摘(zhai)要:渦輪流量(liang)計 是一種具(ju)備溫度和壓(ya)力補償功能(néng)的速度式流(liu)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(guang)泛。從渦輪流(liu)量計的特點(dian)、原理、類♋型、使(shi)用以及缺陷(xian)等5個方面介(jiè)紹其在天㊙️然(rán)氣計量中的(de)應用。
0前言
　　天(tiān)然氣作爲一(yi)種清潔能源(yuán)在我國的能(neng)源戰略中占(zhàn)據着重🔱要的(de)地位,随着國(guo)家西氣東輸(shu)管道的建成(cheng)和城市燃氣(qi)管網的不斷(duàn)完善,科學準(zhǔn)确的天然氣(qi)貿易🛀結算重(zhòng)要性凸顯。因(yīn)爲在精度❓、重(zhong)複性、零點漂(piāo)移、量程比等(děng)方面具備顯(xian)著🐇的優勢,渦(wō)輪流量計成(chéng)爲一種被廣(guǎng)泛使用的速(su)度式流量👨‍❤️‍👨計(ji)。11其軸承制作(zuo)精良、導流片(pian)經過特殊設(she)計,能降低磨(mó)損,在極端條(tiao)件下保證測(cè)量的可靠🚶‍♀️性(xing);其輸出信号(hao)爲脈沖,易于(yú)數字化;渦輪(lún)流量計的儀(yí)表系數和線(xiàn)性度都受👨‍❤️‍👨壓(yā)力變化影響(xiǎng)較小,21如與帶(dài)特殊功能的(de)二次儀表配(pèi)套，還可以進(jin)行定量控制(zhi)，超量報警等(deng)，3因此在石💋油(you)、液化氣、天然(rán)氣領域取♌得(de)🐪了廣泛的應(yīng)用，主要從♈特(te)點、原理、類型(xíng)、應用以及不(bu)足等5個方面(miàn)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(qì)體渦輪式流(liú)量計安裝簡(jian)單、方便，具備(bèi)在線和巡💜檢(jiǎn)式計量已廣(guang)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(wō)輪流量可直(zhí)接測量氣體(tǐ)的标準體積(ji)或飽和蒸汽(qi)的質量流量(liang)并且獲得介(jie)質溫度與壓(yā)力的測量數(shù)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(zhi)造工藝先進(jin)
　　氣體渦輪流(liú)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(xīn)技術,整機功(gōng)耗低,既可🌈憑(ping)内電池長期(qi)供電運行,又(yòu)可由外電源(yuán)供電運行,采(cǎi)用LCD顯示屏方(fang)便讀數,輸出(chū)脈沖信号,也(yě)可輸出(4~20)mA的标(biao)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(háng)通訊,一台上(shàng)位機📐可與多(duō)台流量計進(jin)行通訊，便于(yú)集中管理。'
2氣(qi)體渦輪流量(liang)計工作原理(li)
　　氣體渦輪流(liu)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(chǎn)生渦流。
　　渦流(liú)在文丘裏管(guan)中流動,到達(da)收縮段後突(tū)然節流❤️,從🈲而(er)加🐉速。當渦旋(xuan)進人擴散區(qū)時,回流迫使(shǐ)其進行二次(cì)旋轉。此時，渦(wo)流💯的旋轉頻(pín)率與介質的(de)速度成線性(xing)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(lü)波和整形,然(rán)⛱️後轉換爲脈(mo)沖信号,其頻(pín)率與流速成(chéng)正比。最後,信(xìn)号被發🔅送到(dao)積分器進行(hang)計數和處🚶理(li)。
　　流量積算儀(yí) 由 溫度和壓(ya)力計量模拟(ni)通道以及微(wei)處理單元組(zu)成,流量計中(zhong)的🆚微處理器(qi)可根據溫度(dù)測量值對應(yīng)得到介質密(mì)‼️度和壓力,完(wan)成介質的體(tǐ)積流量和質(zhi)量流量的😍計(ji)算;還✏️可按照(zhao)氣态方程進(jin)行溫壓補償(chang),并自動進行(hang)壓縮因子⛷️修(xiu)正。
　　對于機械(xiè)計數器式渦(wo)輪流量計，計(jì)數器通過驅(qū)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(biǎo)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(ti)的體積流量(liàng)成正比🈲。
3氣體(tǐ)渦輪流量計(jì)類型
3.1基本型(xíng)渦輪流量計(jì)
　　傳感器本身(shēn)不具備現場(chang)顯示功能,僅(jin)将流量信号(hào)遠🈲傳輸出。流(liu)量信号可分(fèn)爲脈沖信号(hao)或電流信号(hào)。價格低集成(cheng)度高體積小(xiǎo)巧，特别适用(yong)于與二次顯(xiǎn)💯示儀.PLCDCS等😄計算(suan)機控制系統(tǒng)配合♋使用。
3.2智(zhi)能渦輪流量(liang)計
　　智能渦輪(lún)流量計 ,結合(he)了渦輪流量(liàng)傳感器和先(xiān)進的超低功(gōng)耗單片微機(jī)技術開發的(de)顯示集成儀(yi)表，具有結構(gou)緊湊、可靠性(xìng)高、抗外部電(dian)源幹擾防雷(lei)擊、成本低等(děng)優點。191可現場(chǎng)進🧑🏽‍🤝‍🧑🏻行儀表系(xi)數三點修正(zheng)，智能補償儀(yí)表系數非線(xiàn)性,同時顯示(shì)瞬時流量、累(lei)積流量以及(ji)溫度、壓力等(děng)計量參㊙️數,具(jù)備數據🆚實時(shi)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(kòng)制系統配合(hé)使用。
4氣體渦(wo)輪流量計的(de)使用
　　氣體渦(wo)輪流量計具(jù)有靈敏度高(gao)、重複性好、量(liang)程比大精度(dù)高特點,因此(ci)廣泛用于天(tian)然氣流量測(cè)量中。當流㊙️量(liàng)變化很大時(shí)，氣體渦輪流(liú)量計比差壓(yā)流量計更合(hé)适。氣體㊙️渦輪(lun)流量計的量(liàng)程比寬,中大(da)口徑可以達(da)到👌40:1到10:1,小口徑(jìng)爲6:1或5:1。随着天(tian)然氣計量技(jì)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(jì)低。因此,氣體(ti)渦輪❄️流量計(jì)被越來越廣(guang)泛地使用,尤(you)其中國天然(ran)⛹🏻‍♀️氣市場用量(liang)增幅明顯,但(dan)是普遍存在(zài)下遊市場前(qián)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(yi)段時間後逐(zhu)步提高壓力(li),增大供應量(liàng),渦輪流量計(ji)以♊其較寬的(de)量程比能降(jiang)低測量管直(zhi)徑,從而較少(shao)投資。
　　氣體渦(wō)輪流量計精(jing)度高,普通流(liu)量計的精度(dù)爲(±1~±1.5)%,特殊專用(yòng)型🐉爲(±0.5~±0.2)%,但其精(jing)度越高,對現(xian)場條件的要(yào)求越苛刻。渦(wō)輪流量計具(jù)有良好的重(zhong)複性,短期重(zhòng)複性可達(0.05~0.2)%。如(rú)果定期校準(zhǔn)，則可以獲得(de)很高的精度(dù)。
氣體渦輪流(liu)量計結構緊(jin)湊輕巧、安裝(zhuāng)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(man)足管道的升(sheng)壓要求。正因(yīn)爲具備以上(shàng)優點,因此在(zài)天然氣貿易(yi)🚶結算中是優(you)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(lun)流量計難以(yǐ)長期保持穩(wen)定的計量📱特(tè)性,需要定期(qī)檢定或者校(xiào)準。對于貿易(yi)儲運和高精(jīng)度⭕測量🔞的要(yào)求,需🌈要經👄常(cháng)對流量計進(jìn)行在線實🈲流(liú)檢定以保持(chi)🔴其特性,同時(shí)氣💚體密度對(duì)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(chǎng)溫度和壓力(li)的波動是不(bú)可避免的,應(yīng)根據其對流(liú)量計計量特(te)性的影響程(cheng)度采取補償(cháng)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(yā)力進行定期(qī)校準和補償(cháng),從而确保天(tiān)然氣管道貿(mao)易計量的準(zhǔn)确性。
　　流量計(jì)受速度分布(bu)和旋轉流的(de)畸變影響很(hěn)大。傳感🌏器的(de)上下兩側需(xū)要設置長直(zhi)管段。如果安(ān)裝空間有㊙️限(xiàn),可💃以安裝整(zhěng)流器以縮短(duǎn)直管段的長(zhang)度,這不适合(hé)測量脈動流(liú)和混溶流。被(bei)測氣體的清(qīng)潔度🌍要求很(hěn)高。如果氣體(ti)變髒,可以安(ān)裝過濾✏️器,但(dàn)同時也會帶(dai)來壓力損失(shi)增大⭕、維護增(zeng)加。
6小結
　　氣體(ti)渦輪流量計(jì)是一種速度(du)流量計,具有(yǒu)精度高、重複(fu)性好、無零漂(piao)移、量程比大(da)等優點。采用(yòng)先進的超低(dī)❄️功耗單片微(wei)機🌏技術研制(zhi)的渦輪流量(liang)計,特别适合(hé)與計算機控(kong)制系統(例如(ru)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(píng),其量程比寬(kuan)非常适🆚合流(liú)量變化❌幅度(dù)較大的場合(he),可降低測量(liang)管直徑❤️,從而(ér)較少投資;短(duan)期重複性可(ke)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(zhuāng)維護方便,流(liu)通能力大适(shi)用高壓測量(liàng),在天然氣管(guan)道貿易結算(suan)中是優先選(xuǎn)用的🐪流量計(jì);然而氣體密(mi)度對流量計(jì)精度有✍️較大(da)影響,需要定(dìng)期校準。

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