摘要：基于天(tiān)然氣渦輪流(liú)量計 的測量(liàng)原理，探讨(tǎo)了其起始流量和安(ān)裝方法。在适當的起始流量下(xià)，流量(liàng)與轉速呈(chéng)線性關系；推薦在流量(liàng)計(jì)入口(kǒu)和出口端(duān)各加(jiā)接一(yī)定(dìng)長度的(de)直管段，若安裝(zhuāng)空間不能滿足(zú)要求，可在(zài)阻流(liú)設備與流量計(jì)之間(jiān)安裝(zhuāng)整流器，避(bì)免因(yīn)氣體(tǐ)流态改變影響(xiǎng)流量計轉子的(de)轉動。分(fèn)析了天(tiān)然氣(qì)渦輪(lún)流量(liàng)計(jì)在(zài)運(yùn)行(háng)過程(chéng)中的常見故(gù)障(zhàng)：天然氣正(zhèng)常流(liú)動，流(liú)量(liàng)計不計(jì)數；未作減(jiǎn)量操作，流(liú)量顯示逐(zhú)漸下(xià)降；天然氣不流動，流(liú)量顯(xiǎn)示不爲(wèi)零。針對(duì)以上故(gù)障，分别給出了相應的(de)操作(zuò)維護方法(fǎ)。結合應(yīng)用(yòng)實例(lì)，提出(chū)了天然氣(qì)渦輪(lún)流量(liàng)計在(zài)使用過程中的(de)注意事項(xiàng)。
　　随着西氣(qì)東(dōng)輸(shū)、川氣(qì)東送等長距離、大口(kǒu)徑、高壓力(lì)的輸(shū)氣(qì)管道的(de)建成投(tóu)産(chǎn)以及(jí)國家(jiā)天(tiān)然氣輸(shū)配網(wǎng)絡的逐漸(jiàn)形成，管道運營(yíng)商(shāng)對天然氣貿(mào)易計量(liàng)的(de)科學性、可(kě)靠性(xìng)、公正性提出了更高(gāo)的要(yào)求。依(yī)賴電子技術、互(hù)聯網(wǎng)和計(jì)算機技術的迅猛(měng)發(fā)展，天然氣(qì)計量(liàng)方式(shì)亦向自動化、智能化(huà)、遠(yuǎn)程(chéng)化方(fāng)向發(fā)展，目前天(tiān)然氣渦輪流量(liàng)計已經實(shí)現了實時、在線、遠程控制，并逐步向(xiàng)渦輪流量計、變(biàn)送器、scada系統、色譜(pǔ)分析儀等組成(chéng)的智能計量系統方向發展。
　　由(yóu)于 渦輪流(liú)量計(jì) 靈敏度高、重複(fú)性好(hǎo)、量程比寬(kuān)、結構(gòu)緊湊，因此(cǐ)廣(guǎng)泛應用于工(gōng)業貿易計量。在(zài)設計(jì)标準(zhǔn)方面(miàn)，歐洲pren12261[1]是(shì)目前氣(qì)體渦(wō)輪流量計最全面、最具針(zhēn)對性的标(biāo)準規(guī)範，在計量性能、材料要求、輸出(chū)、标記(jì)、文件資料(liào)等方面(miàn)對(duì)氣體渦輪流量計提(tí)出了具體要求(qiú)[2]；其他設計标準(zhǔn)還包(bāo)括美(měi)國agano7[3]、國(guó)際(jì)标(biāo)準化組織(zhī)iso9951：1993[4]、國際法制計量(liàng)組織(zhī)oimlr137-1[5]、日本jisz8765-1980[6]等。國(guó)内主要(yào)采用gb/t18940－2003[7]進(jìn)行渦(wō)輪流量計(jì)的設計。
1渦(wō)輪流量計的(de)測量原理
　　渦輪流(liú)量計是一種速度式(shì)流量儀表(biǎo)，測量本(běn)體是(shì)渦輪流(liú)量傳感器，主要(yào)由葉輪和(hé)磁電(diàn)感應線圈(quān)組成(chéng)，葉輪軸心與管道中心相(xiàng)同，可(kě)以自(zì)由轉動，其(qí)葉片(piàn)與氣體流(liú)動方(fāng)向成一定角度。在流(liú)體沖擊下(xià)，渦輪沿管(guǎn)道軸向旋轉，其(qí)旋轉(zhuǎn)速率(lǜ)随流量變化而不同(tóng)，流速越(yuè)高，動能越大，渦輪(lún)的轉(zhuǎn)速也(yě)越(yuè)高。渦輪的轉(zhuǎn)速經磁電感應轉(zhuǎn)換(huàn)器轉換爲(wèi)相應頻率的電(diàn)脈沖，通過(guò)顯示儀表進行(háng)積算(suàn)和(hé)顯示（圖(tú)1）。

　　渦輪流量計通(tōng)過不同的計算方法，可(kě)分别顯(xiǎn)示累(lèi)計(jì)流量和(hé)瞬時(shí)流量。當渦輪葉(yè)片切割殼(ké)體内永(yǒng)久磁鋼産生(shēng)的(de)磁力線時，将(jiāng)引(yǐn)起傳感(gǎn)線圈(quān)磁(cí)通的變(biàn)化，磁通周期變(biàn)化信(xìn)号經前置(zhì)放大(dà)器放(fàng)大、整(zhěng)形，産(chǎn)生與流速成正(zhèng)比的(de)脈沖(chòng)信号，脈沖信号(hào)經流量積(jī)算電路換算後(hòu)顯示(shì)累積流(liú)量值，同時經(jīng)頻率(lǜ)電流(liú)轉換電(diàn)路(lù)轉換成模(mó)拟電流量(liàng)，進而顯示(shì)瞬時(shí)流量值（圖2）。

2渦輪流(liú)量計的應用
2.1起始(shǐ)流量(liàng)
　　渦輪葉片(piàn)克服摩擦力做功，當(dāng)氣體流量(liàng)較小(xiǎo)時，葉(yè)片未啓動(dòng)旋轉，導緻渦輪(lún)流量計(jì)存(cún)在計(jì)量盲(máng)區。當(dāng)壓力、溫(wēn)度(dù)，密度等氣(qì)體參(cān)數發(fā)生(shēng)改(gǎi)變時，渦輪流量(liàng)計的起(qǐ)始流量(liàng)也會(huì)發(fā)生相應變(biàn)化。被測天然(rán)氣的靜壓增大時，所測流(liú)量範(fàn)圍也相應增大，同時(shí)天(tiān)然氣的密度(dù)會(huì)引(yǐn)起不(bú)同的壓損。氣體渦輪(lún)流量(liàng)計适(shì)合流量幅(fú)度較大的(de)場合(hé)，但當氣量過小時，渦(wō)輪流量計不能(néng)克服摩擦力矩(jǔ)轉動。氣(qì)量(liàng)大于(yú)一定(dìng)值後(hòu)，流量(liàng)與轉速呈線性(xìng)關系；受葉(yè)輪強度、氣流壓(yā)損、軸(zhóu)承壽命等條件(jiàn)的限制，氣流量(liàng)也不(bú)宜過大。大(dà)多數渦輪流(liú)量(liàng)計在大(dà)氣壓下(xià)的測量範圍是(shì)1:10～1:30，準确(què)度可(kě)達到±0.5%～±1.0%[8]。
2.2安裝(zhuāng)要求
　　渦輪(lún)流量計對管輸天然氣的流态(tài)非常敏(mǐn)感(gǎn)，而 流量計(jì) 入口前端(duān)的阻流設備（分(fèn)離除塵、管道彎(wān)頭、旋風分(fèn)離器(qì)和過濾器等）可(kě)能使(shǐ)流(liú)态改變(biàn)而影響轉(zhuǎn)子的(de)旋轉(zhuǎn)。爲此，一般(bān)推薦在渦輪流(liú)量計(jì)入(rù)口和出(chū)口端各加接一(yī)直(zhí)管段，其(qí)入口(kǒu)端長(zhǎng)度不小于(yú)10倍管段内(nèi)徑，出(chū)口端長度不小于5倍(bèi)管段内徑。若(ruò)安(ān)裝空間不(bú)能滿足上述(shù)要(yào)求，可(kě)在阻(zǔ)流設(shè)備與渦輪流量(liàng)計之(zhī)間安裝整(zhěng)流器。另(lìng)外，變送器電源線需采(cǎi)用金屬屏(píng)蔽線，且接地(dì)良好可(kě)靠。
3故障(zhàng)分析與(yǔ)維護處理
　　天然(rán)氣正常流(liú)動(dòng)，渦(wō)輪流量(liàng)計不計(jì)數。故障(zhàng)分(fèn)析：電源線(xiàn)、功(gōng)能選擇(zé)開關和信号線有無斷(duàn)路或接(jiē)觸不良；顯示儀(yí)内部印(yìn)制電路(lù)闆、接(jiē)觸件有無(wú)接觸不(bú)良；線圈(quān)是否(fǒu)良(liáng)好(hǎo)；葉輪(lún)是否碰撞(zhuàng)傳感(gǎn)器内壁(bì)，有無異(yì)物卡(kǎ)住，軸和軸(zhóu)承有無雜物卡(kǎ)住或斷裂。維護(hù)處理(lǐ)：用(yòng)歐姆表排查故障點；印(yìn)制電(diàn)路闆(pǎn)故障(zhàng)檢查(chá)采用替換(huàn)“備用闆(pǎn)”法，換(huàn)下(xià)故障(zhàng)闆再(zài)作細緻檢查；檢(jiǎn)查線圈有(yǒu)無斷(duàn)線和(hé)焊點脫落；去除(chú)異物，清(qīng)洗或(huò)更(gèng)換損(sǔn)壞零件，複原後氣吹或手(shǒu)拔動(dòng)葉輪，應無摩(mó)擦聲，更換軸(zhóu)承等零(líng)件(jiàn)後應(yīng)重新校驗(yàn)，求得新的(de)儀(yí)表(biǎo)系數。
　　未作(zuò)減量(liàng)操作(zuò)，流量顯(xiǎn)示(shì)逐漸(jiàn)下降。故(gù)障分析：渦輪流(liú)量計前的過(guò)濾(lǜ)器是否(fǒu)堵塞(sāi)；流量(liàng)傳感(gǎn)器管段上的閥(fá)門開(kāi)度自動減少；傳感器葉輪(lún)受雜(zá)物阻(zǔ)礙或(huò)軸承(chéng)間隙進入(rù)異物，阻力增加(jiā)而減緩(huǎn)轉速。操(cāo)作維護：清(qīng)洗過濾器；調節流量(liàng)計上遊閥(fá)門，判斷有(yǒu)無(wú)故障，确(què)認後再修理或更換；卸下(xià)傳感(gǎn)器清除(chú)雜物，必要時(shí)重新校驗(yàn)。
　　天然氣(qì)不流動(dòng)，流量(liàng)顯(xiǎn)示不(bú)爲(wèi)零。故障分析：傳輸信号線路屏(píng)蔽不良，外(wài)界信(xìn)号(hào)幹(gàn)擾(rǎo)；管道外(wài)部振(zhèn)動(dòng)，葉輪随(suí)之抖動，産生誤(wù)信号(hào)；截止閥關(guān)閉不嚴(yán)發生内漏；顯示儀(yí)線路(lù)闆之間或電子(zǐ)元件損壞(huài)産生幹擾。操(cāo)作維護：檢查動力電纜與信(xìn)号電(diàn)纜是(shì)否分開鋪設，顯(xiǎn)示儀端子(zǐ)接地(dì)是否良好；加固管道(dào)，安裝防止(zhǐ)振動的設備；檢(jiǎn)修或(huò)更換截止(zhǐ)閥；檢(jiǎn)查顯(xiǎn)示儀電路，判(pàn)斷幹擾源，查出故障點(diǎn)。
4應用案例
　　某輸(shū)氣站(zhàn)場采(cǎi)用渦(wō)輪流量(liàng)計（圖3）進(jìn)行計(jì)量(liàng)後向城(chéng)市門(mén)站供氣，公(gōng)稱通徑爲(wèi)80mm，最大(dà)工作(zuò)壓力(lì)爲10.2mpa，最大流量爲(wèi)8000m3/s。該站場投(tóu)産時(shí)正值(zhí)冬季，進站(zhàn)壓力爲7.8mpa，出站壓力爲(wèi)4.0mpa，渦輪流量計安(ān)裝正确，調壓裝(zhuāng)置未安裝防冰(bīng)堵的加熱設備(bèi)。投産(chǎn)初期，管道(dào)存有(yǒu)較多(duō)遊離(lí)水，環(huán)境溫度爲－5℃，日輸氣量約爲(wèi)2×104m3，采用間(jiān)歇(xiē)性供(gòng)氣。當開(kāi)啓(qǐ)出站(zhàn)閥門時，渦輪流(liú)量計正常運行約30min後站控(kòng)室流量計(jì)算(suàn)機報警(jǐng)，瞬時(shí)流量(liàng)和累(lèi)計流(liú)量快速(sù)下(xià)降并變爲(wèi)0，門站渦輪流(liú)量計正(zhèng)常計數。

　　通過逐(zhú)項(xiàng)排(pái)查(chá)，發現流(liú)量計前(qián)面的過(guò)濾器(qì)和流量計(jì)後的調(diào)壓裝置(zhì)存在一定程度(dù)的冰(bīng)堵（圖4）。采取管道(dào)排污、輔助(zhù)加熱、清洗過濾(lǜ)器及(jí)調(diào)低流量(liàng)計入口壓(yā)力至4.0mpa等措(cuò)施，改善了(le)天然氣(qì)的(de)節流效應(yīng)，使(shǐ)渦輪流量計(jì)能夠正常(cháng)運行。經(jīng)與下遊(yóu)門站渦輪流量(liàng)計比(bǐ)對，輸差控(kòng)制在(zài)有(yǒu)效(xiào)範圍。

5注(zhù)意(yì)事項
（1）渦輪流(liú)量計投用前(qián)，通(tōng)過流量(liàng)計算機的控制面闆完(wán)成儀表系數的重(zhòng)新設定(dìng)。
（2）渦輪(lún)流量(liàng)計(jì)投運時(shí)，其前後(hòu)壓(yā)差不能過(guò)大，氣體流(liú)速不能過(guò)快，應(yīng)緩慢地手動開(kāi)啓入口閥門，待管道完全充滿(mǎn)天然(rán)氣且壓力(lì)平衡(héng)後手動開(kāi)啓出口(kǒu)閥門，以(yǐ)防止(zhǐ)發生冰堵(dǔ)和瞬間氣流沖(chòng)擊而損壞(huài)渦輪(lún)。
（3）定期(qī)對渦輪流(liú)量計進行(háng)清洗(xǐ)、檢查和(hé)複校，定(dìng)期注入潤滑油(yóu)，以維持(chí)葉輪良(liáng)好運行(háng)；關注流(liú)量計(jì)算機的流量顯示狀況，評(píng)估流量情(qíng)況，有(yǒu)異常時立即檢(jiǎn)查。
（4）保(bǎo)持管(guǎn)路暢(chàng)通。可以依據過(guò)濾器(qì)入口、出口處的 差壓(yā)變送(sòng)器 的差壓(yā)值來(lái)判斷(duàn)過濾器是(shì)否被堵塞。天然(rán)氣渦輪流(liú)量計(jì)運轉失常(cháng)時應(yīng)清洗管(guǎn)路(lù)，将流(liú)量計的渦輪拆除後(hòu)用輕質高(gāo)标号汽(qì)油徹底清洗(xǐ)後重新安(ān)裝。

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