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氣體渦輪流量計的特點分析及應用
發布時間:2021-12-27 08:38:37

摘要:近年來,隨著各行業對成本核算、貿易往來、節約能源、自動控制等工作的重視,用戶對流量測量的需求日益增多,同時對流量計的測量精度、量程比、適用介質等技術指標提出了越來越高的要求。由于城市燃氣管網遍布于整個城市,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(液化天然氣、煤制氣)一般壓力較低、流速不高,因此其流量測量有固有的特殊性。基于此,本文主要氣體渦輪流量計特點及應用進行研究。
  隨著我國天然氣工業的快速發展,用于天然氣計量的流量計數量日益增多,天然氣貿易計量直接涉及到貿易雙方巨大的經濟利益,因此,確保流量計的計量準確度也就成為了供需雙方關注的焦點。
1渦輪流量計的原理
  渦輪流量計是一種速度式流量計,利用氣體推動流量計葉輪轉動,葉輪旋轉的速度與流體體積流量成正比,根據電磁感應原理,利用磁敏傳感器從同步轉動的葉輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號,經運算處理得出體積流量。其測量精度較高,準確度等級可達到0.5級、1.0級、1.5級:量程比寬,一般為1:10測量范圍寬:結構緊湊輕巧,裝維護方便前后直管段要求較低,可用于中、高壓計量。
2渦輪流量計的特點
  渦輪流量計是一.種有很多優點的流量儀表歸納起來,它有如下特點:
(1)準確度高。渦輪流量計的準確度在(0.5-0.1)%左右,在線性流量范圍內,即使流量發生變化,累積流量準確度也不會降低,并且在短時間內,渦輪流量計的再現性可達0.05%。
(2)量程比寬。渦輪流量計的量程比可達8-10,在同樣口徑下,渦輪流量計的最大流量值大于很多其它流量計。
(3)適應性強。渦輪流量計可以做成封閉結構,其轉速信號是非接觸測量,所以容易實現耐高壓設計。如果流量計的渦輪和軸承選擇耐高溫、熱膨脹系數小的材料,就可以在較寬的溫度范圍內使用。
(4)數字信號輸出。渦輪流量計輸出為與流量成正比的脈沖數字信號,它具有在傳輸過程中準確度不降低、易于累積、易于送入計算機系統的優點。
3誤差的產生及消除
  渦輪流量計同樣存在以下缺點:有可動部件,易于損壞,關鍵件軸承易磨損,抗臟污能力差,對介質的干凈程度要求較高,難以長期保持校準特性,需要定期校驗。造成誤差的原因有:計量表自身質量問題,設計選型不合理,安裝不到位,運行中維護保養不當等。
(1)合理選型,由于渦輪流量計渦輪慣性的存在,在流量波動頻繁的場合不宜使用,否則會降低計量精度。要比較準確地估計用氣量的峰谷值和介質的壓力情況,正確確定流量計的規格。從渦輪流量計誤差特性曲線可以看出,應使流量計的工作流量范圍20%Qmax-80%Qmax(Qmax為流量計的最大流量)。
(2)氣體渦輪流量計前必須安裝過濾器:應保持過濾器暢通,若發現過濾器堵塞(可憑過濾器進出壓差來判斷)時,應及時對過濾器進行清洗,若未配差壓計的每月清洗-一次。
(3)渦輪流量計對上、下游直管段有一定要求。對于工業測量,--般要求上游10D,下游5D的直管長度。為消除二次流動,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,可使流量計的測量準確度達到標定時的準確度等級.尤其是表前有縮徑或半開閥門的情況。安裝時,密封墊不得突入管道中,流量計與管路軸線目測不得有明顯偏差,不得產生安裝應力。
4渦輪流量計的應用
為了使檢定合格的渦輪流量計在現場正常運行,需要注意以下幾方面的問題。
4.1天然氣介質對渦輪流量計的影響
1) 在實際使用過程中,渦輪流量計經常會出現臟污情況,從而影響流量計葉輪的轉動,如不進行處理,就會影響流量計脈沖輸出。
2)表體內壁及上游直管段的表面粗糙度變化引起流速分布的變化,從而影響流量計的準確度和穩定性。不同廠家的渦輪流量計的傳感器敏感程度各不相同。一般來說,臟污堆積對口徑小的渦輪流量計較之口徑大的渦輪流量計的影響更大。
4.2工況條件對渦輪流量計的影響
  由于渦輪流量計渦輪慣性的存在,在流量波動頻繁的場合不宜使用,否則會降低計量精度。同時,要比較準確地估計用氣量的峰谷值和介質的壓力情況,正確確定流量計的規格。從渦輪流量計誤差特性曲線可以看出,應使流量計的工作流量范圍在20%Qmax~80%Qmax(Qmax為流量計的最大流量)之間。當被測介質流量小于所選流量計的20%Qmax以下時,介質流體在管道中流速遲緩處于層流狀況,流量計的測量線性變差,難以達到用戶要求的計量精度。當介質工況流量大于所選流量計的80%Qmax時,渦輪轉速將變的很快,減速軸承和支架的磨損會影響渦輪流量計的使用壽命。
4.3渦輪流量計在安裝中的要求
1)介質流體流速分布不對稱和旋渦流是影響渦輪流量計測量精度的重要原因,要清除流速不對稱和旋渦流則需要在渦輪流量計前端有足夠長的直管段。
2)渦輪流量計的安裝位置不能有激烈的機械震動和強的電磁干擾。
3)渦輪流量計安裝時,密封墊不得突入管道中,流量計與管路軸線目測不得有明顯偏差。不得產生安裝應力。
4.4帶機械讀數渦輪流量計的要求
  對于有機械讀數帶修正儀的渦輪流量計,除抄取標況體積值之外,同時應該及時比對基表讀數與修正儀上的工況流量是否一致,兩者正常情況下應該是相差不大的。
4.5流量計拆卸要求
  工藝管道檢修時應拆下流量計,然后用干凈的布把流量計兩端包好,防止污物、鐵屑等落入流量計將渦輪葉片損壞。
4.6流量計的日常檢查
  為保證渦輪流量計長期正常工作,應加強儀表的運行檢查,監測葉輪旋轉情況,如聲音異常應及時卸下檢查傳感器內部零件,渦輪軸承磨損嚴重或葉片損壞的,必須維修更換,.并重新檢定。
4.7流量計的日常維護
  有潤滑油或清洗液注入口的傳感器,應按要求定期注入潤滑油或清洗液,保證葉輪良好運行。在無潤滑油情況下長期連續運行,勢必造成致命磨損,阻尼力增加而導致運行變慢,計量結果產生負差并且.影響使用壽命。
5結語
  為保證氣體渦輪流量計的現場計量性能,需要正確使用流量計,并進-°步深入研究不同介質和壓力標準裝置檢定渦輪流量計的差異,以及影響渦輪流量計測量誤差的關鍵因素,以指導現場流量計的使用,保證流量計現場計量量值的準確可靠。

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