Lắp đặt và bảo trì đồng hồ đo lưu lượng tuabin khí

Lắp đặt đúng cách đồng hồ đo lưu lượng tuabin khí

Các nhà máy hiện đại phụ thuộc vào việc đo lường khí chính xác cho khí thiên nhiên, CO₂, LPG/SNG, hydro, nitơ, oxy và khí nén. Trong các dịch vụ này, lưu lượng kế tuabin khí đóng vai trò quan trọng bằng cách cung cấp phép đo nhanh, có thể lặp lại với tổn thất áp suất thấp. Nguyên lý hoạt động của nó rất đơn giản và mạnh mẽ: dòng khí chạy qua rotor nhiều cánh, tốc độ quay tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy trung bình, và một bộ thu từ tính hoặc quang học chuyển đổi dòng khí đi qua rotor thành xung. Với hệ số K được hiệu chuẩn (xung trên một đơn vị thể tích), bộ phát sẽ xuất ra tổng thể tích và tín hiệu 4–20 mA hoặc tín hiệu xung để điều khiển và báo cáo.

Lắp đặt đúng lưu lượng kế tuabin khí để có kết quả đo tốt nhất

Việc đạt được kết quả chính xác không chỉ phụ thuộc vào việc lựa chọn đúng đồng hồ đo cho quy trình của khách hàng mà còn phụ thuộc vào việc lắp đặt đúng cách. Hướng dẫn sau đây sẽ giải thích từng bước cách lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng tuabin khí đúng cách.

Phạm vi & An toàn

Việc lắp đặt đồng hồ tua-bin khí đúng cách ảnh hưởng đến cả hiệu suất đo lường và an toàn đường ống . Chỉ những kỹ thuật viên có trình độ, am hiểu về đường ống và khu vực nguy hiểm mới được thực hiện công việc. Tuân thủ các quy định và quy trình tại địa phương, và tuyệt đối không mở mặt bích hoặc vỏ bọc khi đường ống đang được điều áp . Trong khu vực nguy hiểm cháy nổ, hãy bảo vệ tính toàn vẹn chống cháy nổ—sử dụng các ống nối được chứng nhận và tuyệt đối không sửa đổi các đầu vào cáp hoặc phương pháp bịt kín.

Các quy tắc an toàn cốt lõi:

• Không cố gắng sửa chữa hoặc tháo dỡ khi đang chịu áp lực.
• Không được phá vỡ niêm phong hiệu chuẩn hoặc niêm phong chì khi chưa được phép.
• Khóa/gắn thẻ (LOTO) trước khi bảo trì.
• Giữ van bypass được khóa trong quá trình vận hành bình thường.

Danh sách kiểm tra trước khi cài đặt

Đồng hồ tua-bin cần có lưu lượng sạch và ổn định. Trước khi bắt vít bất cứ thứ gì vào:

• Làm sạch đường ống: Loại bỏ xỉ hàn, rỉ sét, bụi và mảnh vụn. Tắc nghẽn là nguyên nhân số 1 gây ra hiện tượng mòn ổ trục sớm và sai lệch độ chính xác. Lắp đặt bộ lọc/lọc đầu vào ở những nơi dễ bị mảnh vụn bám vào.
• Tránh hiện tượng dao động: Không lắp đặt ở nơi có dòng chảy dao động hoặc áp suất dao động mạnh. Nếu không thể tránh khỏi, hãy lắp thêm bộ giảm chấn hoặc di dời đồng hồ đo đến vị trí yên tĩnh hơn.
• Kế hoạch giảm áp lực: Sử dụng khớp nối giãn nở/ống thổi để nhiệt độ tăng và độ lệch không làm cong thân máy. Kiểm tra xem các ống cuộn thượng lưu/hạ lưu đã được căn chỉnh và không bị áp lực chưa.
• Chọn vị trí: Tránh xa các từ trường mạnh, rung động cơ học và vùng có EMI cao (gần VFD hoặc thanh cái công suất cao).

Lắp đặt cơ khí & Bố trí đường ống

Định hướng. Đồng hồ tua-bin khí thường được lắp đặt theo chiều ngang với mũi tên chỉ dòng chảy trùng với hướng khí. Giữ thân đồng hồ cân bằng và không gây áp lực lên đường ống.

Đường ống thẳng (biểu đồ lưu lượng). Đảm bảo ít nhất 10 DN ở thượng lưu và 5 DN ở hạ lưu của đường ống thẳng. Nếu bạn có khuỷu tay, bộ giảm tốc, van điều khiển hoặc tê ngay thượng lưu, hãy kéo dài đường ống thẳng thượng lưu lên 15–20 DN , hoặc thêm bộ điều chỉnh lưu lượng để khôi phục lại biểu đồ đối xứng. Giữ cho gioăng nằm ngang với lỗ khoan—không để gioăng nhô ra hoặc mối hàn xâm nhập vào ống đo.

Căn chỉnh đồng trục. Căn chỉnh các mặt bích đồng trục ở đầu vào và đầu ra. Việc căn chỉnh không đồng trục sẽ tạo ra dòng xoáy và vận tốc không đều, làm tăng tốc độ mài mòn ổ trục và tăng sai số đo lường.

Vòng lặp bypass. Lắp đặt đường ống bypass có van cách ly xung quanh đồng hồ đo để bạn có thể bảo dưỡng thiết bị mà không cần tắt máy. Trong quá trình vận hành bình thường, hãy khóa vòng lặp bypass ở vị trí đóng .

Vận hành & Khởi động

Tốc độ tăng áp. Mở van đầu vào từ từ và tăng áp suất dần dần . Tốc độ tăng áp suất tối đa không được vượt quá 35 kPa/giây . Tăng áp suất quá nhanh có thể làm rotor quá tốc và làm hỏng ổ trục.

Kiểm tra rò rỉ và quay. Sau khi tăng áp, kiểm tra rò rỉ tại tất cả các khớp nối. Xác minh rotor quay trơn tru (thông qua chẩn đoán hoặc tần số xung ở lưu lượng thấp) mà không bị rung hoặc ồn.

Ổn định lưu lượng. Đưa đường ống về áp suất và nhiệt độ bình thường trước khi hiệu chuẩn hoặc kiểm tra lại lần cuối. Nếu quy trình thường xuyên chạy gần lưu lượng tối thiểu , hãy cân nhắc sử dụng đồng hồ đo nhỏ hơn hoặc giải pháp đa đường dẫn để duy trì tính tuyến tính và khả năng lặp lại.

Hệ thống dây điện và kiểm soát EMI

Cable type. Use twisted-pair shielded cable for 4–20 mA/HART or pulse outputs. Keep signal cables in a separate conduit from power lines. If a conduit entry can't be sealed, orient it downward to prevent condensation.

Shielding & grounding. Ground the cable shield at one end only (typically the control room) to avoid loops. Ground the meter per the manufacturer— do not share instrument ground with high-voltage systems. During pipeline welding, never use the meter as a welding return.

Chống xâm nhập. Bịt kín các lối vào không sử dụng bằng các nút bịt được phê duyệt. Thêm một vòng nhỏ giọt trong môi trường ẩm ướt để ngăn hơi ẩm thấm vào hộp đấu dây.

Kiểm tra thường xuyên giúp kéo dài tuổi thọ của đồng hồ đo và duy trì độ chính xác:

• Điều kiện quy trình: Kiểm tra định kỳ độ sạch của khí, áp suất và nhiệt độ. Những thay đổi đáng kể có thể làm thay đổi hiệu chuẩn.
• Tình trạng bộ lọc: Kiểm tra bộ lọc đầu vào và thay thế hoặc vệ sinh kịp thời để bảo vệ rôto và ổ trục.
• Đánh giá môi trường: Chú ý các nguồn EMI mới, rung động tăng thêm hoặc độ ẩm xâm nhập có thể gây ra hiện tượng trôi tín hiệu .
• Tính toàn vẹn của niêm phong: Giữ nguyên niêm phong hiệu chuẩn/chì trừ khi công việc được phê duyệt đang được tiến hành.

Bôi trơn lưu lượng kế tuabin khí

Vòng bi tuabin cần được bôi trơn kịp thời và hiệu quả . Bôi trơn đúng cách giúp cải thiện khả năng chống mài mòn và ăn mòn, đồng thời loại bỏ các hạt mịn, duy trì độ chính xác tuyến tính và khả năng lặp lại .

• Trong điều kiện hoạt động bình thường, bôi trơn 10–15 lần mỗi năm , đổ đầy cốc dầu đến mức đã đánh dấu mỗi lần bằng chất bôi trơn được chỉ định .
• Nên tra dầu trong khi đồng hồ đang hoạt động . Sau mỗi lần tra dầu, hãy dừng lại vài giây trước lần tra tiếp theo, cho đến khi đạt được thể tích quy định.
• Không bôi trơn khi đồng hồ dừng hoặc hoạt động trong thời gian dài dưới 0,2 Qmax .
• Tăng tần suất cho lưu lượng cao, áp suất cao , chu kỳ làm việc dài hoặc khí bẩn .
• Nếu chất bôi trơn bị nhiễm bẩn hoặc xuống cấp , hãy thay thế và vệ sinh cốc đựng dầu trước khi đổ đầy lại.
• Dưới đây là video hướng dẫn bạn cách thực hiện quy trình tra dầu bôi trơn.

Lượng bôi trơn khuyến nghị (Bảng tham khảo)

Nominal Diameter (DN)	25	50	80	100	150	200	250	300	350	400
First-time / daily refueling (mL)	10 / 5	10 / 5	10 / 5	10 / 5	10 / 5	15 / 10	15 / 10	15 / 10	15 / 10	15 / 10

Hướng dẫn khắc phục sự cố nhanh

• Giá trị đọc không ổn định → Lôi không khí, cặn lỏng (khí ướt), che chắn/tiếp đất kém, EMI, rung động.
  Khắc phục: Làm khô khí nếu có thể, định tuyến lại cáp, kiểm tra điểm kết thúc của tấm chắn, thêm giá đỡ/bộ giảm chấn.
• Độ lệch hoặc độ lệch bằng 0 → Ứng suất cơ học từ đường ống, sai lệch hoặc miếng đệm bị xâm nhập; lực cản của rôto do nhiễm bẩn.
  Khắc phục: Căn chỉnh lại ống chỉ, kiểm tra xem miếng đệm có khít với lỗ khoan không, vệ sinh/kiểm tra rôto và ổ trục.
• Phản ứng chậm → Đồng hồ đo quá khổ ở tốc độ rất thấp hoặc ổ trục dính.
  Khắc phục: Đánh giá lại kích thước đồng hồ so với mức giảm; kiểm tra tình trạng bôi trơn và ổ trục.
• Độ trôi tín hiệu/độ ẩm → Ngưng tụ trong hộp đầu cuối hoặc ống dẫn.
  Khắc phục: Bịt kín các lối vào, thêm vòng nhỏ giọt, làm khô các đầu nối, sử dụng chất hút ẩm khi cần thiết.

Khi nào nên chọn công nghệ khác

Đồng hồ đo tuabin hoạt động hiệu quả với khí sạch, khô có số Reynolds tốt và cung cấp đầu ra xung để tổng hợp và chuyển giao quyền sở hữu . Đối với các trường hợp khác:

• Lưu lượng kế khối lượng Coriolis : Phù hợp nhất cho khí áp suất cao và khi cần lưu lượng khối lượng và khí có mật độ cao; chịu được sự thay đổi thành phần và dao động.
• Lưu lượng kế khí siêu âm: Lý tưởng cho đường kính lớn , giảm áp suất thấp và đo hai chiều ; tuyệt vời khi đường ống thẳng dài khó chạy (có điều hòa).
• Lưu lượng kế khối nhiệt : Hữu ích cho việc theo dõi khí nén và khí tiện ích khi lưu lượng khối trực tiếp và khả năng điều chỉnh rộng là ưu tiên, phù hợp để đo khí áp suất thấp.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Chiều dài đường thẳng cần thiết cho đồng hồ đo lưu lượng tuabin khí là bao nhiêu?
A: Cung cấp ≥10 DN ở thượng nguồn và ≥5 DN ở hạ nguồn của đường ống thẳng. Nếu khuỷu tay, chữ T hoặc van điều khiển nằm ngay thượng nguồn, hãy mở rộng đến 15–20 DN hoặc lắp đặt bộ điều chỉnh lưu lượng .

Câu hỏi 2: Tôi có thể tăng áp suất nhanh đến mức nào khi khởi động?
A: Giữ tốc độ tăng áp suất ≤ 35 kPa/s để tránh rôto chạy quá tốc và làm hỏng ổ trục.

Câu hỏi 3: Đồng hồ tua bin có hoạt động với dòng chảy dao động không?
A: Không khuyến khích. Sử dụng bộ giảm chấn , di chuyển đến khu vực ổn định hoặc cân nhắc Coriolis cho các đường dây dao động.

Câu hỏi 4: Tôi nên bôi trơn đồng hồ đo lưu lượng tuabin khí bao lâu một lần? Và bôi trơn như thế nào?
A: Thông thường là 10–15 lần mỗi năm , với khối lượng theo kích thước DN (xem bảng). Tăng tần suất cho dịch vụ áp suất cao, lưu lượng cao hoặc dịch vụ bẩn .

Câu 5: Thực hành đi dây nào giúp ngăn chặn tín hiệu nhiễu?
A: Sử dụng cáp xoắn đôi có vỏ bọc , nối đất vỏ bọc chỉ ở một đầu , giữ cáp tín hiệu tránh xa đường dây điện/VFD và bịt kín các ống dẫn để tránh ngưng tụ .

Phần kết luận

Việc áp dụng các phương pháp đo lưu lượng tuabin khí sau đây—đường ống sạch, đường chạy thẳng chính xác, lắp đặt không ứng suất, khởi động có kiểm soát, chống nhiễu điện từ/tiếp đất mạnh mẽ và bôi trơn có kỷ luật—mang lại độ chính xác ổn định, tuổi thọ ổ trục dài hơn và vận hành đường ống an toàn hơn. Khi điều kiện quy trình gây khó khăn cho công nghệ tuabin (xung động, vận tốc rất thấp, thay đổi thành phần), hãy đánh giá các phương án thay thế Coriolis , siêu âm hoặc khối lượng nhiệt .

Tác giả: Silver Automation Instruments — Đội ngũ kỹ thuật

Chuyên gia thiết bị đo lường thực tế với hơn 10 năm kinh nghiệm thực tế trong lĩnh vực đo lưu lượng, áp suất và mức. Chuyên môn về đồng hồ đo tuabin khí, Coriolis, từ tính và siêu âm. Quy trình đạt tiêu chuẩn CE & ISO 9001.

Trang web: silverinstruments.com | Email: technician @silverinstruments.com