淺談渦輪流量計(jì)在天然氣流量計(jì)量中的應(yīng)用

一、論述渦輪流量計(jì)的主要特點(diǎn)

渦輪流量計(jì)是一種流量測(cè)量?jī)x表，通過流動(dòng)流體的動(dòng)力來驅(qū)使渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)速度與體積流量近似成正比例關(guān)系。而且通過流量計(jì)的流體體積示值是以渦輪葉輪轉(zhuǎn)數(shù)為基準(zhǔn)的。

當(dāng)天然氣進(jìn)入流量計(jì)時(shí)，首先要經(jīng)過氣體渦輪流量計(jì)內(nèi)部特殊結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)流體并加速。在流體的作用下，渦輪葉片會(huì)與流體流向形成一定角度，這個(gè)時(shí)候渦輪就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩需要克服阻力力矩和摩擦力矩之后才能帶動(dòng)渦輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、阻力力矩和摩擦力矩達(dá)到平衡時(shí)，渦輪的轉(zhuǎn)速就會(huì)恒定。而且渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度與流量成線性關(guān)系。葉輪的轉(zhuǎn)速經(jīng)一副齒輪減速，同時(shí)由一個(gè)密封的磁性耦合器件將轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)傳到儀表外部的機(jī)械式計(jì)數(shù)器。利用電磁感應(yīng)原理，通過旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片頂端導(dǎo)磁體周期性地改變磁阻，從而在線圈兩端感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號(hào)，測(cè)出脈沖信號(hào)的頻率便得到流量的大小。渦輪流量計(jì)要與流量計(jì)算機(jī)配套使用，流量計(jì)算機(jī)中含有溫度、脈沖、壓力檢測(cè)通道，并配有各種通訊接口。

主要特點(diǎn)：

1、精度高、無零點(diǎn)漂移、高量程比、重復(fù)性好。由于渦輪流量計(jì)采用的是高質(zhì)量的軸承和獨(dú)特的導(dǎo)流片，大大增強(qiáng)了它的抗磨損性能，而且還能夠在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)不失真。

2、采用的是脈沖輸出信號(hào)，容易對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。

3、采用了先進(jìn)的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)，使得整體的功能增強(qiáng)、功耗降低，從而使它的各項(xiàng)性能也更加優(yōu)越。

4、渦輪流量計(jì)的葉輪具有防腐的效果，外部采用的也是全不銹鋼結(jié)構(gòu)，本身具有較強(qiáng)的抗磁干擾和振動(dòng)能力，大大增強(qiáng)了儀表的使用年限。

5、維修容易，而且其內(nèi)部含有自整流的結(jié)構(gòu)，小型輕巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以在很短的時(shí)間內(nèi)將其組合完成。

通過上述對(duì)渦輪流量計(jì)主要特點(diǎn)的介紹，我們知道，渦輪流量計(jì)的各項(xiàng)性能優(yōu)越，且功能較強(qiáng)大，所以，其應(yīng)用也相當(dāng)?shù)膹V泛，例如，石油、天然氣、液化氣和低溫流體等。在歐洲、北美以及我國(guó)西氣東輸一線、二線和川氣東輸管線等等，也大量的使用渦輪流量計(jì)進(jìn)行貿(mào)易計(jì)量，顯然，渦輪流量計(jì)已成為廣泛使用的天然氣流量計(jì)。

二、渦輪流量計(jì)在天然氣流量計(jì)量中的應(yīng)用

隨著我國(guó)天然氣工程的蓬勃發(fā)展，渦輪流量計(jì)正廣泛的應(yīng)用于天然氣貿(mào)易結(jié)算過程中。利用渦輪流量計(jì)計(jì)量天然氣流量之前，首先要安裝渦輪流量計(jì)，安裝渦輪流量計(jì)之前，要確認(rèn)輸氣管線是清潔的，且沒有水、臟污等這些能夠?qū)u輪葉片和渦輪流量計(jì)機(jī)械部分造成損壞的雜質(zhì)，如果被測(cè)天然氣中含有雜質(zhì)，必須要添加過濾器，防止渦輪流量計(jì)損壞。渦輪流量計(jì)在安裝的時(shí)候應(yīng)該要保持水平，盡量不要垂直安裝，如果天然氣管道中含有水，則渦輪流量計(jì)要傾斜擺放，保證天然氣能夠從流量計(jì)中出來。天然氣的傳輸方向要與渦輪流量計(jì)上標(biāo)注的方向一致，不得反方向安裝。一般推薦在渦輪流量計(jì)的入口和出口端各加接一段直管，入口端長(zhǎng)度要不小于10倍管段內(nèi)徑，出口端長(zhǎng)度不小于5倍管段內(nèi)徑，或者可以在阻流設(shè)備與渦輪流量計(jì)之間安裝整流器。

三、渦輪流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題及相關(guān)建議

由于各種因素的影響，渦輪流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用的過程中還是存在一些問題的。常見的問題有：無信號(hào)、運(yùn)轉(zhuǎn)速度忽慢忽快、渦輪流量計(jì)不計(jì)數(shù)、負(fù)偏差增加（準(zhǔn)確度降低）以及設(shè)計(jì)流量與實(shí)際流量不匹配等等。針對(duì)上述問題可以提出如下建議：

1、對(duì)于無信號(hào)的情況，要先檢查電源，檢查電源沒問題后再對(duì)渦輪流量計(jì)本身進(jìn)行檢查，并判斷是一次儀表還是二次儀表的故障，如果二次儀表沒有問題，則檢查信號(hào)線是否正確連接，如果仍然無信號(hào)輸出，也有可能是流體的流速太慢或者傳感器出現(xiàn)了問題，導(dǎo)致檢測(cè)不到信號(hào)。

2、對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)速度忽慢忽快的情況，首先可以通過調(diào)整儀表系數(shù)來控制速度，如果儀表系數(shù)變化較大，也可以檢查插入桿深度是否恰當(dāng)，大多數(shù)情況下，是由于葉輪無法運(yùn)轉(zhuǎn)，流量計(jì)內(nèi)部含有污物，可以使用鹽酸來清洗污物

3、對(duì)于渦輪流量計(jì)不計(jì)數(shù)的情況，可能是由于電源或者開關(guān)接觸不良導(dǎo)致的，所以要對(duì)渦輪流量計(jì)內(nèi)部的器件進(jìn)行檢查，檢查各個(gè)部件是否出現(xiàn)故障，如果出現(xiàn)了故障，要及時(shí)修理或更換零件。

4、作為速度式流量計(jì)，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加（通常在運(yùn)行兩年后），內(nèi)部軸承會(huì)逐漸磨損，容易造成葉輪轉(zhuǎn)速變慢（與正常相比），計(jì)量負(fù)偏差增大，從而引起計(jì)量偏少的現(xiàn)象，對(duì)大流量的計(jì)量影響尤為突出。建議改善方式：與生產(chǎn)廠家及代理商積極溝通，進(jìn)行有針對(duì)性的維護(hù)或者干脆定期更換軸承。

5、在計(jì)量管理中，常常會(huì)遇到流量表設(shè)計(jì)流量與實(shí)際流量不匹配的問題：要么設(shè)計(jì)流量過大，起步流量高，投產(chǎn)后造成小流量時(shí)不能正常計(jì)量甚至不計(jì)量（俗稱“大馬拉小車”）；要么設(shè)計(jì)流量過小而造成過載運(yùn)行甚至流量計(jì)損壞（俗稱“小馬拉打車”）。避免上述問題的發(fā)生，需要在儀表選型前，充分掌握下游用氣單位及用氣設(shè)備的負(fù)荷情況，考慮到相關(guān)的影響因素；同時(shí)，運(yùn)行中隨著用氣情況的變化對(duì)計(jì)量表也要作相應(yīng)調(diào)整。這些也是對(duì)輸差控制的一項(xiàng)重要手段。

四、結(jié)束語

作為貿(mào)易計(jì)量?jī)x表，利用渦輪流量計(jì)進(jìn)行天然氣流量計(jì)量，在我國(guó)天然氣流量計(jì)量中的應(yīng)用已相當(dāng)?shù)膹V泛。因此，作為管理單位，需要加強(qiáng)規(guī)范化管理：建立相應(yīng)運(yùn)行檔案，定期對(duì)渦輪流量計(jì)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，按時(shí)查看其安全性和運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，嚴(yán)格按照使用說明書進(jìn)行操作，執(zhí)行法定周期檢定制度，保持同生產(chǎn)廠家的技術(shù)交流，適時(shí)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)更新，確保渦輪流量計(jì)安全、正常運(yùn)行。

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