摘要(yào):在天然氣(qì)輸氣場站(zhan)中渦輪流(liú)量計
起着(zhe)關鍵的計(ji)量作用,計(jì)量的正确(que)率往往影(yǐng)響着輸差(chà)和🙇♀️貿易結(jie)算,而輸差(chà)和貿易結(jié)算又影響(xiǎng)利潤和資(zī)金流轉。所(suo)以要求流(liu)🥰量計準确(què)計量就顯(xiǎn)得尤爲重(zhòng)要。以S省天(tian)然氣長輸(shu)管道爲依(yī)托，從天然(ran)氣場💔站設(shè)備設施出(chū)發，基于渦(wō)輪流量計(jì)原理，分析(xi)在實♈際日(ri)常輸氣過(guo)程中影響(xiang)渦輪流量(liàng)計計量的(de)原因,從.而(er)提出在🈲輸(shu)氣過程中(zhong)如何減少(shao)影響貿易(yi)結算和輸(shu)差的方法(fǎ)和策略,以(yi)☔此提高渦(wo)輪流量計(jì)的使用效(xiào)率和經濟(ji)價值💋。
0引言(yan)
随着城市(shi)化進程的(de)不斷加快(kuài)，人口越來(lai)越集中，人(ren)民收入越(yue)來越高，天(tiān)然氣作爲(wei)一種高效(xiào)的清潔能(neng)源已經走(zǒu)進了城市(shì)和鄉🔴村，有(you)望和電力(li)一樣走進(jin)每家每㊙️戶(hu)。此外人們(men)對空氣質(zhi)量越來越(yuè)重視，因此(cǐ)🏃♂️在工業領(ling)域煤改氣(qi)項目實施(shī)的越來越(yuè)多。再者作(zuo)爲傳統清(qing)潔能源的(de)核能，由于(yú)福島事件(jian)的影響，現(xian)♌在核電廠(chang)在歐洲處(chu)于不斷關(guān)停的趨勢(shi);風能和太(tài)陽能雖然(rán)🍉都是最清(qīng)潔的能源(yuán)但是由于(yú)自身分布(bù)太廣且利(lì)用率低和(hé)上網困難(nán)等問題也(ye)很難發展(zhan)壯大;水能(néng)雖然較爲(wèi)理想，但是(shì)适合建壩(ba)的地📞方并(bing)不多。所以(yi)從長遠來(lái)看，天然氣(qi)在能源中(zhōng)的消耗占(zhan)比也将不(bu)斷增加。反(fǎn)映到地方(fang)企業，上某(mou)天然氣股(gu)♋份有限公(gōng)司的天然(rán)氣場站每(měi)年冬運的(de)輸氣量确(què)實在不斷(duàn)增長，很多(duo)天然氣場(chǎng)站在冬季(jì)🥰都是滿負(fù)荷運行。因(yin)此給工作(zuo)人員和設(shè)備設👌施運(yùn)行帶來了(le)壓力。而作(zuo)爲天然氣(qi)場站關鍵(jian)的計量設(she)備之一的(de)🔞渦輪流量(liàng)計在計量(liàng)中發揮着(zhe)重要作用(yong)。它因爲計(jì)💯量準确、易(yì)于安裝、占(zhàn)地面積小(xiao)、維護保養(yang)簡單、事故(gù)❄️少。越來越(yuè)受到天然(rán)氣輸氣場(chǎng)站青睐。而(er)且在油氣(qì)田、化工企(qǐ)業、天然氣(qi)門站等發(fā)揮着越來(lai)越重要的(de)角色。
1渦輪(lún)流計的原(yuan)理
當天然(rán)氣通過渦(wo)輪流量計(ji)的渦輪時(shí)，氣體分子(zi)通過☔碰🛀🏻撞(zhuàng)🐇渦輪葉片(piàn)，将動能和(hé)勢能傳遞(dì)給渦輪，使(shǐ)渦輪做圓(yuan)周運動産(chǎn)生旋轉，在(zài)一定的流(liú)量範圍内(nèi)，對一定的(de)氣體介質(zhi)，渦輪的旋(xuán)轉♍角速度(du)🈲與流體流(liú)速成正比(bi)。因此，流體(tǐ)流速可通(tong)過渦輪的(de)旋轉角速(sù)度💋得到，并(bìng)通過機械(xiè)傳動傳給(gěi)機械表頭(tóu)通過計數(shù)器從而得(de)到氣體的(de)工況流量(liàng)。渦輪的旋(xuán)轉角速度(dù)通過安裝(zhuāng)在🔞流量計(jì)外面的信(xin)号檢測放(fàng)大器用電(dian)磁感應的(de)原理來測(cè)量。當渦輪(lún)旋轉時，渦(wō)輪上螺旋(xuán)形葉，片依(yī)次接近和(hé)遠離處于(yú)管壁外的(de)磁電感應(ying)線🏃♂️圈，周期(qī)性的改變(biàn)感應線圈(quān)磁回路磁(ci)阻⁉️，使通過(guò)線圈的磁(ci)通量❌發生(sheng)周期性的(de)變化而産(chǎn)生與流量(liàng)成正比🌈的(de)信号。由于(yú)剛感應出(chū)的🛀信号還(hái)很微弱，因(yin)此需要通(tōng)過級聯的(de)多個放大(da)電路🔆放大(dà)後再輸出(chu);此時的信(xin)号中由于(yú)存‼️在諸多(duō)幹擾和💃噪(zào)音，爲了去(qù)除幹擾信(xìn)号得到有(you)用信号，就(jiu)要對信号(hào)進行濾波(bō)。這時的信(xin)号由于不(bu)是規整的(de)脈沖信号(hào)，因此就需(xū)要通過電(diàn)壓比💘較器(qi)轉化爲磁(ci)脈沖信号(hào)再通💯過表(biao)頭的計數(shu)器來得出(chū)，可以得到(dào)瞬時流🥵量(liang)🧑🏽🤝🧑🏻和累計流(liú)量,再上傳(chuan)到PLC櫃就可(kě)以顯示在(zài)工控機上(shàng),并✌️且通過(guo)衛星通信(xin)或以太網(wǎng)就可以傳(chuán)到調控🍓中(zhong)心。
2影響計(jì)量的原因(yīn)
衆所周知(zhi)，影響計量(liang)的原因很(hen)多。除了天(tiān)然氣的一(yi)些💔原因，也(ye)有設備設(she)施的原因(yīn)和在管理(li).上的--些原(yuán)因。下面我(wǒ)🧑🏽🤝🧑🏻們就從日(ri)常工作中(zhōng)逐一分析(xi)。
(1)因爲天然(ran)氣剛開采(cǎi)出來時本(ben)身含有硫(liu)化氫，如果(guǒ)淨化廠除(chu)💚硫除不幹(gàn)淨，就會有(you)殘留氣體(tǐ)存到長輸(shu)管網中。硫(liu)化氫氣體(ti)與水♈汽結(jie)合會形成(cheng)酸性氣體(tǐ)，而酸性氣(qi)體不僅會(huì)腐蝕流量(liàng)計金屬主(zhu)體，而且會(huì)腐蝕渦輪(lún)，使渦輪變(biàn)脆,影響渦(wo)👨❤️👨輪流量計(jì)的使用壽(shou)命和計量(liàng)精度。
(2)在冬(dong)季由于采(cǎi)暖原因晚(wan)上輸氣量(liàng)較大，且在(zai)陝北地區(qu)氣溫在夜(ye)間有時甚(shèn)至會達到(dao)零下二十(shi)度左右，當(dāng)溫度低于(yú)露點⭐時就(jiu)會有水汽(qì)在管線中(zhōng)析出🈲形成(cheng)水珠，由于(yú)溫度低于(yú)零下所以(yǐ)水就會在(zai)渦輪中結(jié)冰造成渦(wo)輪冰堵現(xian)象，使得供(gong)氣出現停(ting)輸。
(3)氣體中(zhong)的粉塵會(huì)給葉片旋(xuan)轉時帶來(lai)阻力,粉塵(chen)多時就會(hui)導緻氣體(tǐ)通道被堵(dǔ)，影響葉片(pian)旋轉，進而(er)影響計量(liang)，産生粉塵(chen)的原因是(shì)管線在施(shi)工完成後(hòu)沒有清理(lǐ)幹淨，還有(yǒu)就是👌管道(dao)内壁在氣(qì)體的沖擊(jī)下會生成(chéng)鐵㊙️粉。
(4)在天(tian)然氣開采(cai)過程中，會(huì)伴随着一(yī)定的油分(fèn)子帶出，如(rú)果太多的(de)話還會産(chan)生凝析油(you)，如果在淨(jìng)化過程中(zhong).處理不幹(gan)☁️淨，則會沾(zhān)到渦輪葉(yè)片或者葉(ye)輪的✂️内壁(bì)上，并在渦(wo)輪高速旋(xuan)轉下做離(li)心運動，影(yǐng)響渦輪做(zuo)圓周運動(dong)。
(5)壓力傳感(gan)器和溫變(biàn)信号#的傳(chuán)輸也會影(ying)響渦輪流(liú)量計的計(jì)量，因爲檢(jian)測的信号(hao)都有可能(neng)因爲各種(zhong)原因導緻(zhi)👈減小或者(zhě)增大，因此(cǐ)确保渦輪(lun)流量計的(de)壓變和溫(wen)變、流量計(jì)算⛷️機每半(bàn)🈲年按時效(xiào)驗一次。
(6)因(yīn)爲天然氣(qi)中除過甲(jia)烷，還會有(yǒu)少量的乙(yi)烷、丙烷、丁(ding)⭐烷、戊烷等(děng)。所以用色(sè)譜分析儀(yí)定期對氣(qi)體組分進(jìn)行标定,确(què)定氣體🐪的(de)具體組分(fen)，可以使得(dé)計量更加(jiā)精準。
(7)因爲(wei)用氣有高(gāo)低峰，當氣(qi)體流量大(dà)于額定量(liàng)程的百分(fèn)之八十或(huo)者低于百(bǎi)分之二十(shí)時就會計(jì)量不準确(que)，所以選定(ding)🌐合适🚶量程(chéng)👈渦輪流量(liang)計确保流(liu)量範圍在(zài)百分之二(er)十到百分(fen)之八🥵十之(zhi)間，如果流(liú)量太低或(huo)者太高應(ying)根據實際(ji)情況切換(huan)到備用支(zhi)路或者更(gèng)合适量程(cheng)的渦輪流(liu)量計來計(jì)量。
3渦輪流(liu)H計在天然(rán)氣場站中(zhōng)使用的技(jì)術
(1)SCADA(數據采(cǎi)集與監視(shì)控制系統(tong))5),以計算機(jī)爲核心的(de)控制系統(tǒng)。在鐵路、電(dian)力、化工、石(shí)油行業中(zhong)具有極其(qi)重要的作(zuò)用。在天然(ran)氣長輸管(guan)網公司中(zhong)，調控中心(xin)SCADA系㊙️統控制(zhì)💋主機，通過(guo)路由器将(jiāng)數據傳到(dào)衛星主站(zhàn)和DNN/PSTN公網，通(tōng)過衛星天(tian)線将數據(ju)傳到衛星(xīng)再傳到各(gè)個場站的(de)衛星天線(xiàn)再經過衛(wei)星通訊設(she)備到場站(zhàn)PLC控制櫃。公(gōng)網數據通(tong)過光纖将(jiang)傳給場站(zhàn)交換機再(zài)到場站PLC櫃(gui)。而💁PLC連接了(le)🐕天然氣場(chang)站的機組(zǔ)數據，快速(su)截㊙️斷閥，
電(dian)動球閥
，
超(chāo)聲波流量(liàng)計
，壓變，溫(wen)變，渦輪流(liu)量計，輔助(zhù)設備設施(shi)等數據。渦(wō)輪流量計(jì)♍在🍉運行過(guo)程中将采(cǎi)集的壓力(lì)、溫度、和渦(wo)輪數據，傳(chuán)到渦輪✌️流(liu)量計表頭(tou)(流量積算(suan)儀)。以愛拓(tuò)力流量計(ji)爲例，表頭(tóu)具有流量(liàng)計♌算、數據(ju)采集、參數(shu)設置、時鍾(zhong)設置、數據(ju)通訊、數據(ju)存儲、故障(zhang)診斷等功(gong)能㊙️。利用Modbus協(xie)議将采集(jí)的流量信(xìn)号上傳到(dào)PLC(可編程邏(luó)輯控制器(qi))的計量模(mo)塊，再傳到(dao)工控機就(jiu)可以在電(diàn)腦桌面上(shang)顯示瞬時(shi)流量、累💞計(jì)流量。然後(hou)PLC根據TCP/IP協議(yi)可以将數(shu)據上傳到(dào)以太網,通(tong)過通訊設(she)備傳到調(diao)控中心，調(diao)控🏃♀️中心根(gēn)據輸氣計(jì)劃就可以(yǐ)随時給場(chang)站下達指(zhi)令或者自(zì)己對用戶(hù)進行輸氣(qì)計劃調整(zhěng)。其原理圖(tu)見圖1。
(2)渦輪(lún)流量計采(cǎi)用先進的(de)集成芯片(pian)和微機技(jì)術，表頭功(gōng)耗低，内部(bu)電池可以(yǐ)使用兩年(nián)左右，不僅(jin)可以讀取(qǔ)累計瞬時(shí)♌氣量、昨日(rì)累計氣量(liàng)、今日累計(ji)流量、曆史(shǐ)流🌂量數據(ju)♋，可輸出♍标(biao)準的模拟(ni)信🐪号，将信(xin)号遠傳和(he)上位機進(jìn)行通訊，方(fāng)便數🚶據記(jì)錄。
(3)渦輪流(liu)量計采用(yong)RS485通訊，接口(kou)組成半雙(shuāng)工網絡采(cǎi)用兩🔴線制(zhì)，用屏蔽的(de)雙絞線傳(chuán)輸，這種接(jie)線方式爲(wei)總線式拓(tuo)撲結構在(zài)同一總線(xian).上最多可(ke)以挂接32個(gè)結點。RS485較之(zhi)⚽,RS232不容易損(sǔn)壞接口電(dian)路🔴芯片，且(qie)該電平與(yu)TTL電💔路兼容(rong)，可方便與(yu)TTL電路連接(jiē)。數據傳輸(shu)效率高，速(sù)度✌️可以到(dao)10Mbps,抗共🔴模能(néng)力增強，抗(kang)噪聲幹擾(rǎo)✍️好，傳輸距(ju)離可以到(dào)3KM。
4渦輪流量(liàng)計的維護(hu)保養
4.1日維(wéi)護保養
對(dui)渦輪流量(liang)計進行巡(xun)檢，觀察讀(dú)數顯示及(jí)電池電量(liàng)顯示🐅是否(fou)清晰、真實(shí)、正确。檢查(cha)渦輪流量(liàng)計各密封(fēng)點有無洩(xiè)漏💋現象，如(rú)有洩漏現(xian)象應及時(shi)處理;
保持(chí)渦輪流量(liàng)計外觀及(jí)其附件的(de)清潔狀态(tài);
檢查儀表(biǎo)檢定标識(shí)是否清晰(xī)、有效，鉛封(fēng)是否良好(hǎo)📧。
4.2月維護保(bǎo)養
檢查渦(wo)輪流量計(jì)本體及附(fu)件是否完(wan)整、是否有(yǒu)鏽蝕或損(sǔn)壞，銘牌是(shì)否清晰，接(jiē)插件是否(fou)接觸良好(hao)，端子接線(xiàn)等是否牢(lao)固;
檢查防(fáng)爆撓性管(guǎn)連接是否(fou)可靠，若有(yǒu)松動應及(ji)時緊固;
檢(jian)查防雷接(jiē)地是否可(kě)靠，确保防(fáng)雷接地線(xian)各連接處(chù)無🌈松動🛀🏻、無(wu)鏽蝕。
4.3季維(wéi)護保養
春(chun)秋檢時對(duì)所配用的(de)過濾除塵(chen)器進行拆(chāi)解檢查并(bìng)清潔;
春秋(qiu)檢時對渦(wo)輪流量計(jì)的葉輪及(ji)軸承進行(háng)清潔和潤(run)滑保養，并(bing)經檢定合(hé)格後方可(kě)恢複正常(chang)使用;
春秋(qiu)檢時根據(jù)電池電量(liang)提示及時(shi)更換液晶(jīng)顯示屏電(dian)池;
春秋檢(jian)檢查防爆(bao)撓性管是(shì)否老化、龜(guī)裂，對影響(xiǎng)防爆性能(neng)的及時更(gèng)換。.
4.4年維護(hù)保養
每半(bàn)年效驗一(yī)次。
5渦輪流(liu)計的安裝(zhuang)注意事項(xiang)
确保完好(hao)的渦輪流(liú)量計上有(you)箭頭方向(xiang)表明流體(ti)方向不能(neng)裝反:
安裝(zhuang)的管道必(bi)須吹掃幹(gan)淨裏面的(de)殘渣:.
渦輪(lun)流量計必(bì)須水平安(an)裝，表頭朝(chao)上;
渦輪流(liú)量計.上遊(you)必須安裝(zhuang)帶有差壓(yā)表的過濾(lǜ)器📞，且過💞濾(lǜ)器🤞距🌈離渦(wō)輪有一段(duan)較長的直(zhí)管段，以确(que)保流體正(zheng)常平穩的(de)流動。
6渦輪(lun)流懸計的(de)使用的優(yōu)缺點
優點(dian):
(1)結構簡易(yì)，使用範圍(wéi)廣
主要部(bu)件有:流量(liang)計主體、穩(wěn)流器、渦輪(lún)的測量單(dan)元、軸承⁉️、累(lèi)加器♈、磁耦(ou)合裝置，校(xiào)正儀。該流(liu)量計适用(yòng)于低，中，高(gāo)壓氣體都(dōu)可以計量(liàng)。管道公稱(chēng)直徑從DN50~DN500範(fàn)圍都有，溫(wēn)度範圍從(cong)-20℃-+60℃.因此計量(liang)範圍廣，大(da)流量、小流(liu)量都可以(yǐ)，既能适應(yīng)寒冷地區(qū)，也适應高(gao)溫地區。
(2)使(shǐ)用方便，量(liàng)程寬
以S省(sheng)場站應用(yòng)最多的渦(wō)輪流量計(jì)，正在逐漸(jian)取代孔闆(pan)流量計。因(yin)爲渦輪流(liú)量計量程(cheng)寬，在一次(ci)更換後基(ji)本可以滿(man)🙇🏻足全年高(gāo)低峰的使(shǐ)用要求。不(bu)需要再頻(pin)繁更換孔(kǒng)闆流量計(jì)的孔闆和(hé)效驗壓變(biàn)。該流量計(ji)量程一般(ban)量程是1:30,最(zuì)大甚至可(kě)擴展至1:50。而(er)孔闆流量(liàng)計标準量(liang)程比113,最大(da)可拓展至(zhi)130，比渦輪流(liú)量計少了(le)很多。
(3)計量(liàng)精度準确(que)
以愛托利(li)流量計爲(wèi)例最大允(yun)許誤差爲(wei)最小流量(liàng)的+/-2%，最大流(liú)量的0.2。
缺點(dian):
對氣質要(yào)求高，測量(liàng)氣體必須(xū)純度高，雜(za)質少,
7渦輪(lun)流計常見(jian)問題及故(gù)陶處理(見(jiàn)表1)
8結語
目(mù)前天然氣(qì)場站現行(háng)的例行工(gōng)作和工藝(yi)條件不能(neng)🏃♀️有效降🎯低(dī)天然氣氣(qi)質中的雜(za)質。所以爲(wei)了提高渦(wo)輪🤞流量🌂計(jì)計量的📧精(jing)度，應該從(cong)以下幾點(dian)得到加強(qiang)。
第一是從(cóng)日常工作(zuò)方面加強(qiáng)沿線天然(ran)氣場站卧(wò)分☀️和過濾(lǜ)器的層層(céng)排污，目的(de)是在天然(ran)氣進入流(liu)量計之前(qián)設置層層(céng)屏障，在雜(zá)質進入流(liu)量計之前(qian)就把它清(qīng)理幹淨。第(di)二定期采(cai)取清管作(zuo)業，當管輸(shu)效率降低(di)到90%以下時(shí)對管道裏(li)🆚的污物定(dìng)期清理幹(gan)⭐淨。第三根(gēn)據📱在場站(zhàn)排污時所(suo)排的雜📱質(zhì)的多少，判(pàn)斷是否要(yào)進行多次(ci)排污，以确(que)☁️定是否已(yi)經達标。第(di)四個是流(liú)量計的🚶♀️使(shǐ)用說明書(shu)、合格證書(shu)、檢定證書(shū)都應該具(jù)備且在有(you)效期内，及(jí)備品備件(jiàn)原則上按(àn)使用總數(shù)的3%儲備。場(chǎng)站應該應(ying)⛷️該有計量(liàng)管理人員(yuán)☔負責計量(liang)器具及資(zī)料的管理(li)，保證計量(liàng)器具資料(liào)的完整。從(cóng)技❗術方面(mian)在做好🈚平(píng)時渦輪流(liú)量計的維(wei)護保養和(he)每年的檢(jian)定，确🔞保流(liu)量♍計的運(yùn)行在檢定(ding)🏃🏻♂️周期内。第(di)💋五加強日(rì)常工作的(de)考核力度(dù)，确保每項(xiang)工作都順(shun)利完成。
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