استكشاف أعطال مقياس تدفق التوربين: يوكوجاوا وألين-برادلي ControlLogix
كيف تعمل عدادات التوربين وأين تفشل
يقوم عداد التوربين بتحويل الطاقة الحركية للسائل إلى دوران الدوار. تولد لفافة الالتقاط نبضات عند مرور الشفرات. يحدد عامل K التحويل بين التردد ومعدل التدفق. تعتمد الدقة على هندسة الدوار، احتكاك المحامل، ولزوجة السائل.
تغطي سلسلة Yokogawa EF-TG معدلات من 0.7 إلى 700 م³/س حسب حجم الأنبوب. الدقة ±0.5% في الظروف المرجعية: 15°C، لزوجة من 0 إلى 100 سنتي ستوكس، ورقم رينولدز فوق 10,000. معظم الأعطال الميدانية تعود إلى تآكل المحامل، التلوث، دخول الغاز، أو تدهور لفافة الالتقاط.
يقوم Allen-Bradley 1756-HSC بمعالجة خرج النبضات، ويقبل مدخلات تصل إلى 1 ميجاهرتز مع أوضاع عد، معدل، وفترة قابلة للتهيئة. يحدث التحويل من التردد إلى التدفق في معالج ControlLogix باستخدام كتل دوال التحجيم. يوفر وحدة 1756-CFM القابلة للتهيئة لعداد التدفق بديلاً مع حساب التدفق المدمج وتحجيم عامل K.
إجراء تشخيص الأعطال الميدانية المكون من سبع خطوات
- الخطوة 1: تحقق من ظروف العملية. أكد التدفق الفعلي باستخدام قياس مستقل. إذا كان التدفق الفعلي صفر والعداد يظهر صفر، فالعطل في الأعلى. إذا كان هناك تدفق والعداد يقرأ صفر، انتقل إلى الخطوة 2.
- الخطوة 2: تحقق من حالة مدخل نبضات 1756-HSC. في Studio 5000، افحص HSC.CH0.InputState وHSC.CH0.AccumulatedCount. إذا كان العداد ثابتًا مع وجود تدفق، عزل العطل بتوصيل عداد تردد محمول عند صندوق التوصيل.
- الخطوة 3: قِس خرج لفافة الالتقاط عند صندوق طرف العداد. عند 10 م³/س عبر DN50 EF-TG مع عامل K يساوي 450 نبضة/لتر، التردد المتوقع هو 75 هرتز. يجب أن يتجاوز جهد الإشارة 30 مللي فولت ذروة إلى ذروة. أقل من 20 مللي فولت يشير إلى تدهور اللفافة أو تآكل المحامل.
- الخطوة 4: قم باختبار دوران الدوار يدويًا. عزل العداد عن العملية. افتح جسم العداد باستخدام الغطاء المزود بشفة. قم بتدوير الدوار يدويًا. يجب أن يدور بحرية لأكثر من 3 دورات. أي صلابة تشير إلى تلوث المحامل. استبدل الدوار الكامل وخرطوشة المحامل كمجموعة متطابقة.
- الخطوة 5: تحقق من ظروف الأعلى لوجود دخول غاز. يتحرك الغاز أسرع من السائل ويدير الدوار بمعدل أعلى من الحقيقي. تحقق من أن ضغط العودة أسفل العداد يتجاوز ضعف ضغط بخار السائل زائد 1.25 ضعف فرق الضغط عبر العداد. للماء عند 80°C، يجب أن يتجاوز ضغط العودة 59 كيلو باسكال.
- الخطوة 6: تحقق من عامل K في ControlLogix بعد استبدال الدوار. حدد علامة التحجيم (عادة FT_xx_KFACTOR). أدخل عامل K الجديد من شهادة المعايرة. استخدم القيمة عند 60% من معدل التدفق للتطبيقات ذات الحالة المستقرة.
- الخطوة 7: قم بتشغيل اختبار التحقق الحجمي. شغل العداد عند 60% من التدفق المقدر لمدة 10 دقائق. قارن مع العداد المرجعي المعاير. الدقة المقبولة ضمن ±0.75% من القراءة.
الأعطال ذات القراءات المرتفعة: دخول الغاز واضطراب الأعلى
القراءات المرتفعة خطيرة في نقل الحيازة. قراءة مرتفعة بنسبة 3% تولد فروقات مالية كبيرة. هناك سببان رئيسيان.
أولاً، دخول الغاز هو الأكثر شيوعًا في الخدمة السائلة. يصدر EF-TG صوت "طرطقة" مسموعة عند مرور الغاز. إذا سمعت الطرطقة وكانت القراءة مرتفعة بين 5 إلى 15%، فدخول الغاز هو المشتبه الرئيسي.
ثانيًا، تؤثر اضطرابات الأنابيب الأعلى على ملف التدفق. تتطلب عدادات التوربين 10 أقطار أنابيب أعلى و5 أقطار أسفل. وجود كوع ضمن 5 أقطار يزيد الخطأ من 1 إلى 3%. صمام بوابة مفتوح جزئيًا ضمن 3 أقطار يمكن أن يزيد الخطأ حتى 8%.
التداخل الكهرومغناطيسي من كابلات محركات التردد المتغير يسبب حقن نبضات خاطئة في 1756-HSC. افصل كابل الإشارة عن كابل الطاقة بمسافة لا تقل عن 300 مم. استخدم زوج ملتف محمي للتمديدات التي تزيد عن 10 أمتار. أرضي الدرع من جهة واحدة فقط — عند طرف 1756-HSC.
الصيانة الدورية والتنبؤ الاتجاهي
لخدمة الهيدروكربونات النظيفة، توصي Yokogawa بفحص المحامل كل 18 شهرًا أو 8,000 ساعة. للسوائل التي تحتوي على جزيئات أكبر من 50 ميكرون، قلل الفترة إلى 12 شهرًا. ركب مصفاة على شكل Y أعلى العداد — بحد أدنى شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ 100 شبكة.
نفذ التنبؤ الاتجاهي باستخدام وضع قياس الفترة في 1756-HSC. اضبط HSC للإبلاغ عن فترة النبضة بدلاً من العد أثناء التدفق المستقر. سجل الفترة كل 15 دقيقة في المؤرخ. زيادة الفترة عند تدفق ثابت تشير إلى احتكاك المحامل قبل ظهور أخطاء القراءة. تدعم وحدة 1756SC-CTR8 ذات 8 قنوات التركيبات متعددة العدادات حيث تغذي عدة عدادات توربين هيكل ControlLogix واحد.
الخاتمة ونصائح العمل
أعطال عدادات التدفق التوربينية يمكن التنبؤ بها من خلال تشخيص منظم. ابدأ بالتحقق من التدفق الفعلي بشكل مستقل. تحقق من حالة نبضات 1756-HSC في Studio 5000. قِس تردد وامplitude اللفافة. افحص الدوار ماديًا للتحقق من احتكاك المحامل. استبعد دخول الغاز عبر التحقق من ضغط العودة. حدّث عامل K بعد تغييرات الدوار. تحقق من خلال المقارنة الحجمية.
لزيادة الموثوقية، نفذ التنبؤ الاتجاهي القائم على الفترة واحتفظ بأرشيف شهادات المعايرة. تقلل هذه الخطوات متوسط وقت الاستعادة من ساعات إلى أقل من 45 دقيقة لمعظم الأعطال الميدانية.
المؤلف: وو جيامينغ مهندس أتمتة صناعية بخبرة تزيد عن 10 سنوات في أنظمة PLC وDCS وأنظمة التحكم.
