Türbin Debi Ölçer Sorun Giderme: Yokogawa ve Allen-Bradley ControlLogix
Türbin Sayaçlarının Çalışma Prensibi ve Arızalarının Nedenleri
Bir türbin sayaçı, akışkanın kinetik enerjisini rotor dönüşüne dönüştürür. Bir algılama bobini, kanat geçişinden darbeler üretir. K-faktörü, frekans ile debi arasındaki dönüşümü tanımlar. Doğruluk, rotor geometrisi, yatak sürtünmesi ve akışkan viskozitesine bağlıdır.
Yokogawa EF-TG serisi, boru çapına bağlı olarak 0,7 ile 700 m³/saat aralığını kapsar. Doğruluk, referans koşullarda ±%0,5’tir: 15°C, 0 ile 100 cSt viskozite, Reynolds sayısı 10.000’in üzerinde. Sahadaki çoğu arıza, yatak aşınması, kirlenme, gaz karışması veya algılama bobini bozulmasından kaynaklanır.
Allen-Bradley 1756-HSC, darbe çıkışını işler ve 1 MHz’e kadar girişleri kabul eder; sayım, hız ve periyot modları yapılandırılabilir. Frekans-debi dönüşümü, ControlLogix işlemcisi içinde ölçeklendirme fonksiyon bloklarıyla yapılır. 1756-CFM yapılandırılabilir debi ölçer modülü, yerleşik debi hesaplama ve K-faktör ölçeklendirmesi ile alternatif sunar.
Yedi Adımlı Saha Arıza Teşhis Prosedürü
- Adım 1: Proses koşullarını doğrulayın. Bağımsız ölçümle gerçek debiyi teyit edin. Gerçek debi sıfır ve sayaç da sıfır gösteriyorsa, arıza yukarı akıştadır. Debi varsa ve sayaç sıfır okuyorsa, Adım 2’ye geçin.
- Adım 2: 1756-HSC darbe giriş durumunu kontrol edin. Studio 5000’de HSC.CH0.InputState ve HSC.CH0.AccumulatedCount’u inceleyin. Debi varken sayım sabitse, arızayı el tipi frekans sayacı ile bağlantı kutusunda izole edin.
- Adım 3: Sayaç terminal kutusunda algılama bobini çıkışını ölçün. DN50 EF-TG’de 10 m³/saat debide ve K-faktör 450 darbe/litre iken beklenen frekans 75 Hz’dir. Sinyal genliği 30 mV tepe-tepe üzerinde olmalıdır. 20 mV altı bobin bozulması veya yatak aşınması belirtisidir.
- Adım 4: Manuel rotor döndürme testi yapın. Sayaçı prosesten izole edin. Flanşlı kapağı açarak sayaç gövdesini açın. Rotoru elle döndürün. En az 3 tam dönüş serbestçe olmalıdır. Herhangi bir sertlik yatak kirlenmesini gösterir. Rotor ve yatak kartuşunu eşleşmiş takım olarak değiştirin.
- Adım 5: Yukarı akış koşullarını gaz karışması açısından kontrol edin. Gaz, sıvıdan daha hızlı hareket eder ve rotoru gerçek debinin üzerinde döndürür. Aşağı akışta geri basıncın, akışkan buhar basıncının 2 katı artı sayaç üzerindeki basınç düşüşünün 1,25 katından fazla olduğunu doğrulayın. 80°C’de su için geri basınç 59 kPa’yı aşmalıdır.
- Adım 6: Rotor değişiminden sonra ControlLogix’te K-faktörü doğrulayın. Ölçeklendirme etiketi (genellikle FT_xx_KFACTOR) bulun. Kalibrasyon sertifikasından yeni K-faktörünü girin. Kararlı durum uygulamaları için %60 debideki değeri kullanın.
- Adım 7: Hacimsel doğrulama testi yapın. Sayaçı, nominal debinin %60’ında 10 dakika çalıştırın. Kalibre edilmiş referans totalizer ile karşılaştırın. Kabul edilebilir doğruluk ±%0,75 aralığındadır.
Yüksek Okuma Arızaları: Gaz Karışması ve Yukarı Akış Bozuklukları
Yüksek okumalar, mülkiyet transferinde tehlikelidir. %3 yüksek okuma önemli finansal farklar yaratır. İki temel neden öne çıkar.
Birincisi, gaz karışması sıvı servisinde en yaygın sorundur. EF-TG, gaz geçerken duyulabilir “tıngırdama” sesi üretir. Tıngırdama duyuluyorsa ve okuma %5 ile %15 arasında yüksekse, gaz karışması ana şüphelidir.
İkincisi, yukarı akış boru hattı bozuklukları debi profilini etkiler. Türbin sayaçları için yukarıda 10 boru çapı, aşağıda 5 çap mesafesi gereklidir. 5 çap içinde bir dirsek, hatayı %1 ile %3 artırır. 3 çap içinde kısmen açık bir kelebek vana hatayı %8’e kadar yükseltebilir.
VFD kablolarından kaynaklanan elektromanyetik parazit, 1756-HSC’ye yanlış darbe enjekte eder. Sinyal kablosunu güç kablosundan en az 300 mm ayırın. 10 metreden uzun mesafelerde korumalı bükümlü çift kablo kullanın. Kalkanı sadece bir uçta, 1756-HSC terminalinde topraklayın.
Düzenli Bakım ve Öngörücü Trend Takibi
Temiz hidrokarbon servisinde, Yokogawa yatak kontrolünü her 18 ayda veya 8.000 saatte bir önerir. 50 mikrondan büyük partiküllü akışkanlarda bu süre 12 aya indirilmelidir. Yukarı akışa minimum 100 mesh paslanmaz çelik Y-filtre takın.
1756-HSC periyot ölçüm modu kullanarak öngörücü trend takibi uygulayın. HSC’yi, kararlı akışta sayım yerine darbe periyodunu raporlayacak şekilde yapılandırın. Periyodu her 15 dakikada bir tarihçiye kaydedin. Sabit debide artan periyot, görünür okuma hatalarından önce yatak sürtünmesini gösterir. 1756SC-CTR8 8 kanallı sayaç modülü, birden fazla türbin sayacının tek ControlLogix kasasına bağlandığı uygulamalarda destek sağlar.
Sonuç ve Uygulama Önerileri
Türbin debi sayaçlarındaki arızalar, yapılandırılmış teşhisle öngörülebilir. Öncelikle gerçek debiyi bağımsız olarak doğrulayın. Studio 5000’de 1756-HSC darbe durumunu kontrol edin. Bobin frekans ve genliğini ölçün. Rotoru yatak sürtünmesi açısından fiziksel olarak inceleyin. Geri basınç doğrulamasıyla gaz karışmasını ortadan kaldırın. Rotor değişiminden sonra K-faktörü güncelleyin. Hacimsel karşılaştırmayla doğrulama yapın.
Güvenilirlik için periyot bazlı trend takibi uygulayın ve kalibrasyon sertifikası arşivlerini düzenli tutun. Bu adımlar, saha arızalarının ortalama onarım süresini saatlerden 45 dakikanın altına indirir.
Yazar: Wu Jiaming, PLC, DCS ve kontrol sistemlerinde 10 yılı aşkın deneyime sahip endüstriyel otomasyon mühendisi.
