摘(zhāi)要:渦輪流量(liang)計 是一種具(ju)備溫度和壓(yā)力補償功能(neng)的速度式流(liú)量👈計量器具(jù),具🐪有精度高(gāo).重複性好、量(liàng)程比高、維修(xiū)方便等優點(dian),從而在石🔞油(you)、化工、冶金等(deng)領域應用廣(guǎng)泛🌈。從渦輪流(liú)量計的特點(diǎn)、原理、類🔴型、使(shi)用以及缺陷(xiàn)等📞5個方面介(jie)紹其在天然(rán)氣計量中的(de)應用。
0前言
　　天(tian)然氣作爲一(yī)種清潔能源(yuan)在我國的能(neng)源戰略中占(zhàn)據着☀️重❤️要☁️的(de)地位,随着國(guó)家西氣東輸(shu)管道的建成(chéng)和城市燃氣(qì)管網的不斷(duàn)完善,科學準(zhǔn)确的天然氣(qì)貿易結算重(zhòng)要性凸顯。因(yin)爲在精度、重(zhòng)複性、零點漂(piao)移、量程比等(děng)方面具備顯(xiǎn)著的優勢,渦(wo)輪流量計成(chéng)爲一種被廣(guang)泛使用的速(sù)度式流量計(ji)。11其軸承制🛀作(zuò)精良、導流片(piàn)🔞經過特殊設(shè)計,能降低磨(mó)損,在極端條(tiao)件下保📧證測(ce)量的可靠🔆性(xing);其輸出信号(hao)爲脈沖,易于(yu)數字化;渦輪(lún)流量計的儀(yi)表系數和線(xiàn)性度都受壓(yā)力變化影響(xiǎng)較小,21如與帶(dai)特殊功能的(de)二次儀表配(pèi)套，還可以進(jin)行定量控制(zhì)，超量報警等(deng)，3因此在石🔞油(yóu)、液化氣、天然(rán)氣領域取得(dé)☁️了廣泛的應(ying)用，主要從🈲特(tè)點、原理、類型(xing)、應用以及不(bu)足等5個方面(mian)介紹 氣體渦(wo)輪流量計 在(zài)天然氣計量(liàng)中的應用。
1氣(qi)體渦輪流量(liang)計的特點
　　氣(qi)體渦輪式流(liú)量計安裝簡(jiǎn)單、方便，具備(bei)在線和巡檢(jiǎn)式計量已🈲廣(guǎng)泛應用于天(tiān)然氣計量中(zhong)。
1.1智能測量與(yu)補償
　　氣體渦(wo)輪流量可直(zhí)接測量氣體(ti)的标準體積(ji)或飽🌈和蒸汽(qì)的質量流量(liang)并且獲得介(jie)質溫度與壓(ya)力的測量數(shu)據🏒,對流量進(jin)🌍行自動補償(chang)和壓縮因子(zǐ)自動修正。
1.2制(zhì)造工藝先進(jin)
　　氣體渦輪流(liu)量計采用先(xian)進的微機技(ji)術與高性能(neng)✨的集成💰芯⭐片(piàn),利用先進的(de)微功耗高新(xin)技術,整機功(gōng)耗低,既可憑(ping)内電池♈長期(qī)供電運行,又(you)可由外電源(yuan)供電運🍓行,采(cǎi)用LCD顯示屏🔴方(fāng)便讀數,輸出(chu)👄脈沖信号,也(yě)✔️可輸出(4~20)mA的标(biāo)準模拟💃🏻信号(hào)。[6]
1.3自動化程度(du)高
　　具備通訊(xùn)接口能夠與(yu)上位機進行(hang)通訊,一台上(shang)位👈機✉️可與多(duo)🍉台流量計進(jin)行通訊，便于(yu)集中管理。'
2氣(qi)體渦輪流量(liàng)計工作原理(li)
　　氣體渦輪流(liú)量計的基本(ben)原理是:當沿(yan)軸線流動的(de)流體🙇‍♀️進入流(liu)量傳感器時(shí),葉片迫使流(liu)體旋轉,然後(hou)在旋渦蔓生(sheng)體的中心産(chan)生渦流。
　　渦流(liu)在文丘裏管(guan)中流動,到達(da)收縮段後突(tu)然節流,從而(er)加速。當渦旋(xuán)進人擴散區(qū)時,回流迫使(shi)其進行二次(ci)旋轉。此時，渦(wō)流💁的旋轉頻(pin)率與介質的(de)速度成線性(xìng)正🔞比。壓電傳(chuan)感器🧡檢測到(dao)的弱電荷信(xìn)号被前置放(fang)大器放大,濾(lǜ)波和整形,然(ran)🙇🏻後轉換爲脈(mo)沖信号,其頻(pin)率與流速成(cheng)正比。最後,信(xin)号被發送到(dào)積分器進行(háng)計數和處理(lǐ)。
　　流量積算儀(yí) 由 溫度和壓(ya)力計量模拟(ni)通道以及微(wēi)處理單元組(zǔ)成,流量計中(zhōng)的微處理器(qì)可根據溫度(du)測量值對應(ying)得到介質密(mì)度和壓力,完(wan)成介質的體(ti)積流量和質(zhì)量流量的計(jì)算;還可按照(zhao)氣态方程進(jin)行溫壓補償(chang),并自動進行(háng)👄壓縮因子修(xiu)正。
　　對于機械(xie)計數器式渦(wo)輪流量計，計(jì)數器通過驅(qu)動機🌈構旋轉(zhuǎn)并計數。對于(yu)使用電子流(liú)量積分器的(de)流量計,代表(biao)渦輪轉速的(de)脈沖信号通(tong)過旋轉的發(fā)訊盤或信号(hào)傳感器和放(fàng)大電路輸出(chū),脈沖信号的(de)頻率與.流體(tǐ)的體積流量(liang)成正比♍。
3氣體(tǐ)渦輪流量計(ji)類型
3.1基本型(xing)渦輪流量計(ji)
　　傳感器本身(shēn)不具備現場(chang)顯示功能,僅(jǐn)将流量信号(hào)遠傳✌️輸出。流(liú)🌈量信号可分(fen)爲脈沖信号(hao)或電流信号(hao)。價格低集成(chéng)度高體積小(xiǎo)巧，特别适用(yòng)于與二次顯(xiǎn)示儀.PLCDCS等計算(suàn)機控制系統(tǒng)配合使用。
3.2智(zhi)能渦輪流量(liàng)計
　　智能渦輪(lún)流量計 ,結合(he)了渦輪流量(liàng)傳感器和先(xian)進的超低功(gong)耗單片微機(ji)🈲技術開發的(de)顯示集成儀(yí)表，具有結構(gòu)緊湊、可🤟靠性(xing)高、抗外部電(dian)源幹擾防雷(léi)擊、成本低等(deng)優點。191可現場(chang)進🌈行儀表系(xi)數三🌏點修正(zheng)，智能補償儀(yí)表系數非線(xian)性,同時顯示(shi)瞬時流量、累(lèi)☎️積流量以及(jí)溫度、壓力等(děng)計量參數,具(jù)備數據🙇‍♀️實時(shí)存儲功能和(he)防爆功能，特(te)别适用于與(yu)PLC、DCS等計算機控(kong)制系統配合(he)使用。
4氣體渦(wō)輪流量計的(de)使用
　　氣體渦(wō)輪流量計具(jù)有靈敏度高(gao)、重複性好、量(liàng)程比大🎯精度(dù)高特點,因此(cǐ)廣泛用于天(tiān)然氣流量測(ce)量中🛀🏻。當流量(liang)變☂️化很大時(shí)，氣體渦輪流(liu)量計比差壓(yā)流量計更合(he)🌈适。氣體渦輪(lún)流量計的量(liang)程比😄寬,中大(dà)口徑可以達(da)到🌈40:1到10:1,小口徑(jing)爲6:1或5:1。随着天(tiān)然氣計量技(ji)術的🌈發展以(yǐ)及對天然氣(qi)貿易和交接(jiē)計量💜要求的(de)提高.氣體渦(wō)輪流量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計既(jì)可以滿足貿(mao)易計量的要(yao)求,又可以滿(mǎn)足較寬的測(ce)量範圍。另外(wài),它的設備成(cheng)本比孔闆流(liu)量計和氣體(ti)🔱超聲流量計(ji)低。因此,氣體(ti)渦輪流量計(jì)被🧑🏾‍🤝‍🧑🏼越來越廣(guang)泛地使用,尤(yóu)其中國天然(rán)氣市場用量(liàng)增幅明顯,但(dàn)是普⛱️遍存在(zài)下遊市場前(qian)期用量較低(di),天然氣管道(dao)往往在初期(qi)采取低壓運(yùn)行,在運行一(yī)段時間後逐(zhu)步提高壓力(lì)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,增大供應量(liang),渦輪流量計(jì)以🈚其較寬的(de)量程比能降(jiang)低測量管直(zhi)徑,從而較少(shǎo)投資。
　　氣體渦(wō)輪流量計精(jīng)度高,普通流(liú)量計的精度(dù)爲(±1~±1.5)%,特殊專用(yòng)型爲(±0.5~±0.2)%,但其精(jīng)度越高,對現(xian)場條件的要(yào)求越苛刻⛹🏻‍♀️。渦(wō)輪流量計具(ju)有良好的重(zhòng)複性,短期重(zhong)複性可達(0.05~0.2)%。如(ru)⭐果定期校準(zhǔn)，則可以獲得(dé)很高的精度(dù)。
氣體渦輪流(liu)量計結構緊(jǐn)湊輕巧、安裝(zhuang)維護方便、流(liú)通能🔆力大,适(shì)用高壓測量(liang)。儀表表體上(shàng)不必開孔，易(yì)制成高壓💞型(xing)儀表，,可以滿(mǎn)😍足管道的升(sheng)壓要求。正因(yin)爲具備以上(shang)優點,因此在(zài)天然氣貿易(yi)結算中是優(yōu)先選用的流(liú)量計之一。
5氣(qi)體渦輪流量(liang)計的缺陷
　　由(yóu)于氣體渦輪(lún)流量計難以(yi)長期保持穩(wen)定的計量♻️特(te)♋性,需要定期(qi)檢定或者校(xiào)準。對于貿易(yi)儲運和高🌏精(jing)度🐇測量的要(yào)求,需要經🈲常(chang)對流量計進(jin)行在線實流(liu)檢定以保持(chi)其特性,同時(shí)氣體密度對(dui)儀表精度有(yǒu)較大影響,由(yóu)于密度與溫(wen)度和壓力密(mi)切相關,現場(chang)溫度和壓力(lì)的波動是㊙️不(bu)可避免的,應(ying)根據其對流(liú)量計計量🏒特(te)性的影響程(cheng)度采取補償(chang)措施,以保持(chi)高精度。”1因此(ci)保持渦輪流(liu)量計精度的(de)同時,需要對(dui)現場溫度、壓(ya)力進☀️行定期(qī)校準和補償(chang),從而确保天(tiān)然氣管😘道貿(mào)易計量的準(zhǔn)确性。
　　流量計(ji)受速度分布(bù)和旋轉流的(de)畸變影響很(hěn)大。傳感器的(de)上下兩側需(xu)要設置長直(zhí)管段。如果安(ān)裝空間有限(xiàn),可以安裝整(zhěng)流器以縮短(duan)直管段的長(zhang)度,這不适合(he)測量脈動流(liú)和♋混溶流。被(bèi)測氣體的清(qīng)潔度🙇🏻要求很(hěn)高。如果氣體(ti)變髒,可以👅安(an)裝過濾器,但(dàn)同時⁉️也會帶(dài)來壓力損失(shī)增大✔️、維護增(zēng)加。
6小結
　　氣體(ti)渦輪流量計(ji)是一種速度(dù)流量計,具有(you)精度高🐅、重複(fú)性好、無🏃‍♀️零漂(piao)移、量程比大(dà)等優點。采用(yong)先進的超低(di)功耗單片微(wēi)機🐆技術研制(zhi)的渦輪流量(liang)計,特别适合(he)與計算機控(kòng)制系統(例如(rú)🐪PLC和DCS)來配套使(shǐ)用改善天然(rán)氣自🌈動化流(liú)量計量水平(ping),其量程比寬(kuān)非常适合流(liú)量變化幅度(du)較大的場合(he),可降低測量(liang)管直徑,從而(er)較少投資;短(duan)期重複性可(kě)🔞達(0.05~0.2)%，如經常校(xiao)準🐪或在線校(xiao)準可得極高(gāo)的精度;安裝(zhuang)維護方便,流(liu)通能力大适(shi)用高壓測量(liang),在✏️天然氣管(guan)道貿易結算(suàn)中是優先選(xuǎn)用的流量計(jì);然而🧡氣體密(mì)度對流量計(jì)精度有較大(da)影響,需要定(ding)期校準。

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