摘要:近年來，隨著各行業(yè)對(duì)成本核算、貿(mào)易往來、節(jié)約能源、自動(dòng)控制等工作的重視，用戶對(duì)流量測(cè)量的需求日益增多,同時(shí)對(duì)流量計(jì)的測(cè)量精度、量程比、適用介質(zhì)等技術(shù)指標(biāo)提出了越來越高的要求。由于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)遍布于整個(gè)城市，考慮到供氣安全、管道的沿程壓力損失等問題，管道中的介質(zhì)(液化天然氣、煤制氣)一般壓力較低、流速不高，因此其流量測(cè)量有固有的特殊性�；诖�，本文主要氣體渦輪流量計(jì)特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行研究。
隨著我國天然氣工業(yè)的快速發(fā)展，用于天然氣計(jì)量的流量計(jì)數(shù)量日益增多，天然氣貿(mào)易計(jì)量直接涉及到貿(mào)易雙方巨大的經(jīng)濟(jì)利益，因此，流量計(jì)的計(jì)量精度也就成為了供需雙方關(guān)注的焦點(diǎn)。
1渦輪流量計(jì)的原理
渦輪流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，利用氣體推動(dòng)流量計(jì)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪旋轉(zhuǎn)的速度與流體體積流量成正比，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用磁敏傳感器從同步轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪上感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理得出體積流量。其測(cè)量精度較高，精度等級(jí)可達(dá)到0.5級(jí)、1.0級(jí)、1.5級(jí):量程比寬，一般為1:10測(cè)量范圍寬:結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，裝維護(hù)方便前后直管段要求較低，可用于中、高壓計(jì)量。
2渦輪流量計(jì)的特點(diǎn)
渦輪流量計(jì)是一.種有很多優(yōu)點(diǎn)的流量儀表歸納起來，它有如下特點(diǎn):
(1)精度高。渦輪流量計(jì)的精度在(0.5-0.1)%左右，在線性流量范圍內(nèi)，即使流量發(fā)生變化，累積流量精度也不會(huì)降低，并且在短時(shí)間內(nèi)，渦輪流量計(jì)的再現(xiàn)性可達(dá)0.05%。
(2)量程比寬。渦輪流量計(jì)的量程比可達(dá)8-10，在同樣口徑下，渦輪流量計(jì)的最大流量值大于很多其它流量計(jì)。
(3)適應(yīng)性強(qiáng)。渦輪流量計(jì)可以做成封閉結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)速信號(hào)是非接觸測(cè)量，所以容易實(shí)現(xiàn)耐高壓設(shè)計(jì)。如果流量計(jì)的渦輪和軸承選擇耐高溫、熱膨脹系數(shù)小的材料，就可以在較寬的溫度范圍內(nèi)使用。
(4)數(shù)字信號(hào)輸出。渦輪流量計(jì)輸出為與流量成正比的脈沖數(shù)字信號(hào)，它具有在傳輸過程中精度不降低、易于累積、易于送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。
3誤差的產(chǎn)生及消除
渦輪流量計(jì)同樣存在以下缺點(diǎn):有可動(dòng)部件，易于損壞，關(guān)鍵件軸承易磨損，抗臟污能力差，對(duì)介質(zhì)的干凈程度要求較高，難以長期保持校準(zhǔn)特性，需要定期校驗(yàn)。造成誤差的原因有:計(jì)量表自身質(zhì)量問題，設(shè)計(jì)選型不合理，安裝不到位，運(yùn)行中維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)?shù)取?
(1)合理選型，由于渦輪流量計(jì)渦輪慣性的存在，在流量波動(dòng)頻繁的場合不宜使用，否則會(huì)降低計(jì)量精度。要比較正確地估計(jì)用氣量的峰谷值和介質(zhì)的壓力情況，正確確定流量計(jì)的規(guī)格。從渦輪流量計(jì)誤差特性曲線可以看出，應(yīng)使流量計(jì)的工作流量范圍20%Qmax-80%Qmax(Qmax為流量計(jì)的最大流量)。
(2)氣體渦輪流量計(jì)前必須安裝過濾器:應(yīng)保持過濾器暢通，若發(fā)現(xiàn)過濾器堵塞(可憑過濾器進(jìn)出壓差來判斷)時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)過濾器進(jìn)行清洗，若未配差壓計(jì)的每月清洗-一次。
(3)渦輪流量計(jì)對(duì)上、下游直管段有一定要求。對(duì)于工業(yè)測(cè)量，--般要求上游10D，下游5D的直管長度。為消除二次流動(dòng)，最好在上游端加裝整流器。若上游端能保證有10D左右的直管段，并加裝整流器，可使流量計(jì)的測(cè)量精度達(dá)到標(biāo)定時(shí)的精度等級(jí).尤其是表前有縮徑或半開閥門的情況。安裝時(shí)，密封墊不得突入管道中，流量計(jì)與管路軸線目測(cè)不得有明顯偏差，不得產(chǎn)生安裝應(yīng)力。
4渦輪流量計(jì)的應(yīng)用
為了使檢定合格的渦輪流量計(jì)在現(xiàn)場正常運(yùn)行，需要注意以下幾方面的問題。
4.1天然氣介質(zhì)對(duì)渦輪流量計(jì)的影響
1）
在實(shí)際使用過程中，渦輪流量計(jì)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)臟污情況，從而影響流量計(jì)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，如不進(jìn)行處理，就會(huì)影響流量計(jì)脈沖輸出。
2)表體內(nèi)壁及上游直管段的表面粗糙度變化引起流速分布的變化，從而影響流量計(jì)的精度和穩(wěn)定性。不同廠家的渦輪流量計(jì)的傳感器敏感程度各不相同。一般來說，臟污堆積對(duì)口徑小的渦輪流量計(jì)較之口徑大的渦輪流量計(jì)的影響更大。
4.2工況條件對(duì)渦輪流量計(jì)的影響
由于渦輪流量計(jì)渦輪慣性的存在，在流量波動(dòng)頻繁的場合不宜使用，否則會(huì)降低計(jì)量精度。同時(shí)，要比較正確地估計(jì)用氣量的峰谷值和介質(zhì)的壓力情況，正確確定流量計(jì)的規(guī)格。從渦輪流量計(jì)誤差特性曲線可以看出，應(yīng)使流量計(jì)的工作流量范圍在20%Qmax~80%Qmax(Qmax為流量計(jì)的最大流量)之間。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)流量小于所選流量計(jì)的20%Qmax以下時(shí)，介質(zhì)流體在管道中流速遲緩處于層流狀況，流量計(jì)的測(cè)量線性變差，難以達(dá)到用戶要求的計(jì)量精度。當(dāng)介質(zhì)工況流量大于所選流量計(jì)的80%Qmax時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)速將變的很快，減速軸承和支架的磨損會(huì)影響渦輪流量計(jì)的使用壽命。
4.3渦輪流量計(jì)在安裝中的要求
1）介質(zhì)流體流速分布不對(duì)稱和旋渦流是影響渦輪流量計(jì)測(cè)量精度的重要原因，要清除流速不對(duì)稱和旋渦流則需要在渦輪流量計(jì)前端有足夠長的直管段。
2）渦輪流量計(jì)的安裝位置不能有激烈的機(jī)械震動(dòng)和強(qiáng)的電磁干擾。
3)渦輪流量計(jì)安裝時(shí)，密封墊不得突入管道中，流量計(jì)與管路軸線目測(cè)不得有明顯偏差。不得產(chǎn)生安裝應(yīng)力。
4.4帶機(jī)械讀數(shù)渦輪流量計(jì)的要求
對(duì)于有機(jī)械讀數(shù)帶修正儀的渦輪流量計(jì)，除抄取標(biāo)況體積值之外，同時(shí)應(yīng)該及時(shí)比對(duì)基表讀數(shù)與修正儀上的工況流量是否一致，兩者正常情況下應(yīng)該是相差不大的。
4.5流量計(jì)拆卸要求
工藝管道檢修時(shí)應(yīng)拆下流量計(jì)，然后用干凈的布把流量計(jì)兩端包好，防止污物、鐵屑等落入流量計(jì)將渦輪葉片損壞。
4.6流量計(jì)的日常檢查
為保證渦輪流量計(jì)長期正常工作，應(yīng)加強(qiáng)儀表的運(yùn)行檢查，監(jiān)測(cè)葉輪旋轉(zhuǎn)情況，如聲音異常應(yīng)及時(shí)卸下檢查傳感器內(nèi)部零件，渦輪軸承磨損嚴(yán)重或葉片損壞的，必須維修更換,.并重新檢定。
4.7流量計(jì)的日常維護(hù)
有潤滑油或清洗液注入口的傳感器，應(yīng)按要求定期注入潤滑油或清洗液，保證葉輪良好運(yùn)行。在無潤滑油情況下長期連續(xù)運(yùn)行，勢(shì)必造成致命磨損，阻尼力增加而導(dǎo)致運(yùn)行變慢，計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生負(fù)差并且.影響使用壽命。
5結(jié)語
為保證氣體渦輪流量計(jì)的現(xiàn)場計(jì)量性能，需要正確使用流量計(jì)，并進(jìn)-°步深入研究不同介質(zhì)和壓力標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定渦輪流量計(jì)的差異，以及影響渦輪流量計(jì)測(cè)量誤差的關(guān)鍵因素，以指導(dǎo)現(xiàn)場流量計(jì)的使用，保證流量計(jì)現(xiàn)場計(jì)量量值的正確可靠。
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