摘要：我國正式(shi)步入天然氣時(shi)代，其中在天然(rán)氣計量㊙️上，大♊量(liang)使用的是渦輪(lun)流量計
，這是一(yi)種結構簡單、體(tǐ)積小、量程比寬(kuan)、重複性好和精(jing)度♻️高📞的流量計(ji)，适合用在貿易(yì)計量和氣體流(liú)量量值傳遞中(zhōng)。但在實際運用(yong)中，卻易因工藝(yì)流程不正确等(děng)問題而出現測(ce)👉量誤差，這将會(huì)影響到天然🔴氣(qi)供需雙方的利(lì)益。對此，本文筆(bi)者結合相關知(zhi)識🔞，舉例淺析天(tiān)然氣計量誤差(cha)及其改進措施(shi)。
0引言
目前，我國(guó)天然氣流量計(jì)量主要使用的(de)是渦輪流量計(jì)，其🧑🏽🤝🧑🏻采用🥰的是動(dòng)量矩守恒定律(lü)，即：渦輪在天然(rán)氣進⛹🏻♀️入流量計(ji)時轉動，其中天(tian)然氣的流量與(yǔ)渦輪的轉速按(àn)比例變動，則🔞可(kě)根據渦輪的轉(zhuǎn)速來計算🐉天然(rán)氣的流量，并顯(xiǎn)示在儀表上。
渦(wō)輪流量計主要(yao)由渦輪、整流器(qì)、發生器、計數器(qi)、磁耦合、壓力🏃🏻♂️管(guan)🐆嘴、溫度管嘴、輔(fu)助葉輪、高頻脈(mo)沖及高低頻脈(mò)沖發生🈲器等組(zu)成。與其他流量(liang)計相比，渦輪流(liú)量計具有體積(ji)小、結構簡單、量(liang)程比寬、脈沖量(liang)輸出、安裝維修(xiū)方便、重複性好(hao)及精度高等🌐優(yōu)點。因此，在正常(chang)條件下，渦輪流(liú)量計的測量精(jīng)💃度均可滿足标(biao)準要求，但在實(shi)際應用中，卻多(duō)因工藝流程🏃♂️設(shè)計和操作問題(tí)而出🤞現測量誤(wù)差。
1天然氣計量(liang)誤差的成因
圖(tu)1所示爲DN80氣體渦(wō)輪流量計的現(xian)場工藝流程圖(tú)。
根據氣量統計(jì)表得出，下遊氣(qi)量在2015年2、3月的輸(shu)差爲-5%，這明顯高(gao)于計量管理規(guī)定的±3%，因此可判(pàn)定這一渦❓輪流(liu)量計存在問題(tí)。通過拆卸發現(xian)，渦輪流量計的(de)零部件均無粉(fěn)🚶碎或破損現象(xiàng)，但通過标定卻(què)發現🏃♀️，渦輪流量(liang)計存在較大的(de)誤差，究其成因(yin)如下：
1.1工藝流程(chéng)的操作不當
根(gēn)據圖2，渦輪流量(liàng)計的前後均設(she)有閥門及其作(zuò)用是通過開關(guan)🔴操作來切換生(shēng)産工藝流程，且(qie)在工藝上，這2個(gè)閥💃🏻門應🛀🏻選設球(qiu)閥，其中閥門1、2處(chu)應分别裝設手(shou)動球❗閥和電✨動(dòng)球閥。因此，操作(zuo)人員在流程操(cāo)作時，如若無法(fǎ)有效控制閥門(mén)1、2的開閥速度，渦(wo)輪流量🌏計将會(hui)産生㊙️瞬時高流(liú)，并🌍打碎流量計(jì)的内部葉輪或(huò)引起其他零🔞部(bu)件受損，從而導(dao)緻渦輪流量🚶計(ji)在工作時産生(shēng)測量誤差。
1.2下遊(you)用氣量失穩
研(yan)究發現，如正向(xiàng)下遊正常供氣(qì)，且下遊用氣量(liang)較小及距離下(xia)遊門站較近時(shí)，一旦下遊用氣(qi)量瞬間劇增❄️，會(huì)增大渦輪流量(liàng)計到下遊門站(zhan)這一管段的壓(yā)差。此時，利用⛱️流(liu)體力學原理便(biàn)可知，天然氣會(hui)大量補充下遊(you)，這無疑會在瞬(shun)間📧增快渦輪流(liú)量計的轉速，且(qie)這一轉速遠超(chāo)其額定工作轉(zhuan)速，從而造成渦(wō)輪流量計❤️的零(ling)部件受損，并最(zuì)終影響其測量(liang)精💋度。
1.3氣質因素(su)的影響
在天然(rán)氣計量中，氣質(zhi)因素對渦輪流(liú)量計測量精度(dù)的影響尤其明(ming)顯，其中包括天(tian)然氣中的雜質(zhi)等。在案例項💁目(mu)中💔，計量分輸站(zhàn)屬于過路分輸(shū)計量中間站，即(jí)其既需向下遊(you)用戶供氣，還需(xu)🛀🏻在夏季正輸時(shi)，注氣入☎️儲氣庫(kù)，同時在冬季🐅反(fǎn)輸時從儲氣庫(ku)采氣，但冬季采(cai)氣的氣質較差(chà)，即在天然氣中(zhong)夾有雜質。對此(cǐ)，雖在渦輪流量(liang)計前裝🍉有分離(li)器，但仍💃🏻無法徹(chè)底淨化天然氣(qì)，這時其中的雜(zá)質顆粒便會反(fǎn)複撞⚽擊葉輪、軸(zhóu)承等零🎯部件，從(cóng)而造成零部件(jiàn)位移偏移或本(ben)體損壞，并最終(zhōng)影響到渦輪流(liú)量計的測量精(jīng)度。
2天然氣計量(liàng)誤差的改進
在(zai)天然氣計量中(zhōng)，渦輪流量計測(cè)量誤差的成因(yin)具有多樣性💯，其(qí)中以工藝流程(cheng)設計和操作不(bu)當爲主要原因(yīn)。據此，提出如下(xià)改進建議：
2.1更換(huan)渦輪流量計中(zhong)損壞的零部件(jian)
在渦輪流量計(jì)中，損壞的零部(bu)件包括齒輪和(hé)磁耦合，因此🐅需(xū)先将其更換，再(zai)重新檢定。
2.2調整(zhěng)工藝流程操作(zuò)
鑒于工藝流程(chéng)的正确操作對(dui)渦輪流量計測(ce)量精度的影響(xiang)尤其明顯，則建(jiàn)議調整工藝流(liu)程的操作，具體(ti)如下：首先，确定(dìng)閥門2的關閉狀(zhuàng)态；其次，手動開(kāi)😄啓閥門1，并保證(zhèng)開啓的速度緩(huǎn)慢且耗時約爲(wèi)5min，特别是在初啓(qi)時，更應将閥門(mén)的開啓速度放(fang)緩，以免因開閥(fá)速度過快而在(zài)管線中形成超(chao)速渦流，這将會(hui)☎️對渦輪系統📐造(zao)成沖擊，注意整(zhěng)流器在調整急(ji)速氣體流态時(shi)的時長不得過(guò)短，以免極不規(gui)則氣流對📞葉輪(lún)造成沖擊損壞(huai)及引起軸承改(gǎi)變，從而保持渦(wo)輪系統的😍動平(ping)衡狀态；第三，天(tian)然氣從渦輪流(liú)🔴量計中通過的(de)速度應🌂≤25m/s及其最(zuì)大過負荷應≤30s、最(zuì)大流量應≤1.2qmax（q爲流(liú)量，m3?h-1），在這一條件(jiàn)下，進行閥門1、2間(jian)管段沖壓，注意(yì)沖壓的速度應(yīng)足夠緩慢；第四(sì)，手動開啓閥門(men)2，注意放緩閥門(men)2的開啓速度，并(bing)按下遊沖壓管(guǎn)🙇♀️線長1km内耗時4min來(lái)計算開啓💁時長(zhǎng)，對于管線長＞1km的(de)😍情況，應在4-8min内進(jìn)行調整，其中在(zai)初啓♻️時的速度(du)尤其要緩慢，以(yǐ)免因瞬時流速(sù)過高而損壞渦(wō)輪中的葉輪。
2.3穩(wen)定下遊用氣量(liàng)
渦輪損壞的重(zhòng)要原因之一便(biàn)是下遊的非正(zheng)常用😍氣，其中與(yǔ)🐕下遊場站的近(jìn)距離排布更爲(wei)加重這一影響(xiang)。因此，應設法穩(wěn)定下😄遊的用氣(qi)量，具體可通過(guo)♊與下遊用戶簽(qiān)🔴署協議來穩定(dìng)供氣和用氣，其(qi)中應明确規定(dìng)下遊用戶的操(cao)作，即：如若下遊(you)♌場站需緊急關(guān)斷，應按操作規(gui)程進行啓輸操(cao)作，以免管道中(zhong)天然氣的流速(sù)劇增；如若下遊(you)用戶的用氣量(liang)🌈較大，操作流程(cheng)進行啓✌️輸操作(zuò)，如此便可從根(gēn)本上防止下遊(you)用氣量不穩而(er)📧對渦輪流量計(ji)的正常工作造(zào)🐇成不利影響，從(cóng)而保證其測量(liang)🛀🏻精度。
2.4優化過濾(lü)工藝
鑒于天然(ran)氣中雜質對渦(wo)輪流量計的影(ying)響較大，則✊建議(yì)在流量計前增(zēng)設過濾器，并提(tí)高其濾芯的技(jì)術指标，以保證(zheng)其對天然♋氣的(de)淨化效果更佳(jiā)及防止雜質顆(kē)粒對💜軸承、葉輪(lún)等零部件造🙇♀️成(cheng)破壞。
3結語
綜上(shàng)，渦輪流量計是(shi)一種适合用在(zai)貿易計量和氣(qì)體流✉️量量值傳(chuán)遞中的流量測(ce)量儀表，其在天(tian)然氣計量中的(de)應用極具🌈價值(zhi)。但發現，其計量(liang)精度将會受制(zhi)于工藝流程的(de)設計與操作。結(jie)合實際案例，提(tí)出了4點改進建(jiàn)議：一是更換損(sun)壞的零部♋件，并(bìng)對其✍️進行重新(xin)檢定；二是調整(zheng)工藝流程的✍️操(cao)作；三是穩定下(xià)遊用氣量；四是(shì)優化過濾工藝(yì)。通過觀察發現(xiàn)，渦輪流量🔴計的(de)運作正常，但針(zhen)對其中取消了(le)的旁🍉通流程設(she)計，存在一定的(de)不合理性，具體(ti)😘應在不取消的(de)條件🐆下，新增渦(wō)輪流量計自診(zhen)斷功能，以便随(suí)🌈時判斷其工作(zuò)狀态。此外🈲，在日(rì)常管維中，應保(bao)證渦輪流量計(jì)的注油頻度爲(wei)1次/月，注意注油(you)的次數應🔞視氣(qì)質條件而定，即(ji)氣質🤞條件🈚越差(chà)，注油次數更多(duō)🍓，如此方才能充(chong)分潤滑渦輪流(liú)量計的🌏軸👅承及(jí)維持其渦輪系(xì)統的㊙️最佳動平(píng)衡狀态。
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