一部分。掌握好椭圆齿轮流量计的故障处理 原因分析： 方法，逐步琢磨流量计的日常维护及注意事项，才能提升高粘度介 （１）传动机构装配不合适； 质流量测量检修维护水平，确保化工装置的稳定运行 ３６６ ｌ华东科技
