渦輪流量計在天然氣流量計量中的應用

　　[摘要]：隨著天然氣的廣泛應用, 天然氣計量成為人們關注的話題。本文主要介紹了渦輪流量計在天然氣流量計中的應用以及存在的問題，并提出了相應的解決方式方法，最終提出了我國未來天然氣計量的發展趨勢，旨在能夠為我國天然氣事業奠定一定的理論基礎。

　　[關鍵詞]：天然氣 渦輪流量計 計量 應用 趨勢

　　一 引言

　　2 1世紀為天然氣的世紀天然氣是優質的燃料和化工原料。它廣泛用于玻璃制品生產, 發電, 氮肥生產, 城市燃氣, 是一種理想的清潔能源, 是國家的重要能源命脈之一, 在國民經濟發展中占有重要的地位。隨著社會的進步, 人們活動的活躍, 能源面臨著越來越短缺, 因此合理利用能源, 有效開展節約能源的課題就擺在人們面前, 就天然氣來講, 通過精確的計量, 是減少天然氣浪費的有效途徑之一。本文主要介紹了渦輪流量計在天然氣流量計中的應用以及存在的問題，并提出了相應的解決方式方法。

　　二 渦輪變送器的工作原理及注意事項

　　渦輪流量計由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成。被測流體沖擊渦輪葉片, 使渦輪旋轉, 渦輪的轉速隨流量的變化而變化, 即流量大, 渦輪的轉速也大, 再經磁電轉換裝置把渦輪的轉速轉換為相應頻率的電脈沖, 經前置放大器放大后, 送入顯示儀表進行計數和顯示, 根據單位時間內的脈沖數和累計脈沖數即可求出瞬時流量和累積流量。渦輪變送器的工作原理是當流體沿著管道的軸線方向流動, 并沖擊渦輪葉片時, 便有與流量qv、流速V 和流體密度ρ乘積成比例的力作用在葉片上, 推動渦輪旋轉。在渦輪旋轉的同時, 葉片周期性地切割電磁鐵產生的磁力線, 改變線圈的磁通量。根據電磁感應原理, 在線圈內將感應出脈動的電勢信號, 此脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比。其中, qv 為流體的體積總量, N 為變送器產生的脈動總數; ξ為流量系數。ξ是渦輪變送器的重要特性參數, 不同的儀表有不同的ξ,并隨儀表長期使用的磨損情況而變化; 其含義是單位體積流量通過變送器時, 變送器的輸出的脈沖數。渦輪變送器輸出的脈沖信號, 經前置于放大器放大后, 送入顯示儀表, 就可以實現流量的測量。

　　在渦輪流量計的使用過程中有如下注意事項：

　　( 1) 安裝渦輪流量計前, 管道要清掃。被測介質不潔凈時, 要加過濾器。否則渦輪、軸承易被卡住, 測不出流量來。

　　( 2) 拆裝流量計時, 對磁感應部分不能碰撞。

　　( 3) 投運前先進行儀表系數的設定。仔細檢查, 確定儀表接線無誤, 接地良好, 方可送電。

　　( 4) 安裝渦輪流量計時, 前后管道法蘭要水平, 否則管道應力對流量計影響很大。

　　三 渦輪流量計在實際應用中存在的問題及相關建議

　　由于各種因素的影響，渦輪流量計在實際應用的過程中還是存在一些問題的。常見的問題有：無信號、運轉速度忽慢忽快、渦輪流量計不計數、負偏差增加(準確度降低)以及設計流量與實際流量不匹配等等。針對上述問題可以提出如下建議：

　　1、對于無信號的情況，要先檢查電源，檢查電源沒問題后再對渦輪流量計本身進行檢查，并判斷是一次儀表還是二次儀表的故障，如果二次儀表沒有問題，則檢查信號線是否正確連接，如果仍然無信號輸出，也有可能是流體的流速太慢或者傳感器出現了問題，導致檢測不到信號。

　　2、對于運轉速度忽慢忽快的情況，首先可以通過調整儀表系數來控制速度，如果儀表系數變化較大，也可以檢查插入桿深度是否恰當，大多數情況下，是由于葉輪無法運轉，流量計內部含有污物，可以使用鹽酸來清洗污物。

　　3、由于燃氣中含有灰塵、蔡、煤焦油等雜質, 所以裝人油過濾器, 可以使這些雜質溶于油中, 然后過濾后的氣體再進人渦輪流量計, 這樣不但使渦輪流量計運行, 而且可以保證精度。

　　4、作為速度式流量計，隨著運行時間的增加(通常在運行兩年后)，內部軸承會逐漸磨損，容易造成葉輪轉速變慢(與正常相比)，計量負偏差增大，從而引起計量偏少的現象，對大流量的計量影響尤為突出。建議改善方式：與生產廠家及代理商積極溝通，進行有針對性的維護或者干脆定期更換軸承。

　　5、在計量管理中，常常會遇到流量表設計流量與實際流量不匹配的問題：要么設計流量過大，起步流量高，投產后造成小流量時不能正常計量甚至不計量(俗稱“大馬拉小車”);要么設計流量過小而造成過載運行甚至流量計損壞(俗稱“小馬拉打車”)。避免上述問題的發生，需要在儀表選型前，充分掌握下游用氣單位及用氣設備的負荷情況，考慮到相關的影響因素;同時，運行中隨著用氣情況的變化對計量表也要作相應調整。這些也是對輸差控制的一項重要手段。

　　6、應根據具體的腐蝕情況而定, 一般冬季半個月, 其他季節稍長些(1 一2 個月)。傳感器在工作過程中, 葉輪的轉速很高, 即使在潤滑良好的情況下, 仍有摩擦產生, 在使用一段時間后, 應換軸承并重新標定。

　　四 天然氣計量發展趨勢

　　隨著中國加入WTO, 外資企業不斷進人我國天然氣市場以及引進國外天然氣的可能性、天然氣計量與國際接軌即將成為面對面的現實, 其計量觀念與發展趨勢也將由此而發生系列變化。分析表明, 下一步我國天然氣計量將向以下方面發展:

　　計量方式向自動化、智能化、遠程化計量方式發展;

　　單一數據管理向計量系統管理方向發展;

　　檢定方式、量值溯源從靜態單參數向動態多參數溯源發展;

　　計量方式從體積計量向能量計量發展;

　　儀表選型從單一儀表向多元化儀表發展。

　　計量管理從事后計量糾紛解釋向事前過程管理發展隨著市場經濟的發展, 人們越來越重視天然氣計量。因此, 人們對天然氣計量在管理觀念上正發生根本性轉變,不僅對現場計量器具的使用及相應人員進行管理, 并從事后計量糾紛解釋向加強事前儀表采購選型、安裝使用、過程控制、質量監督、數據管理、實流檢定的管理轉變和發展。

　　參考文獻

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　　推薦閱讀：天然氣工業化工期刊