نحوه نصب فلومتر توربيني
فلومتر توربيني يكي از تجهيزات دقيق و پركاربرد براي اندازهگيري دبي مايعات و گازها در فرايندهاي صنعتي است. اين فلومتر با استفاده از چرخش روتور يا توربين داخلي، سرعت عبور سيال را اندازهگيري كرده و آن را به دبي حجمي تبديل ميكند. بااينحال، دقت فلومتر توربيني فقط به كيفيت ساخت يا كلاس دقت آن وابسته نيست؛ بلكه نحوه نصب فلومتر توربيني تأثير مستقيمي بر عملكرد، تكرارپذيري و طول عمر دستگاه دارد.
وجود جريان متلاطم، ذرات جامد، حباب هوا، نصب برعكس، طول مستقيم ناكافي، كاويتاسيون يا سيم كشي نادرست ميتواند باعث نمايش دبي اشتباه شود. در برخي موارد نيز نصب غيراصولي به بلبرينگ، روتور و قطعات داخلي فلومتر آسيب مي زند.
فلومتر توربيني چيست و چگونه كار مي كند؟
فلومتر توربيني يا Turbine Flow Meter نوعي فلومتر سرعتي است كه در مسير جريان سيال نصب ميشود. در داخل بدنه اين نوع فلومتر يك روتور پرهدار قرار دارد. عبور سيال باعث چرخش روتور ميشود و سرعت دوران آن با سرعت جريان سيال ارتباط دارد.
يك سنسور مغناطيسي، القايي يا الكترونيكي عبور پرههاي روتور را تشخيص ميدهد و به ازاي هر چرخش يا عبور هر پره، پالس الكتريكي توليد ميكند. فركانس پالسها متناسب با دبي لحظه اي و تعداد كل پالسها متناسب با حجم عبوري است.
ترانسميتر، نمايشگر يا فلوكامپيوتر با استفاده از ضريب كاليبراسيون دستگاه كه با عنوان K-Factor شناخته ميشود، پالسهاي توليد شده را به دبي و حجم تبديل مي كند.
فلومترهاي توربيني معمولاً براي سيالات تميز با ويسكوزيته كم يا متوسط مناسب هستند. وجود ذرات جامد، رسوبات، سيالات بسيار چسبناك يا جريان ناپايدار ميتواند حركت روتور را مختل كند.
چرا نصب صحيح فلومتر توربيني اهميت دارد؟
فلومتر توربيني داراي قطعات متحرك و حساس است. بنابراين شرايط جريان و نحوه قرارگيري تجهيز در خط لوله ميتواند عملكرد آن را تغيير دهد.
نصب صحيح فلومتر توربيني مزاياي زير را به همراه دارد:
- افزايش دقت اندازه گيري دبي
- كاهش نوسان سيگنال خروجي
- جلوگيري از آسيبديدن روتور و بلبرينگ
- كاهش استهلاك قطعات داخلي
- جلوگيري از ايجاد كاويتاسيون
- افزايش تكرارپذيري اندازهگيري
- حفظ اعتبار ضريب K-Factor
- كاهش نياز به تعمير و كاليبراسيون
- افزايش طول عمر فلومتر
- جلوگيري از توقف ناخواسته فرايند
در مقابل، نصب نامناسب ممكن است باعث شود فلومتر حتي با وجود سالم بودن، عددي بيشتر يا كمتر از دبي واقعي نشان دهد.
بررسيهاي لازم قبل از نصب فلومتر توربيني
پيش از شروع نصب بايد مشخصات فلومتر، خط لوله و سيال به طور كامل بررسي شود:
- بررسي نوع سيال
ابتدا مشخص شود كه فلومتر براي اندازهگيري مايع يا گاز طراحي شده است. فلومترهاي توربيني مايع و گاز از نظر طراحي روتور، بلبرينگ، محدوده سرعت، كاليبراسيون و چگالي مرجع با يكديگر تفاوت دارند.
براي انتخاب و نصب صحيح بايد موارد زير بررسي شوند:
نوع سيال
چگالي سيال
ويسكوزيته
دماي كاري
فشار كاري
ميزان ذرات جامد
خاصيت خورندگي
وجود حباب يا بخار
حداقل و حداكثر دبي
استفاده از فلومتر توربيني براي سيال آلوده، دوغاب، فاضلاب يا سيال داراي ذرات ساينده معمولاً مناسب نيست، مگر اينكه سازنده دستگاه استفاده در چنين شرايطي را تأييد كرده باشد.
- بررسي سايز فلومتر
سايز فلومتر نبايد فقط بر اساس قطر خط لوله انتخاب شود. سرعت جريان داخل فلومتر و محدوده دبي قابل اندازهگيري اهميت بيشتري دارد.
فلومتري كه بيش از حد بزرگ انتخاب شده باشد، در دبيهاي پايين سرعت كافي براي چرخش پايدار روتور ايجاد نميكند. فلومتر بسيار كوچك نيز ممكن است باعث افت فشار زياد، افزايش سرعت، سايش روتور يا تجاوز از حداكثر ظرفيت دستگاه شود.
- بررسي جهت جريان
روي بدنه بيشتر فلومترهاي توربيني يك فلش وجود دارد كه جهت صحيح عبور سيال را نشان ميدهد. جهت فلش بايد با جهت واقعي جريان در خط لوله يكسان باشد.
نصب برعكس ممكن است باعث بروز موارد زير شود:
عدم نمايش دبي
نمايش دبي اشتباه
كاهش دقت
آسيب ديدن مجموعه روتور
اختلال در عملكرد استريتِنر داخلي
- بررسي محدوده فشار و دما
فشار و دماي فرايند بايد با محدوده مجاز فلومتر، فلنج، اتصال، آب بندي و سنسور الكترونيكي سازگار باشد.
علاوه بر فشار كاري، فشار راهاندازي، ضربه قوچ، فشار تست و شرايط اضطراري نيز بايد بررسي شوند.
- بررسي K-Factor
ضريب K-Factor معمولاً روي پلاك، گواهي كاليبراسيون يا ديتاشيت فلومتر درج مي شود. اين ضريب نشان ميدهد دستگاه به ازاي عبور يك واحد حجم، چند پالس توليد مي كند.
پيش از نصب، مقدار K-Factor بايد ثبت شود تا هنگام تنظيم نمايشگر، ترانسميتر، PLC يا فلوكامپيوتر مورد استفاده قرار گيرد.
تجهيزات موردنياز براي نصب فلومتر توربيني
بسته به نوع اتصال و شرايط خط، ممكن است تجهيزات زير موردنياز باشند:
فلومتر توربيني متناسب با فرايند
فلنج يا اتصال رزوهاي مناسب
گسكت سازگار با سيال
پيچ و مهره مناسب
آچار استاندارد
استرينر يا فيلتر
شير قطع و وصل
شير باي پس
شير كنترل جريان
ساپورت لوله
فلو كانديشنر يا استريتِنر
كابل سيگنال شيلددار
منبع تغذيه
نمايشگر يا فلوكامپيوتر
تجهيزات ارت
نوار آب بندي مناسب براي اتصالات رزوهاي
ابزار تست الكتريكي
تمام تجهيزات بايد از نظر فشار، دما، جنس و استاندارد اتصال با خط فرايند سازگار باشند.
مراحل نصب فلومتر توربيني
مرحله اول: قطع جريان و ايمن سازي خط
پيش از بازكردن خط لوله، جريان سيال بايد بهطور كامل قطع شود. سپس فشار داخل خط تخليه و دماي سيستم به محدوده ايمن رسانده شود.
در خطوط حاوي سيالات خطرناك، قابل اشتعال، سمي يا خورنده بايد دستورالعملهاي ايمني مجموعه، قفل و برچسبگذاري و تجهيزات حفاظت فردي رعايت شوند.
هرگز فلومتر را روي خط تحت فشار نصب يا باز نكنيد.
مرحله دوم: تميزكردن خط لوله
قبل از نصب فلومتر بايد خط لوله از آلودگيهاي احتمالي پاك شود. ذرات ناشي از جوشكاري، براده فلز، زنگزدگي، ماسه و مواد آببندي ميتوانند وارد روتور شوند و آن را متوقف يا خراب كنند.
بهتر است پيش از نصب نهايي فلومتر، خط با يك قطعه موقت يا اسپول شستوشو شود. عبور جريان شستوشو از داخل فلومتر نو ميتواند به بلبرينگ و روتور آسيب بزند.
مرحله سوم: بررسي هم راستايي لوله ها
دو طرف خط لوله بايد كاملاً هممحور باشند. فلومتر نبايد براي اصلاح فاصله، زاويه يا انحراف لوله ها تحت فشار مكانيكي قرار گيرد.
عدم هم راستايي ممكن است باعث ايجاد مشكلات زير شود:
فشار مكانيكي روي بدنه
نشتي از اتصالات
تغيير شكل فلنج
آسيب به آببندي
افزايش ارتعاش
اختلال در پروفايل جريان
وزن لوله و تجهيزات مجاور نيز نبايد روي بدنه فلومتر وارد شود. استفاده از ساپورت مناسب در دو طرف دستگاه ضروري است.
مرحله چهارم: رعايت جهت فلش جريان
فلومتر را به گونهاي قرار دهيد كه فلش حكشده روي بدنه در جهت حركت سيال باشد.
پيش از بستن اتصالات، جهت جريان واقعي خط را مجدداً بررسي كنيد. در خطوط پيچيده ممكن است جهت ظاهري لوله با جهت واقعي جريان متفاوت باشد.
مرحله پنجم: رعايت طول مستقيم قبل و بعد از فلومتر
فلومتر توربيني براي اندازهگيري دقيق به يك پروفايل جريان يكنواخت نياز دارد. تجهيزاتي مانند زانويي، شير، پمپ، سه راهي، رگولاتور و تبديل لوله ميتوانند جريان چرخشي يا متلاطم ايجاد كنند.
به صورت عمومي بايد در بالادست و پايين دست فلومتر طول مستقيم كافي در نظر گرفته شود. مقدار دقيق اين طول بايد از ديتاشيت سازنده دريافت شود؛ زيرا به طراحي فلومتر و نوع اغتشاش جريان بستگي دارد.
در صورت محدودبودن فضاي نصب، استفاده از فلو كانديشنر يا استريتِنر ميتواند به بهبود پروفايل جريان كمك كند؛ اما اين قطعه بايد متناسب با فلومتر انتخاب شود.
مرحله ششم: نصب استرينر در بالادست
فلومتر توربيني نسبت به ورود ذرات جامد حساس است. نصب استرينر يا فيلتر در بالادست، از ورود براده، رسوب، شن و ذرات خارجي به روتور جلوگيري ميكند.
اندازه مش فيلتر بايد بر اساس سايز فلومتر، نوع سيال و توصيه سازنده انتخاب شود. فيلتر بسيار ريز ميتواند افت فشار زيادي ايجاد كند و فيلتر بيش از حد درشت نيز محافظت كافي فراهم نمي كند.
استرينر بايد به صورت دورهاي تميز شود. گرفتگي فيلتر باعث كاهش فشار پايين دست و ايجاد خطا در فرايند خواهد شد.
مرحله هفتم: نصب گسكت و اتصالات
در مدلهاي فلنجي، گسكت بايد دقيقاً در مركز فلنج قرار گيرد. هيچ بخشي از گسكت نبايد وارد سطح داخلي لوله شود؛ زيرا بيرون زدگي گسكت ميتواند جريان را آشفته كند. پيچهاي فلنج بايد بهصورت ضربدري و تدريجي سفت شوند تا فشار يكنواختي روي اتصال ايجاد شود. در مدلهاي رزوهاي نيز بايد از مواد آببندي مناسب استفاده شود. مقدار زياد نوار آب بندي يا خمير رزوه ممكن است وارد مسير جريان شده و در روتور گير كند.
هنگام بستن اتصال رزوهاي، از محل مناسب بدنه براي گرفتن آچار استفاده كنيد. واردكردن گشتاور از طريق محفظه سنسور يا كانكتور مي تواند به دستگاه آسيب بزند.
مرحله هشتم: نصب شيرها و خط باي پس
براي تعمير، تميزكاري يا تعويض فلومتر بهتر است شيرهاي قطع و وصل در دو طرف دستگاه نصب شوند. استفاده از يك خط بايپس نيز امكان ادامه فرايند هنگام خارج كردن فلومتر را فراهم مي كند.
ترتيب عمومي تجهيزات ميتواند به شكل زير باشد:
شير قطع و وصل، استرينر، طول مستقيم، فلومتر توربيني، طول مستقيم، شير پايين دست
شير كنترل يا شير تنظيم دبي معمولاً بهتر است در پاييندست فلومتر نصب شود. قرارگرفتن شير نيمهباز در فاصله كم بالادست، جريان متلاطم شديدي ايجاد ميكند.
شيرهاي دو طرف فلومتر بايد هنگام بهرهبرداري كاملاً باز باشند، مگر اينكه طراحي سيستم دستور ديگري داشته باشد.
مرحله نهم: نصب ساپورت مناسب
لوله هاي متصل به فلومتر بايد به درستي مهار شوند. وزن لوله، شيرها، فيلتر و ساير تجهيزات نبايد به بدنه فلومتر منتقل شود.
ارتعاش شديد ميتواند باعث آسيب ديدن بلبرينگ، ناپايداري سيگنال و شل شدن اتصالات شود. در نزديكي پمپها و كمپرسورها بايد ارتعاش خط بررسي و كنترل شود.
نصب فلومتر توربيني در خط افقي
نصب افقي يكي از رايج ترين روشهاي نصب فلومتر توربيني است. در اين حالت بايد خط هميشه از سيال پر باشد و از تجمع هوا در داخل فلومتر جلوگيري شود.
در نصب افقي رعايت نكات زير ضروري است:
فلومتر در پايينترين نقطه اي كه احتمال جمعشدن رسوب دارد نصب نشود.
دستگاه در بالاترين نقطه خط كه هوا جمع ميشود قرار نگيرد.
جهت فلش با جهت جريان هماهنگ باشد.
سنسور و كانكتور در موقعيتي قرار گيرند كه آب يا رطوبت وارد آنها نشود.
فلومتر تحت وزن لوله قرار نگيرد.
طول مستقيم قبل و بعد رعايت شود.
موقعيت مجاز سنسور پيكاپ ممكن است درمدلهاي مختلف متفاوت باشد؛ بنابراين زاويه نصب محفظه الكترونيكي بايد بر اساس راهنماي سازنده انتخاب شود.
نصب فلومتر توربيني در خط عمودي
امكان نصب عمودي فلومتر توربيني به طراحي دستگاه، نوع سيال و توصيه سازنده بستگي دارد.
در خطوط مايع، معمولاً جريان رو به بالا ترجيح داده ميشود؛ زيرا اين حالت به پرماندن لوله و خروج حباب هاي هوا كمك مي كند. جريان رو به پايين ممكن است باعث تخليه جزئي خط يا ايجاد جريان دوفازي شود.
در نصب عمودي بايد موارد زير بررسي شوند:
مجازبودن نصب عمودي در ديتاشيت
جهت صحيح جريان
پرماندن كامل خط
عدم وجود حباب هوا
تأثير وزن روتور بر بلبرينگ
وجود فشار كافي در پايين دست
مهار مناسب لوله
بعضي فلومترهاي توربيني فقط براي نصب افقي كاليبره يا طراحي شده اند. در چنين مواردي نصب عمودي مي تواند دقت و عمر دستگاه را كاهش دهد.
محل مناسب نصب فلومتر توربيني نسبت به پمپ
نصب مستقيم فلومتر در خروجي پمپ مي تواند جريان ناپايدار، ضرباني يا چرخشي ايجاد كند. همچنين لرزش پمپ ممكن است به فلومتر منتقل شود.
بهتر است ميان پمپ و فلومتر، طول مستقيم كافي يا فلو كانديشنر در نظر گرفته شود و همچنين فلومتر نبايد در سمت مكش پمپ و در نقطه اي نصب شود كه احتمال فشار پايين، ورود هوا يا كاويتاسيون وجود دارد.
مراحل راه اندازي فلومتر توربيني
پس از تكميل نصب مكانيكي و الكتريكي، راهاندازي بايد به آرامي انجام شود.
۱. بررسي نهايي اتصالات
فلنجها، گسكتها، اتصالات رزوهاي، كابلها، جهت جريان و ساپورتها كنترل شوند.
۲. بازكردن آرام شيرها
شير بالادست بايد بهآرامي باز شود تا سيال بدون ضربه وارد فلومتر شود. بازكردن ناگهاني شير ممكن است باعث Overspeed روتور، ضربه قوچ يا آسيب به بلبرينگ شود.
۳. هواگيري خط
در خطوط مايع، هواي داخل لوله بايد تخليه شود. وجود هوا در زمان شروع كار باعث چرخش نامنظم روتور و نوسان خروجي ميشود.
۴. پركردن كامل خط
پيش از شروع اندازهگيري، اطمينان حاصل شود كه فلومتر كاملاً از سيال پر شده است.
۵. كنترل نشتي
تمام اتصالات در فشار كاري از نظر نشتي بررسي شوند.
۶. بررسي خروجي
مقدار دبي روي نمايشگر، خروجي پالس و مقدار دريافتشده در PLC يا سيستم كنترل مقايسه شوند.
۷. افزايش تدريجي دبي
دبي بهآرامي افزايش داده شود و از تجاوز آن از حداكثر ظرفيت فلومتر جلوگيري شود.
۸. ثبت شرايط اوليه
مقدار دبي، فشار، دما، فركانس خروجي و توتالايزر در زمان راه اندازي ثبت شود تا در عيب يابي هاي بعدي مورد استفاده قرار گيرد.
اشتباهات رايج در نصب فلومتر توربيني
- نصب بدون استرينر
ورود ذرات خارجي يكي از مهم ترين دلايل قفل شدن يا فرسودگي روتور است. - نصب بلافاصله بعد از زانويي يا شير
جريان متلاطم و چرخشي باعث تغيير سرعت روتور و افزايش خطاي اندازه گيري مي شود. - نصب برعكس
عدم تطابق فلش روي بدنه با جهت جريان ميتواند عملكرد فلومتر را مختل كند. - بازكردن سريع شير
افزايش ناگهاني دبي ممكن است روتور را با سرعتي بيشتر از محدوده مجاز بچرخاند. - استفاده در سيال آلوده
فلومتر توربيني براي سيالات تميز طراحي شده است و ذرات جامد ميتوانند به قطعات داخلي آسيب بزنند. - نصب در خط نيمه پر
وجود هوا در لوله باعث افزايش يا نوسان كاذب سرعت روتور مي شود. - رعايت نكردن طول مستقيم
پروفايل جريان نامتقارن، رابطه ميان سرعت روتور و دبي واقعي را تغيير ميدهد. - نصب شير كنترل در بالادست نزديك فلومتر
شير نيمه باز جريان متلاطم ايجاد كرده و دقت فلومتر را كاهش مي دهد. - واردكردن K-Factor اشتباه
حتي اگر نصب مكانيكي صحيح باشد، تنظيم اشتباه K-Factor باعث نمايش دبي نادرست مي شود.
- قرارگيري كابل سيگنال كنار كابل قدرت
نويز الكترومغناطيسي مي تواند پالسهاي كاذب ايجاد كند يا باعث ازدست رفتن پالس شود.
عيب يابي فلومتر توربيني پس از نصب
- فلومتر هيچ دبي اي نشان نمي دهد
علتهاي احتمالي عبارتاند از:
جريان واقعي وجود ندارد.
فلومتر برعكس نصب شده است.
روتور گير كرده است.
استرينر مسدود شده است.
سيمكشي قطع يا اشتباه است.
منبع تغذيه مناسب نيست.
فاصله سنسور پيكاپ تنظيم نيست.
ورودي نمايشگر بهدرستي تنظيم نشده است.
دبي كمتر از حداقل قابل اندازهگيري است.
- مقدار دبي نوسان دارد
دلايل احتمالي شامل موارد زير است:
وجود حباب هوا
جريان پالسي پمپ
طول مستقيم ناكافي
شير نيمهباز در بالادست
ارتعاش شديد
نويز الكتريكي
آسيب بلبرينگ
گرفتگي جزئي روتور
تغييرات واقعي دبي
- فلومتر بيشتر از مقدار واقعي نشان مي دهد
دلايل احتمالي شامل موارد زير است:
وجود جريان چرخشي
ورود حباب هوا
K-Factor اشتباه
Scaling نادرست PLC
نويز و پالس كاذب
نصب نزديك پمپ يا شير كنترل
انتخاب اشتباه واحد اندازه گيري
- فلومتر كمتر از مقدار واقعي نشان مي دهد
دلايل احتمالي شامل موارد زير است:
اصطكاك يا گيركردن روتور
رسوب روي پرهها
ويسكوزيته بالاتر از مقدار كاليبراسيون
ازدسترفتن پالس
سيمكشي نامناسب
دبي پايينتر از حداقل رنج
آسيب بلبرينگ
- بعد از مدتي عملكرد دستگاه ضعيف شده است
اين وضعيت ممكن است ناشي از فرسودگي بلبرينگ، آلودگي روتور، خوردگي قطعات داخلي، رسوب يا تغيير خواص سيال باشد.
نگهداري فلومتر توربيني بعد از نصب
فلومتر توربيني به دليل داشتن قطعات متحرك به نگهداري دورهاي نياز دارد.
برنامه نگهداري مي تواند شامل موارد زير باشد:
- تميزكردن دوره اي استرينر
- كنترل نوسان سيگنال
- بررسي صداي غيرعادي
- كنترل نشتي اتصالات
- بررسي كابل و كانكتور
- كنترل آزادبودن حركت روتور
- بررسي سايش پرهها
- كنترل بلبرينگ ها
- مقايسه دبي با تجهيز مرجع
- صحت سنجي K-Factor
- كاليبراسيون دوره اي
فاصله زماني سرويس به نوع سيال، ميزان كاركرد، فشار، دما، تميزي فرايند و اهميت اندازه گيري بستگي دارد.
چك ليست نصب فلومتر توربيني
پيش از راه اندازي نهايي، موارد زير كنترل شوند:
- فلومتر براي نوع سيال مناسب است.
- سايز و محدوده دبي صحيح انتخاب شده است.
- جهت فلش با جهت جريان مطابقت دارد.
- خط لوله تميز شده است.
- استرينر در بالادست نصب شده است.
- طول مستقيم كافي وجود دارد.
- گسكت وارد مسير جريان نشده است.
- لولهها هم راستا هستند.
- بدنه تحت فشار مكانيكي نيست.
- خط كاملاً از سيال پر مي شود.
- احتمال حباب و كاويتاسيون كنترل شده است.
- شير كنترل در محل مناسبي قرار دارد.
- كابل سيگنال از كابل قدرت جدا است.
- منبع تغذيه صحيح است.
- K-Factor به درستي وارد شده است.
- شيرها به آرامي باز مي شوند.
- خروجي نمايشگر و PLC با يكديگر مطابقت دارند.
- نشتي در اتصالات وجود ندارد.
جمع بندي
نحوه نصب فلومتر توربيني تأثير مستقيمي بر دقت، پايداري و طول عمر دستگاه دارد. براي نصب اصولي بايد جهت جريان، طول مستقيم، تميزي سيال، وضعيت استرينر، پر بودن خط، فشار پايين دست و محل قرارگيري شيرها به دقت بررسي شوند.
فلومتر نبايد بلافاصله بعد از پمپ، شير كنترل يا زانويي نصب شود. نصب استرينر در بالادست، جلوگيري از ورود حباب، كنترل كاويتاسيون، استفاده از ساپورت مناسب و بازكردن آرام شيرها از مهمترين نكات اجرايي هستند.
پس از نصب مكانيكي نيز سيمكشي، منبع تغذيه، شيلد كابل و K-Factor بايد بهدرستي تنظيم شوند. نمايش عدد اشتباه هميشه به معناي خرابي فلومتر نيست و ممكن است از نصب نامناسب، جريان متلاطم، تنظيمات اشتباه يا شرايط نامناسب سيال ناشي شود.
در نهايت، دستورالعمل سازنده هر فلومتر بايد مرجع اصلي نصب باشد؛ زيرا موقعيت نصب، طول مستقيم، اندازه فيلتر، فشار مجاز و الزامات راهاندازي در مدلهاي مختلف يكسان نيستند.
برچسب: ،
ادامه مطلب
