浅谈涡轮流量计在天然气流量计量中的应用-江苏创辉自动化仪表有限公司

一、论述涡轮流量计的主要特点
涡轮流量计是一种流量测量仪表,通过流动流体的动力来驱使涡轮叶片旋转,涡轮叶片的旋转速度与体积流量近似成正比例关系。而且通过流量计的流体体积示值是以涡轮叶轮转数为基准的。
涡轮流量计的总体原理框图如下图1所示。

涡轮流量计具有精度高、无零点漂移、高量程比、重复性好等优点。由于涡轮流量计采用的是高质量的轴承和独特的导流片,大大增强了它的抗磨损性能,而且还能够在恶劣的环境下进行测量,测量数据不失真。另外,涡轮流量计采用的是脉冲输出信号,所以容易对信号进行数字化。同时,涡轮流量计采用了**的超低功耗单片微机技术,使得整体的功能增强、功耗也降低了,从而使它的各项性能也更加优越了。渴轮流量计的叶轮具有防腐的效果,外部采用的也是全不锈钢结构,本身具有较强的抗磁干扰和振动能力,大大增强了仪表的使用年限。涡轮流量计的维修也相当容易,而且其内部含有自整流的结构,小型轻巧,结构简单,可以在很短的时间内将其组合完成。通过上述对涡轮流量计特点的介绍,我们知道,涡轮流量计的各项性能的比较优越,且功能较强大,所以,涡轮流量计的应用也相当的**,例如,石油、天然气、液化气和低温流体等。我国西气东输一线、二线和川气东输管线上也大量的使用涡轮流量计进行贸易计量,显然,涡轮流量计已经成为了优良的天然气流量计。

二、涡轮流量计在天然气流量计量中的应用
随着我国天然气工程的蓬勃发展,涡轮流量计正**的应用于天然气贸易结算过程中。利用涡轮流量计计量天然气流量之前,首先要安装涡轮流量计,安装涡轮流量计之前,要确认输气管线是清洁的,且没有水、脏污等这些能够对涡轮叶片和涡轮流量计机械部分造成损坏的杂质,如果被测天然气中含有杂质,必须要添加过滤器,防止涡轮流量计损坏。涡轮流量计在安装的时候应该要保持水平,尽量不要垂直安装,如果天然气管道中含有水,则涡轮流量计要倾斜摆放,保证天然气能够从流量计中出来。天然气的传输方向要与涡轮流量计上注的方向一致,不得反方向安装。一般推荐在涡轮流量计的入口和出口端各加接一段直管,入口端长度要不小于10倍管段内径,出口端长度不小于5倍管段内径,或者可以在阻流设备与涡轮流量计之间安装整流器。当天然气进入流量计时,首先要经过气体涡轮流量计内部特殊结构的前导流体并加速。在流体的作用下,涡轮叶片会与流体流向形成一定角度,这个时候渴轮就会产生转动力矩,这个转动力矩需要克服阻力力矩和摩擦力矩之后オ能带动涡轮开始转动。当转动力矩、阻力力矩和摩擦力矩达到平衡时,涡轮的转速就会恒定。而且涡轮转动速度与流量成线性关系。叶轮的转速经一副齿轮减速,同时由一个密封的磁性耦合器件将转动的趋势传到仪表外部的机械式计数器。利用电磁感应原理,通过旋转的涡轮叶片**导磁体周期性地改变磁阻,从而在线圈两端感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号,测出脉冲信号的频率便得到流量的大小。涡轮流量计要与流量计算机配套使用,流量计算机中含有温度、脉冲、压力检测通道并配有各种通讯接口。

三、涡轮流量计在实际应用中存在的问题及相关建议
由于各种因素的影响,涡轮流量计在实际应用的过程中还是存在一些问题的。常见的问题有:无信号、运转速度忽慢忽快、涡轮流量计不计数、负偏差增加(准确度降低)以及设计流量与实际流量不匹配等等。针对上述问题可以提出如下建议：
(1)、对于无信号的情况,要先检査电源,检査电源没问題后再对涡轮流量计本身进行检査,并判断是一次仪表还是二次仪表的故障,如果二次仪表没有问题,则检査信号线是否正确连接,如果仍然无信号输出,也有可能是流体的流速太慢或者传感器出现了问题,导致检测不到信号。
(2)、对于运转速度忽慢忽快的情况,首先可以通过调整仪表系数来控制速度,如果仪表系数变化较大,也可以检査插入杆深度是否恰当,大多数情况下,是由于叶轮无法运转,流量计内部含有污物,可以使用盐酸来清洗污物。
(3)、对于涡轮流量计不计数的情况,可能是由于电源或者开关接触不良导致的,所以要对涡轮流量计内部的器件进行检査,检査各个部件是否出现故障,如果出现了故障,要及时修理或更换零件。
(4)、作为速度式流量计,随着运行时间的增加(通常在运行两年后),内部轴承会逐渐磨损,容易造成叶轮转速变慢(与正常相比),计量负偏差増大,从而引起计量偏少的现象,对大流量的计量影响尤为突出。建议改善方式:与生产厂家及代理商积极沟通,进行有针对性的维护或者干脆定期更换轴承。
(5)、考虑到,在具体生产中,常常会遇到设计流量与实际流量不匹配的问题:要么设计流量过大,起步流量高,投产后造成小流量时不能正常计量甚至不计量(俗称“大马拉小车”);要么设计流量过小而造成过载运行甚至流量计损坏(俗称“小马拉打车”)。避免上述问题的发生,需要在仪表选型前,充分掌握下游用气单位及用气设备的负荷情况,考虑到相关的影响因素:同时,运行中随着用气情况的变化对计量表也要作相应调整。这些也是对输差控制的一项重要手段。

四、结束语
作为贸易计量仪表,利用涡轮流量计进行天然气流量计量,在我国天然气流量计量中的应用已相当的**。因此,需要进行规范化管理:建立相应运行档案,定期对涡轮流量计进行维护保养,按时查看其安全性和运行状态,严格按照使用说明书进行操作,执行法定周期检定制度,确保涡轮流量计安全正常运行。

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