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(ju)🆚,具有精度高(gāo).重複性好、量(liang)程比高、維修(xiu)方便等優點(dian),從而在石油(yóu)、化工、冶金等(děng)領域應用廣(guang)泛🔆。從渦輪流(liu)量計💛的特點(dian)、原理、類型、使(shǐ)用以及缺陷(xian)等🔅5個方面介(jie)🐪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(yuán)在我國的能(neng)源戰略中占(zhàn)據着重要的(de)地位,随着國(guo)家西氣東輸(shu)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(qì)貿易結算重(zhong)🌈要性凸顯。因(yīn)爲在精度、重(zhòng)複性、零點漂(piao)移、量程比等(děng)方面具備顯(xian)著的優勢,渦(wo)輪流量計🐉成(cheng)爲一種被廣(guǎng)泛使用的速(sù)度式流量㊙️計(ji)。11其軸承制作(zuo)精良、導流片(pian)經過特殊設(she)計,能降低磨(mó)損,在極端條(tiáo)件下保證測(cè)量👈的可靠性(xing);其輸出信号(hao)爲脈沖,易🌐于(yu)數字化;渦輪(lún)流量計的儀(yí)表系數和線(xian)性度都受壓(yā)力變化影響(xiǎng)較小,21如與帶(dai)特殊功能的(de)二次儀表🚩配(pèi)套，還可以進(jin)行定量控制(zhì)，超量報警等(deng)♈，3因此在石油(you)、液化氣、天然(rán)氣領域取得(de)了廣泛的應(ying)用，主要從✊特(te)點、原理、類型(xíng)、應用以及不(bú)足等5個方面(miàn)介紹 氣體渦(wō)輪流量計 在(zài)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(jian)式👌計量已廣(guang)泛應用于天(tiān)然氣計量中(zhōng)。
1.1智能測量與(yǔ)補償
　　氣體渦(wo)輪流量可直(zhí)接測量氣體(tǐ)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(shu)據🤟,對流量進(jin)行自動補償(chang)和壓縮因子(zǐ)自動修正。
1.2制(zhi)造工藝先進(jìn)
　　氣體渦輪流(liu)量計采用先(xiān)進的微機技(ji)術與高性能(néng)的集成芯片(piàn),利用先進的(de)微功耗高新(xin)技術,整機功(gong)耗低,既可憑(ping)内🌈電池長期(qi)供電運行,又(you)可由外電源(yuán)供電運行,采(cǎi)用LCD顯示屏⛱️方(fang)便讀數,輸出(chu)脈沖信号,也(ye)㊙️可輸出(4~20)mA的标(biāo)準模拟信号(hào)。[6]
1.3自動化程度(du)高
　　具備通訊(xùn)接口能夠與(yǔ)上位機進行(háng)通訊,一台上(shàng)位機可與⭐多(duō)台流量計進(jìn)行通訊，便于(yú)集中管理。'
2氣(qì)體渦輪流量(liang)計工作原理(lǐ)
　　氣體渦輪流(liú)量計的基本(běn)原理是:當沿(yan)軸線流動的(de)流❤️體進入流(liú)量傳感器時(shí),葉片迫使流(liu)體旋轉,然後(hou)在旋渦蔓✊生(shēng)體的中心産(chǎn)生渦流。
　　渦流(liú)在文丘裏管(guan)中流動,到達(dá)收縮段後突(tu)然節流,從而(er)🏃‍♀️加速。當渦旋(xuan)進人擴散區(qū)時,回流迫使(shǐ)其進行二次(cì)旋轉。此時，渦(wō)流的旋轉頻(pín)率與介質的(de)速度成線性(xing)正💁比。壓電傳(chuan)感器檢測到(dào)😍的弱電荷信(xin)号被前置放(fàng)大器放大,濾(lǜ)波和整形,然(rán)😘後轉換爲脈(mo)沖信号,其頻(pín)率與流速成(cheng)正比。最後,信(xìn)号被發送到(dào)積分器進行(hang)計數和處🏒理(li)。
　　流量積算儀(yi) 由 溫度和壓(yā)力計量模拟(nǐ)通道以及微(wēi)處理單元組(zǔ)成,流量計中(zhong)的💃微處理器(qì)可根據溫度(dù)測量值對應(yīng)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(jì)算;還可按照(zhào)🐉氣态方程進(jìn)行溫壓補償(cháng),并⛹🏻‍♀️自動進行(háng)壓縮因子修(xiū)正。
　　對于機械(xie)計數器式渦(wo)輪流量計，計(jì)數器通過驅(qū)動機構旋✨轉(zhuan)并計數。對于(yú)使用電子流(liu)量積分器的(de)流量計,代表(biǎo)👣渦輪👉轉速的(de)脈沖信号通(tong)過旋轉的發(fā)訊✍️盤或信号(hào)傳感器和放(fang)大電路🏃🏻‍♂️輸出(chu),脈沖信号的(de)頻率與.流體(ti)💋的體積流量(liàng)成正比。
3氣體(ti)渦輪流量計(ji)類型
3.1基本型(xing)渦輪流量計(ji)
　　傳感器本身(shēn)不具備現場(chang)顯示功能,僅(jǐn)将流量信号(hao)遠傳輸出。流(liu)💔量信号可分(fèn)爲脈沖信号(hao)或電流信号(hao)。價格低集成(cheng)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(zhì)能渦輪流量(liang)計
　　智能渦輪(lún)流量計 ,結合(he)了渦輪流量(liàng)傳感器和先(xiān)進的超低功(gōng)耗單片🏃🏻‍♂️微🌈機(ji)技術開發的(de)顯示集成儀(yí)表，具有結構(gòu)緊湊、可靠性(xing)高、抗外部電(dian)源幹擾防雷(léi)擊、成本低等(deng)優點。191可現場(chǎng)進行儀表系(xì)數三點修正(zheng)，智能補償儀(yí)表系數非線(xian)性,同時顯示(shi)瞬✍️時流量、累(lei)積流量以及(jí)溫度、壓力等(děng)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(yu)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(jù)有靈敏度高(gao)、重複性好、量(liàng)程比大👌精度(dù)高特點,因此(ci)廣泛用于天(tian)然氣流量測(ce)量中。當流量(liang)變化很大時(shí)，氣體渦輪流(liu)量計比差壓(yā)流量計更合(he)适。氣體渦輪(lún)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(jing)👅爲6:1或5:1。随着天(tian)然氣計量技(ji)術的發展以(yǐ)及對天然氣(qi)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(mào)易計量的要(yào)求,又可以滿(mǎn)足較寬的🌂測(cè)量範圍。另外(wài),它的設備成(cheng)本比㊙️孔👈闆流(liu)量計和氣體(tǐ)👌超聲流量計(jì)低。因此🏃🏻‍♂️,氣體(ti)渦輪流量計(ji)被越來越廣(guǎng)泛地使用,尤(you)其中國天然(rán)氣市場用量(liàng)增幅明顯,但(dan)是普遍存在(zai)下遊市場前(qian)期用🚩量較低(di),天然氣管道(dao)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(liàng),渦輪流量計(ji)以其較寬的(de)量程比能降(jiang)低測量管直(zhi)徑,從而較少(shao)投資。
　　氣體渦(wo)輪流量計精(jīng)度高,普通流(liú)量計的精度(du)爲(±1~±1.5)%,特殊專💰用(yòng)型爲(±0.5~±0.2)%,但其精(jīng)度越高,對現(xian)場條件的要(yào)求越苛刻。渦(wō)輪流量計具(ju)有良好的重(zhòng)複性,短期重(zhòng)複性🔞可達(0.05~0.2)%。如(ru)果定期📐校準(zhǔn)，則可以獲得(de)很高🚶‍♀️的精度(dù)。
氣體渦輪流(liú)量計結構緊(jǐn)湊輕巧、安裝(zhuāng)維護方便、流(liu)♌通能力大,适(shi)用高壓測量(liang)。儀表表體上(shang)不必開孔，易(yi)制成高壓型(xíng)儀表，,可以滿(mǎn)足管道的升(shēng)壓要求。正因(yin)爲具備以上(shang)優點,因此👈在(zai)天然🈲氣貿易(yi)結算中是優(yōu)🔱先選用的流(liú)量計之一。
5氣(qi)體渦輪流量(liàng)計的缺陷
　　由(you)于氣體渦輪(lún)流量計難以(yi)長期保持穩(wěn)定的計量特(te)性🐆,需要定期(qī)檢定或者校(xiao)準。對于貿易(yi)儲運和高精(jing)度測量的要(yao)求,需要經常(chang)對流量計進(jìn)行在線實流(liú)檢定以保持(chí)其特性,同時(shí)氣👌體密度對(dui)儀表精度有(yǒu)較大影響,由(you)于密度與溫(wen)度❤️和壓力密(mi)切相關,現場(chang)溫度和壓力(lì)的波動是不(bu)可避免的,應(yīng)根據其對💘流(liú)量計計量特(tè)性的影響程(cheng)度采取補償(chang)措施,以保持(chi)高精度。”1因此(cǐ)保⭐持渦輪流(liú)量計精度的(de)同時,需要對(dui)🚶現場溫度、壓(yā)力進⚽行定期(qi)校準和補償(chang)🥵,從而确保天(tian)然氣管道貿(mao)易計量✌️的準(zhun)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(ān)裝空間有限(xiàn),可以安♈裝整(zheng)流器以縮短(duan)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(hěn)高。如果氣體(ti)變髒,可以⁉️安(ān)裝過濾🌏器,但(dan)同時✂️也會帶(dai)來壓力損失(shi)增大、維護增(zēng)加。
6小結
　　氣體(tǐ)渦輪流量計(jì)是一種速度(du)流量計,具有(yǒu)精度高、重🔴複(fú)🏃‍♀️性好、無零漂(piao)移、量程比大(dà)等優點。采用(yòng)先進的超低(di)功耗🌈單片微(wei)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(rán)氣自動化流(liu)量🔴計量水平(ping)🈲,其量程比寬(kuan)非常适合流(liu)量變化幅度(dù)較大的場合(he),可降低測量(liàng)管直徑,從而(ér)較少投資㊙️;短(duǎn)期重複性可(ke)達(0.05~0.2)%，如經常校(xiao)準或在線校(xiào)準可🆚得極高(gāo)的精度;安裝(zhuāng)維護📐方便,流(liú)通能力⭐大适(shì)用高壓測量(liang),在天然氣管(guǎn)道貿易結算(suan)中是優先選(xuan)用的💜流量計(jì);然而氣體密(mì)度對流量計(jì)精‼️度有較大(da)影響,需要定(dìng)期校準🈲。

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