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一、論述渦輪流量計的主要特點
渦輪流量計是一種流量測量儀表,通過流動流體的動力來驅(qū)使渦輪葉片旋轉(zhuǎn),渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)速度與體積流量近似成正比例關(guān)系。而且通過流量計的流體體積示值是以渦輪葉輪轉(zhuǎn)數(shù)為基準的。
渦輪流量計的總體原理框圖如下圖1所示。

渦輪流量計具有精度高、無零點漂移、高量程比、重復性好等優(yōu)點。由于渦輪流量計采用的是高質(zhì)量的軸承和獨特的導流片,大大增強了它的抗磨損性能,而且還能夠在惡劣的環(huán)境下進行測量,測量數(shù)據(jù)不失真。另外,渦輪流量計采用的是脈沖輸出信號,所以容易對信號進行數(shù)字化。同時,渦輪流量計采用了**的超低功耗單片微機技術(shù),使得整體的功能增強、功耗也降低了,從而使它的各項性能也更加優(yōu)越了。渴輪流量計的葉輪具有防腐的效果,外部采用的也是全不銹鋼結(jié)構(gòu),本身具有較強的抗磁干擾和振動能力,大大增強了儀表的使用年限。渦輪流量計的維修也相當容易,而且其內(nèi)部含有自整流的結(jié)構(gòu),小型輕巧,結(jié)構(gòu)簡單,可以在很短的時間內(nèi)將其組合完成。通過上述對渦輪流量計特點的介紹,我們知道,渦輪流量計的各項性能的比較優(yōu)越,且功能較強大,所以,渦輪流量計的應用也相當?shù)?*,例如,石油、天然氣、液化氣和低溫流體等。我國西氣東輸一線、二線和川氣東輸管線上也大量的使用渦輪流量計進行貿(mào)易計量,顯然,渦輪流量計已經(jīng)成為了優(yōu)良的天然氣流量計。

二、渦輪流量計在天然氣流量計量中的應用
隨著我國天然氣工程的蓬勃發(fā)展,渦輪流量計正**的應用于天然氣貿(mào)易結(jié)算過程中。利用渦輪流量計計量天然氣流量之前,首先要安裝渦輪流量計,安裝渦輪流量計之前,要確認輸氣管線是清潔的,且沒有水、臟污等這些能夠?qū)u輪葉片和渦輪流量計機械部分造成損壞的雜質(zhì),如果被測天然氣中含有雜質(zhì),必須要添加過濾器,防止渦輪流量計損壞。渦輪流量計在安裝的時候應該要保持水平,盡量不要垂直安裝,如果天然氣管道中含有水,則渦輪流量計要傾斜擺放,保證天然氣能夠從流量計中出來。天然氣的傳輸方向要與渦輪流量計上注的方向一致,不得反方向安裝。一般推薦在渦輪流量計的入口和出口端各加接一段直管,入口端長度要不小于10倍管段內(nèi)徑,出口端長度不小于5倍管段內(nèi)徑,或者可以在阻流設(shè)備與渦輪流量計之間安裝整流器。當天然氣進入流量計時,首先要經(jīng)過氣體渦輪流量計內(nèi)部特殊結(jié)構(gòu)的前導流體并加速。在流體的作用下,渦輪葉片會與流體流向形成一定角度,這個時候渴輪就會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩,這個轉(zhuǎn)動力矩需要克服阻力力矩和摩擦力矩之后オ能帶動渦輪開始轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)動力矩、阻力力矩和摩擦力矩達到平衡時,渦輪的轉(zhuǎn)速就會恒定。而且渦輪轉(zhuǎn)動速度與流量成線性關(guān)系。葉輪的轉(zhuǎn)速經(jīng)一副齒輪減速,同時由一個密封的磁性耦合器件將轉(zhuǎn)動的趨勢傳到儀表外部的機械式計數(shù)器。利用電磁感應原理,通過旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片**導磁體周期性地改變磁阻,從而在線圈兩端感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號,測出脈沖信號的頻率便得到流量的大小。渦輪流量計要與流量計算機配套使用,流量計算機中含有溫度、脈沖、壓力檢測通道并配有各種通訊接口。

三、渦輪流量計在實際應用中存在的問題及相關(guān)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(zhuǎn)速度忽慢忽快、渦輪流量計不計數(shù)、負偏差增加(準確度降低)以及設(shè)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,要先檢査電源,檢査電源沒問題后再對渦輪流量計本身進行檢査,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,則檢査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(xiàn)了問題,導致檢測不到信號。
(2)、對于運轉(zhuǎn)速度忽慢忽快的情況,首先可以通過調(diào)整儀表系數(shù)來控制速度,如果儀表系數(shù)變化較大,也可以檢査插入桿深度是否恰當,大多數(shù)情況下,是由于葉輪無法運轉(zhuǎn),流量計內(nèi)部含有污物,可以使用鹽酸來清洗污物。
(3)、對于渦輪流量計不計數(shù)的情況,可能是由于電源或者開關(guān)接觸不良導致的,所以要對渦輪流量計內(nèi)部的器件進行檢査,檢査各個部件是否出現(xiàn)故障,如果出現(xiàn)了故障,要及時修理或更換零件。
(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(nèi)部軸承會逐漸磨損,容易造成葉輪轉(zhuǎn)速變慢(與正常相比),計量負偏差増大,從而引起計量偏少的現(xiàn)象,對大流量的計量影響尤為突出。建議改善方式:與生產(chǎn)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)、考慮到,在具體生產(chǎn)中,常常會遇到設(shè)計流量與實際流量不匹配的問題:要么設(shè)計流量過大,起步流量高,投產(chǎn)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(shè)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(fā)生,需要在儀表選型前,充分掌握下游用氣單位及用氣設(shè)備的負荷情況,考慮到相關(guān)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(diào)整。這些也是對輸差控制的一項重要手段。

四、結(jié)束語
作為貿(mào)易計量儀表,利用渦輪流量計進行天然氣流量計量,在我國天然氣流量計量中的應用已相當?shù)?*。因此,需要進行規(guī)范化管理:建立相應運行檔案,定期對渦輪流量計進行維護保養(yǎng),按時查看其安全性和運行狀態(tài),嚴格按照使用說明書進行操作,執(zhí)行法定周期檢定制度,確保渦輪流量計安全正常運行。

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