摘要(yao)：基于天然氣(qì)渦輪流量計(jì) 的測量原理(li)，探讨了其起(qǐ)始流量和安(an)裝方法。在适(shi)當✊的🌈起始流(liú)量下，流量與(yǔ)轉速呈線性(xìng)關系；推薦在(zài)流量計入🔱口(kou)和出口端各(ge)👈加接一定長(zhǎng)度的直管段(duan)，若安裝空間(jian)不能滿足要(yao)求，可在阻流(liú)設備與流量(liàng)計之間安📞裝(zhuang)整流器，避免(mian)因氣體流态(tai)改🌂變影響流(liú)量計轉子的(de)轉動。分析了(le)🤟天然氣渦輪(lún)📞流量計在運(yun)行過程中的(de)常見故障：天(tiān)然氣正常流(liú)動，流量計不(bú)☔計數；未作減(jian)量操作，流量(liàng)顯示逐漸下(xià)降；天然氣不(bu)流動，流量顯(xiǎn)示不爲零。針(zhēn)對以上故障(zhang)，分别給出了(le)相應的操作(zuò)維護方法🏃‍♀️。結(jie)合應用實例(li)，提出了天然(ran)氣渦輪流量(liàng)計在使用過(guo)程中的注意(yì)事項。
　　随着西(xi)氣東輸、川氣(qì)東送等長距(jù)離、大口徑、高(gāo)壓力🔴的💞輸氣(qi)😄管道😄的建成(chéng)投産以及國(guó)家天然氣輸(shu)配網絡的逐(zhú)漸形成，管道(dao)運營商對天(tiān)然氣貿易計(ji)量的科學性(xìng)🐇、可靠性⭐、公正(zheng)性提出了更(gèng)高的要求。依(yī)賴電子技術(shù)、互聯網和計(jì)算機技術的(de)迅猛發展，天(tian)然氣❤️計量方(fāng)式亦向自動(dong)化、智能化、遠(yuan)程化方向發(fā)展，目前天然(rán)氣渦輪💃流量(liàng)計已經實現(xiàn)了實時、在線(xiàn)、遠程控制，并(bìng)逐步向渦輪(lun)流量計、變送(song)器、SCADA系統、色譜(pu)分析儀等組(zu)成的智能計(jì)㊙️量系統方向(xiang)發展🆚。
　　由于 渦(wo)輪流量計 靈(ling)敏度高、重複(fú)性好、量程比(bǐ)寬、結構緊湊(cou)，因此廣泛應(yīng)🙇‍♀️用于工業貿(mào)易計量。在設(shè)計标準方面(mian)，歐洲PrEN12261[1]是目前(qian)氣體渦⁉️輪流(liú)量計最全面(miàn)、最具針對性(xing)的标準規範(fan)，在計量性能(néng)🔴、材料要🐅求、輸(shu)出🐅、标記、文件(jian)資料等方面(miàn)對氣體🐉渦輪(lún)流量計提出(chu)了具體要求(qiu)[2]；其他設計标(biāo)準還包括美(mei)國AGANo7[3]、國際标準(zhǔn)化組織ISO9951：1993[4]、國際(jì)法制計量組(zu)織OIMLR137-1[5]、日本JISZ8765-1980[6]等。國(guó)内主要采用(yòng)GB/T18940－2003[7]進行渦輪流(liu)量計的設👉計(jì)。
1渦輪流量計(ji)的測量原理(lǐ)
　　渦輪流量計(ji)是一種速度(dù)式流量儀表(biao)，測量本體是(shì)👨‍❤️‍👨渦輪流㊙️量🛀傳(chuán)感器，主要由(you)葉輪和磁電(dian)感應線圈組(zǔ)成，葉輪軸心(xin)與管道中心(xin)相同，可以自(zi)由轉動，其葉(yè)片與氣體流(liu)動方向成一(yī)定角度。在流(liú)體沖擊下，渦(wo)輪沿管道🈲軸(zhou)向旋轉，其旋(xuán)轉速率随流(liu)量🌂變化而不(bu)同，流速越高(gāo)，動能越大，渦(wō)輪的轉速也(ye)越高。渦輪的(de)🔴轉速經磁電(diàn)感應轉換器(qì)轉換爲相應(yīng)頻率的電脈(mo)沖，通過顯示(shi)儀表進行積(ji)算和顯示（圖(tú)1）。

　　渦輪流(liu)量計通過不(bu)同的計算方(fāng)法，可分别顯(xiǎn)示累🏒計流量(liàng)和🛀瞬時流量(liàng)。當渦輪葉片(piàn)切割殼體内(nei)永久磁鋼産(chan)生的磁力線(xian)時，将引起傳(chuan)感線圈磁通(tōng)的變🔴化，磁通(tōng)周期變化信(xìn)号經前置放(fàng)大器放大、整(zheng)形，産💚生與流(liu)速成正比的(de)脈沖信号，脈(mò)沖信号經流(liu)量積⛷️算電路(lu)換算後顯示(shì)累積流量值(zhí)，同時經頻率(lǜ)電流轉換電(diàn)路轉換成模(mó)拟電流量，進(jìn)而顯示瞬時(shí)流量值（圖2）。

2渦輪(lun)流量計的應(ying)用
2.1起始流量(liàng)
　　渦輪葉片克(ke)服摩擦力做(zuò)功，當氣體流(liu)量較小時，葉(yè)⛱️片未啓動旋(xuan)轉，導緻渦輪(lún)流量計存在(zai)計量盲區。當(dāng)壓力、溫度，密(mi)度等氣體參(cān)數發生改變(biàn)時，渦輪流量(liàng)計的起始流(liú)量也會發生(sheng)相應變化。被(bèi)🌍測天然氣的(de)靜壓增大時(shí)，所測流🚩量範(fan)圍也相應增(zēng)大，同時天然(ran)氣的密度會(hui)引起不同的(de)壓損。氣體渦(wō)輪流量計适(shi)合流量幅度(dù)較✂️大的場合(hé)，但當氣量過(guo)小時，渦輪流(liu)量計不能⭐克(kè)服摩擦力矩(ju)轉動。氣量大(da)于一定值後(hou)，流量與轉速(sù)呈線性關系(xì)；受葉輪強度(du)、氣流壓損、軸(zhóu)承壽命等🙇‍♀️條(tiao)件的限制，氣(qì)流量也不宜(yí)過大。大多數(shù)渦輪流量計(ji)在大氣壓下(xià)的測量範圍(wei)是1:10～1:30，準确度可(kě)🏃‍♂️達到±0.5%～±1.0%[8]。
2.2安裝要(yào)求
　　渦輪流量(liang)計對管輸天(tian)然氣的流态(tài)非常敏感，而(er) 流量計 入口(kou)前端的阻流(liú)設備（分離除(chu)塵、管道彎頭(tou)、旋風分離器(qi)和過濾器等(děng)）可能使流态(tài)改變而影響(xiang)轉子的旋轉(zhuan)。爲此，一般👣推(tui)薦💃🏻在渦輪流(liu)量計入口和(he)出口端🔴各加(jiā)接一直管段(duan)，其入口端長(zhang)度不小于10倍(bèi)管段内徑，出(chu)口端長度不(bu)小于5倍管段(duàn)内徑。若安裝(zhuang)空間不能滿(mǎn)足上述要求(qiu)，可在阻流設(shè)備與渦輪流(liú)量計之間安(ān)裝整流器。另(lìng)外，變送器電(diàn)源線需采用(yong)金屬屏蔽線(xiàn)，且接地良好(hao)可靠。
3故障分(fen)析與維護處(chu)理
　　天然氣正(zhèng)常流動，渦輪(lún)流量計不計(jì)數。故障分析(xi)：電源線📐、功☔能(neng)💞選擇開關和(hé)信号線有無(wu)斷路或接觸(chù)不良；顯🧑🏽‍🤝‍🧑🏻示儀(yi)内部印制電(diàn)路闆、接觸件(jian)有無接觸不(bú)良；線圈是否(fou)良好♋；葉輪是(shi)否碰撞傳感(gan)器📞内壁，有無(wú)異物卡住，軸(zhou)和軸承有無(wu)雜物卡住或(huo)斷裂。維護處(chu)理：用歐姆表(biao)排查故障點(dian)；印制電路闆(pǎn)故障檢查采(cai)用替換“備用(yòng)闆”法📱，換下故(gù)障闆再作細(xi)緻檢查；檢㊙️查(chá)線圈有無斷(duàn)線和焊☀️點脫(tuō)落；去除異物(wu)😘，清洗或更換(huàn)損壞零件，複(fú)原後氣吹或(huo)手拔動葉輪(lún)，應無摩擦聲(sheng)，更換軸承等(deng)零件後應重(zhòng)新校驗，求得(de)新的儀表系(xi)數🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。
　　未作減量(liàng)操作，流量顯(xiǎn)示逐漸下降(jiang)。故障分析：渦(wō)輪流量🈲計🏃🏻‍♂️前(qián)的過濾器是(shì)否堵塞；流量(liang)傳感器管段(duàn)上的閥門開(kai)度自動減少(shǎo)；傳感器葉輪(lun)受雜物阻礙(ài)或㊙️軸承間隙(xì)進入異物，阻(zu)力增加而減(jiǎn)緩轉速。操作(zuo)維護：清洗過(guò)濾器；調節流(liú)量計上遊閥(fá)門，判💁斷有無(wu)故‼️障，确認後(hou)再⛷️修理或更(geng)換🈲；卸下傳感(gǎn)器清除雜物(wù)，必♻️要時重新(xīn)校🐉驗。
　　天然氣(qi)不流動，流量(liang)顯示不爲零(líng)。故障分析：傳(chuan)輸信号🔴線路(lu)屏蔽不良，外(wai)界信号幹擾(rao)；管道外部振(zhen)動，葉輪随🏒之(zhī)抖☎️動，産生誤(wu)信号；截止閥(fá)關閉不嚴發(fā)生内漏；顯示(shì)儀線路✉️闆之(zhī)間或電子元(yuán)件損壞産生(sheng)幹擾🌍。操作維(wéi)護：檢查動力(lì)電纜與信号(hào)電纜是否分(fen)開鋪設，顯示(shì)儀端子接地(di)是否良好；加(jiā)固管道，安裝(zhuāng)防止🏃‍♀️振動的(de)設備⚽；檢修或(huò)更換截止閥(fa)；檢查顯示儀(yi)⛱️電路，判斷幹(gàn)擾源，查出故(gu)障點。
4應用案(an)例
　　某輸氣站(zhan)場采用渦輪(lún)流量計（圖3）進(jìn)行計量後向(xiàng)城市門站👄供(gòng)氣，公稱通徑(jìng)爲80mm，最大工作(zuo)壓力爲10.2MPa，最大(da)流量爲8000m3/s。該站(zhan)👈場投📱産時⭐正(zhèng)值冬季，進站(zhàn)壓力爲7.8MPa，出站(zhàn)壓力爲4.0MPa，渦輪(lun)流量計安裝(zhuang)正确，調壓裝(zhuāng)置未安裝防(fáng)冰堵的加熱(re)設備。投産初(chu)期，管道存有(yǒu)較多遊離水(shui)，環👌境溫度爲(wei)－5℃，日輸氣量約(yue)爲2×104m3，采用間歇(xie)性供氣。當開(kai)啓出站閥門(mén)時，渦輪流量(liàng)計正常運行(hang)約30min後站控室(shi)流量計算機(jī)報警，瞬時流(liu)量和累計流(liú)量快速下降(jiàng)并變爲0，門站(zhàn)渦輪流量計(ji)正常計數。

　　通(tōng)過逐項排查(cha)，發現流量計(ji)前面的過濾(lǜ)器和流量計(ji)後的調壓裝(zhuang)置存在一定(dìng)程度的冰堵(du)（圖4）。采取管道(dào)排污、輔㊙️助加(jia)熱、清洗過濾(lǜ)器及調低流(liú)量計入口🈚壓(yā)力至4.0MPa等措施(shi)，改善了天然(ran)氣的節流效(xiào)應，使渦輪流(liú)量計能✊夠正(zhèng)常運行。經與(yǔ)下遊門站渦(wō)輪流量計比(bǐ)對，輸差控制(zhi)在有效範圍(wéi)。

5注意事項(xiang)
（1）渦輪流量計(ji)投用前，通過(guò)流量計算機(ji)的控制面闆(pan)完成儀💰表系(xi)數的重新設(she)定。
（2）渦輪流量(liàng)計投運時，其(qí)前後壓差不(bu)能過大，氣體(ti)流速不能過(guo)快，應緩慢地(di)手動開啓入(ru)口閥門，待管(guǎn)道🍓完全充滿(man)天然氣且壓(yā)力平衡後手(shou)動開啓出口(kǒu)閥門，以防止(zhǐ)發生冰堵和(hé)瞬間氣流沖(chong)擊而損壞渦(wō)輪。
（3）定期對渦(wō)輪流量計進(jin)行清洗、檢查(chá)和複校，定期(qi)注入潤滑油(you)🈲，以維持葉輪(lún)良好運行；關(guan)注流量計算(suàn)機的流量顯(xian)示狀況，評估(gu)流量情況，有(you)異常時立即(ji)檢查。
（4）保持管(guan)路暢通。可以(yi)依據過濾器(qi)入口、出口處(chu)的 差壓變送(song)器 的差壓值(zhi)來判斷過濾(lü)器是否被堵(dǔ)塞。天然氣渦(wo)輪♋流量計運(yùn)轉失常時應(yīng)清洗管路，将(jiāng)流量計的渦(wō)輪拆除後用(yòng)輕質高标号(hào)汽油徹底清(qīng)洗後重新安(ān)裝。

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