在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,會(huì)遇到各種各樣的介質(zhì)需要測(cè)量,比如天然氣,煤氣,天然氣、煤制氣、液化氣、輕烴氣等等,用于測(cè)量氣體的流量儀表也有多種,比如孔板流量計(jì),氣體渦輪流量計(jì),氣體渦街流量計(jì)等等,氣體渦輪流量計(jì)是一種氣體流量測(cè)量儀表,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。
一、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)簡單,可以在很短的時(shí)間內(nèi)將其組合完成。
二、渦輪流量計(jì)在天然氣流量計(jì)量中的應(yīng)用
氣體渦輪流量計(jì)正廣泛的應(yīng)用于天然氣貿(mào)易結(jié)算過程中。選用氣體渦輪流量計(jì)計(jì)量天然氣流量之前,首先要正確安裝氣體渦輪流量計(jì),安裝之前,要確認(rèn)輸氣管線是清潔的,且沒有水、臟污等,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,入口端長度要不小于10倍管段內(nèi)徑,出口端長度不小于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、氣體渦輪流量計(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,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。
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、作為貿(mào)易計(jì)量儀表,利用渦輪流量計(jì)進(jìn)行天然氣流量計(jì)量,在我國天然氣流量計(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。
氣體渦輪流量計(jì)是屬于葉輪式速度流量計(jì)的一種主要用于測(cè)量流量介質(zhì),在多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中都有一定的應(yīng)用。用戶在購買氣體渦輪流量計(jì)的時(shí)候需要考慮的問題是比較多的,氣體渦輪流量計(jì)的精度、密度、流量范圍等多種的問題都是用戶在選型的時(shí)候需要注意的,對(duì)于以后的使用有很大的關(guān)聯(lián)。
氣體渦輪流量計(jì)的選型要從以下幾個(gè)方面考慮:
1、準(zhǔn)確度等級(jí):一般來說,選用渦輪流量計(jì)主要是看中其高準(zhǔn)確度,但是流量計(jì)準(zhǔn)確度愈高,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用條件的變化就愈敏感,所以,對(duì)儀表準(zhǔn)確度的選擇要慎重,應(yīng)從經(jīng)濟(jì)角度考慮。
2、流量范圍:渦輪流量計(jì)流量范圍的選擇對(duì)其準(zhǔn)確度及使用年限有較大的影響,并且每種口徑的流量計(jì)都有一定的測(cè)量范圍,流量計(jì)口徑的選擇也是由流量范圍決定的。選擇流量范圍的原則是:使用時(shí)的較小流量不得低于儀表允許測(cè)量的較小流量,使用時(shí)的較大流量不得高于儀表允許測(cè)量的較大流量。
3、氣體的密度:對(duì)氣體渦輪流量計(jì),流體物性的影響主要是氣體密度,它對(duì)儀表系數(shù)的影響較大,且主要在低流量區(qū)域。若氣體密度變化頻繁,要對(duì)流量計(jì)的流量系數(shù)采取修正措施。
4、壓力損失:盡量選用壓力損失小的渦輪流量計(jì)。因?yàn)榱黧w通過渦輪流量計(jì)的壓力損失愈小,則流體由輸入到輸出管道所消耗的能量就愈少,即所需的總動(dòng)力將減少,由此可大大節(jié)約能源,降低輸送成本,提高利用率。
5、結(jié)構(gòu)型式:
(1)內(nèi)部結(jié)構(gòu)宜選用反推式渦輪流量計(jì)。因?yàn)榉赐剖浇Y(jié)構(gòu)在一定流量范圍內(nèi)可使葉輪處于浮游狀態(tài),軸向不存在接觸點(diǎn),無端面摩擦和磨損,可延長軸承的使用壽命。
(2)按管道連接方式選型,流量計(jì)有水平和垂直安裝兩種方式,水平安裝與管道連接方式有法蘭連接、螺紋連接和夾裝連接。
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氣體渦輪流量計(jì)具有靈敏度高、重復(fù)性好、量程比寬、精度高等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于天然氣貿(mào)易結(jié)算計(jì)量,甚至還作為量值傳遞的標(biāo)準(zhǔn)儀表。隨著我國城鎮(zhèn)燃?xì)夤こ痰娜嬲归_以及對(duì)燃?xì)馍虡I(yè)貿(mào)易、交接計(jì)量要求的不斷提高,氣體渦輪流量計(jì)已逐步成為我國城鎮(zhèn)燃?xì)馍虡I(yè)貿(mào)易和交接計(jì)量的儀表之一。
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,準(zhǔn)確度等級(jí)可達(dá)到1.0級(jí)、1.5級(jí);量程比寬,一般為1:20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。
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?br> 那如何控制誤差呢?正確確定流量計(jì)使用的場(chǎng)所及規(guī)格。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(chǎng)合不宜使用,否則會(huì)降低計(jì)量精度。要比較準(zhǔn)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。
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。要保證直管段的要求,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。安裝時(shí)一定要清掃干凈管道內(nèi)的所有雜質(zhì),以防軸承和渦輪卡死。