海水管线外夹套式超声波流量计故障解决方法

李超平

（中海福建天然气有限责任公司，福建 莆田 351100）

0 引言

福建LNG 接收站使用ORV（开架式海水汽化器）汽化LNG，以实现气态天然气的高压外输。要进行稳定的高压外输，首先要保证有足够的海水加热LNG，所以，对海水流量的测量与控制就显得非常重要。流量计量设备采用外夹套式海水超声波流量计（以下简称“超声波流量计”）。但随着高压外输的进行，超声波流量计逐渐出现运行不稳定、无法进行测量等故障。快捷有效地解决故障，准确地把握超声波流量计的维护方式与周期，对于保证福建LNG接收站稳定安全运行具有重要的意义。

1 改造预案

图1是超声波流量计在现场的安装实物，图2是实物安装示意图。超声波流量计的工作原理为发射端发射超声波信号，接收端接收到从发射端发出的信号，将接收到的信号信息与静态时的信号信息进行比对，根据比对的差异就可以计算出海水的流速，进而计算出海水的流量。

在实际使用中，每台ORV 对应2 台超声波流量计，一台作为DCS 信号在DCS 界面上显示，另一台作为ESD信号，信号直接进ESD系统进行联锁。图3为超声波联锁控制流程示意图。超声波联锁控制的作用在于防止海水泵突然停车使LNG 进入下游管线中导致重大事故发生。

图1 超声波流量计实际安装位置图

图2 超声波流量计安装示意图

图3 ORV海水流量控制逻辑图

1.1 改造方案设计思路

图4为改造方案设计图。由图4所示，海水泵出口压力表测量到的压力信号PT 值先传入DCS 机柜，再将信号传入ESD 机柜，进而在ESD 系统中进行连锁控制。

图4 改造方案设计图

根据图4 可以得到图5 的接线图。图5 中E、F、G、H分别为ORV A、B、C、D海水流量信号接线端子，带红色标记的A、B、C、D 分别代表的是海水泵A、B、C、D出口压力表4对信号线。

图5 现场与机柜接线图

第一个半个月内开海水泵A，使用的是ORV B，需要将“A”对信号线接到接线端子“F”上。以此类推，运行海水泵C 与ORV D，只需要将“C”对信号线接到接线端子“H”上。根据不同的组合，通知专业仪表人员更换接线端子即可。

1.2 设定值整定

从数据表中可以得到海水泵出口与ORV 海水流量计的量程范围，详细数值参见表1与表2。

表1与表2中的设定联锁临界值均为估值。以表1和表2的设定联锁临界值为例，如果预设定临界值为200 kPa，则高压外输跳车的临界值为1 700 m3，只需将跳车值设定为1 700 m3即可。工艺条件不同，跳车临界值设定也不同。

表1 海水泵出口压力整定表

表2 ORV海水流量整定表

按照改造方案，在正常运行过程中，11-FIT-1022／2022／3022／4022在DCS画面上显示的值为2 890～3 145 m3（与海水出口压力值有关），显然这个值是不准确的。在进行海水流量调节时，只能查看功能不稳定的11-FIT-1021／2021／3021／4021读数。

2 解决办法

图6 耦合剂失效图

实施在预改造方案的同时，还进行着经过一系列功能恢复测试，发现超声波流量计不能正常工作的主要原因是耦合剂失效，如图6所示。使用聚四氟乙烯脂代替超声波流量原配耦合剂其实是一个比较好的选择。经过试验，发现聚四氟乙烯脂放在露天下1个月可以保持性能不变，这足以证明聚四氟乙烯脂可以作为超声波流量计的耦合剂，并且可以保证半年进行1 次维护。为使超声波流量计使用更加稳定，还可以在安装好的超声波流量计探头四周加一层黄油以解决耦合剂流动造成耦合剂的不足。

3 结论

通过对超声波流量计故障的研究与试验，证明厂家随机配备的耦合剂存在一定的问题，主要表现在耦合剂的流动性大，由于重力的作用会造成超声波探头与管道的耦合度不够，使超声波流量计无法正常使用而形成故障。原配的耦合剂为进口产品，其价格偏高，产品有效期短，不能一次性大量采购，需要频繁采购且采购周期长，不能很好地满足现场生产的要求。然而，聚四氟乙烯脂却不存在这些问题，国内就能够采购，而且价格便宜，粘度大，不会变质，可以一次性大量采购。实践证明，以聚四氟乙烯脂代替超声波原配耦合剂，设备故障率降低，维护周期延长，节省了大量的时间，能够较好地满足现场生产的要求。我们认为，使用聚四氟乙烯脂代替超声波耦合剂是一个大胆的尝试，是进口特殊设备易耗品国产化的一种尝试，对于其他的设备改造或检修具有一定的启发意义。