摘(zhāi)要:渦輪流量(liàng)計 是一種具(ju)備溫度和壓(yā)力補償功能(néng)的速度式流(liú)量計量🤟器具(jù),具有精度高(gao).重複性好、量(liàng)程比高、維修(xiū)方便等優點(diǎn),從而在石油(you)、化💁工、冶金等(deng)領域應用廣(guang)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(jiè)紹其在天然(ran)氣計量中的(de)應用。
0前言
　　天(tiān)然氣作爲一(yī)種清潔能源(yuan)在我國的能(néng)源戰略中占(zhan)據着重🏃‍♂️要的(de)地位,随着國(guo)家西氣東輸(shū)管道的建成(chéng)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(zhong)要性凸顯。因(yīn)爲⛷️在精度、重(zhòng)複性、零點漂(piāo)移、量程比等(deng)方面具備顯(xian)著的優勢,渦(wō)輪流量計成(cheng)爲一種被廣(guang)泛使用的🆚速(su)度式流量計(jì)。11其軸承制作(zuo)精良、導流片(piàn)經過特殊設(she)計,能降低磨(mo)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(yú)數字化;渦輪(lun)流量計的儀(yí)表系數和線(xian)性度都受壓(ya)力變化影響(xiǎng)較小,21如♈與帶(dai)特殊功能的(de)二次儀表配(pei)套，還可以進(jìn)行定量控制(zhì)，超量報警等(děng)，3因此在石油(yóu)、液化氣、天然(ran)氣領域取得(dé)了廣泛的應(yīng)用，主要從特(tè)點、原理、類型(xing)、應用以及不(bú)足等5個方面(miàn)介紹 氣體渦(wō)輪流量計 在(zai)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(liu)量計安裝簡(jian)單、方便，具備(bèi)在線和巡檢(jiǎn)式✂️計量♈已廣(guǎng)泛應用于天(tian)然氣計量中(zhōng)。
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(liàng)并且獲得介(jie)質溫度與壓(ya)力的測量數(shù)據❗,對流量進(jìn)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(jìn)
　　氣體渦輪流(liu)量計采用先(xiān)進的微機技(jì)術與高性能(néng)的集成芯片(piàn),利用先進的(de)微功耗高新(xīn)技術,整機功(gong)耗低,既可憑(ping)内電池長期(qī)📧供電運行,又(yòu)可由外電源(yuan)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(biāo)準模拟信号(hào)。[6]
1.3自動化程度(dù)高
　　具備通訊(xùn)接口能夠與(yǔ)上位機進行(hang)通訊,一台上(shang)位機可與多(duō)台流量計進(jin)行通訊，便于(yú)集中管理。'
2氣(qì)體渦輪流量(liang)計工作原理(li)
　　氣體渦輪流(liu)量計的基本(běn)原理是:當沿(yán)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(hòu)🛀🏻在旋渦蔓生(shēng)體的中心産(chan)生渦流。
　　渦流(liu)在文丘裏管(guǎn)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(shi)其進行二次(ci)旋轉。此時，渦(wō)流‼️的旋💋轉頻(pín)率與介質的(de)速度成線性(xìng)正比。壓電傳(chuán)感器檢測到(dào)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(mò)沖信号,其頻(pin)率與流速成(cheng)正比。最後,信(xin)号被發送到(dao)積分器進行(háng)計數和處理(li)。
　　流量積算儀(yi) 由 溫度和壓(ya)力計量模拟(nǐ)通道以及微(wēi)處理單元組(zu)成,流量❓計中(zhong)的微處理器(qì)可根據溫度(dù)測量值對應(ying)得到介質密(mi)㊙️度和壓力,完(wán)成介質的體(tǐ)積流量和質(zhì)量流量的計(ji)算;還可按照(zhào)氣态方程進(jìn)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(wō)輪流量計，計(jì)數器通過驅(qū)動機✨構旋轉(zhuan)并計數。對于(yu)使用電子流(liu)量積分器的(de)流量計💰,代表(biao)渦輪轉速的(de)脈沖信号通(tōng)過旋轉的發(fa)訊盤或信号(hao)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(liang)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(shen)不具備現場(chǎng)顯示功能,僅(jin)将流量信号(hào)遠傳⛷️輸出。流(liú)量信号可分(fèn)爲脈沖信号(hao)或電流信号(hào)。價格低集成(chéng)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(tong)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(hé)了渦輪流量(liang)傳感器和先(xian)進的超低功(gong)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(diàn)源幹擾防雷(léi)擊、成本低等(děng)優點。191可現場(chang)進行儀表🌏系(xi)數三點修正(zhèng)✔️，智能補☎️償儀(yi)表系數🔆非線(xiàn)性,同時顯示(shi)瞬🔞時流量、累(lei)積流量以及(jí)溫度、壓力等(deng)計量參數,具(ju)備數據實時(shi)存儲功能和(he)防爆功能，特(tè)别适用❤️于與(yǔ)PLC、DCS等計算機控(kong)制系統配合(hé)使用。
4氣體渦(wō)輪流量計的(de)使用
　　氣體渦(wo)輪流量計具(ju)有靈敏度高(gao)、重複性好、量(liàng)程比大精度(du)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(liú)量計比差壓(ya)流量計更合(he)适。氣體渦輪(lun)流🐆量計的量(liàng)程比寬,中大(dà)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(tiān)然氣計量技(ji)術的發展以(yǐ)及對天然氣(qì)貿易和交接(jie)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(cè)量範圍。另外(wai),它👌的設備成(cheng)本比孔👌闆流(liú)量計和氣體(ti)🏃‍♂️超聲流量計(ji)低。因✏️此,氣體(tǐ)渦輪流量計(ji)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(dàn)是普遍存在(zài)下遊市場前(qian)期用量較低(di),天然♋氣管道(dào)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(li),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(zhí)徑,從而較少(shǎo)投資。
　　氣體渦(wo)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(xiàn)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(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(jin)湊輕巧、安裝(zhuāng)維護方便、流(liú)通能力🚶大,适(shi)用高壓測量(liàng)。儀表表體上(shang)不必開孔，易(yì)制成❌高壓型(xíng)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(yì)結算中是優(you)❌先選用的流(liú)量計之一。
5氣(qì)體渦輪流量(liàng)計的缺陷
　　由(you)于氣體渦輪(lún)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(xiao)準。對于貿易(yi)儲運和高精(jīng)度測量的要(yao)🐉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(shi)氣體密度對(dui)儀表精度有(you)較大影響,由(yóu)于密度與溫(wēn)度和壓力密(mi)切相關,現場(chǎng)溫度和壓力(li)的波動是不(bu)可避免的,應(ying)根據其對流(liu)量計計量🌈特(te)性的影響程(cheng)度采取補償(chang)措施🈲,以保💯持(chí)高精度。”1因此(ci)保持渦輪流(liu)量計精度的(de)同時,需要對(duì)✉️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(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(xū)要設置長直(zhí)管段。如果安(an)裝空☎️間有限(xian),可👣以安裝整(zhěng)流器以縮短(duǎn)直管段的長(zhǎng)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(hen)高。如果氣體(ti)變髒,可以安(an)裝過濾器,但(dàn)同時⚽也會帶(dai)來壓力損失(shī)增大❤️、維護增(zēng)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(dà)等優點。采用(yòng)先進的超低(dī)功耗單片😍微(wēi)機技術研制(zhì)的渦輪流量(liàng)計,特别适合(he)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(ran)氣自動化流(liu)量計量水平(píng)🙇‍♀️,其量程比寬(kuān)非常适合流(liu)量變化幅度(du)較大的場合(hé),可降低測量(liàng)管直徑,從而(er)較少投✌️資;短(duǎn)期重複性可(kě)達(0.05~0.2)%，如經常校(xiào)準或在🏃線校(xiào)準可得極高(gao)的精度;安裝(zhuang)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(ji);然而氣體密(mi)度對流量計(ji)精度有較大(da)影響,需要定(ding)期校準㊙️。

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