摘要(yào):在天然氣輸氣場站(zhàn)中渦輪流(liú)量計 起着關鍵(jiàn)的計量作(zuò)用,計(jì)量的(de)正确(què)率往(wǎng)往影(yǐng)響着(zhe)輸差(chà)和貿易結(jié)算,而(ér)輸差和(hé)貿易結(jié)算(suàn)又(yòu)影響利潤和資金流轉。所(suǒ)以要(yào)求流(liú)量計(jì)準确計量就顯(xiǎn)得尤(yóu)爲重要。以(yǐ)s省天(tiān)然(rán)氣長輸(shū)管道爲依(yī)托，從(cóng)天然氣場(chǎng)站設(shè)備設(shè)施(shī)出發，基(jī)于渦輪(lún)流量計(jì)原理，分析(xī)在實(shí)際日常輸(shū)氣過(guò)程中影響渦輪流量計計量的(de)原因(yīn),從.而提出(chū)在輸(shū)氣過程中(zhōng)如何減(jiǎn)少(shǎo)影響(xiǎng)貿易結算和輸差的(de)方法(fǎ)和策(cè)略,以此提高渦(wō)輪(lún)流量計的使用效率和經濟(jì)價值。
0引言(yán)
　　随着城市化(huà)進程的(de)不斷加(jiā)快(kuài)，人口(kǒu)越來(lái)越集中，人(rén)民收入越來越高，天(tiān)然(rán)氣作爲(wèi)一種(zhǒng)高效的清(qīng)潔能源已(yǐ)經走(zǒu)進了城(chéng)市(shì)和鄉(xiāng)村，有望和電力(lì)一樣走進(jìn)每家(jiā)每戶。此外人們(men)對空氣質(zhì)量越來越重(zhòng)視，因此(cǐ)在工(gōng)業領(lǐng)域煤(méi)改氣項目實施的越來越多。再者作爲傳統清(qīng)潔能源(yuán)的核能(néng)，由于(yú)福(fú)島事(shì)件(jiàn)的影響，現(xiàn)在核電廠在歐洲處(chù)于不(bú)斷關停的(de)趨勢(shì);風能和太(tài)陽能雖然都是最清(qīng)潔(jié)的(de)能源但是由于(yú)自身(shēn)分布太(tài)廣且利(lì)用率低和(hé)上網(wǎng)困難(nán)等問(wèn)題也(yě)很難發(fā)展壯大(dà);水能(néng)雖然較爲(wèi)理想，但是(shì)适合建壩的地(dì)方并(bìng)不多。所以(yǐ)從長遠來(lái)看，天(tiān)然氣(qì)在能源中(zhōng)的消耗占(zhàn)比也(yě)将不(bú)斷(duàn)增(zēng)加。反(fǎn)映到(dào)地方(fāng)企業，上(shàng)某(mǒu)天然(rán)氣股份有限公司的天然氣場站(zhàn)每(měi)年冬(dōng)運的輸(shū)氣量确(què)實在不(bú)斷(duàn)增長(zhǎng)，很多(duō)天然氣場站在冬季都是(shì)滿負(fù)荷(hé)運行。因(yīn)此(cǐ)給(gěi)工作(zuò)人員(yuán)和設備設施運(yùn)行帶來了(le)壓力(lì)。而作爲天然氣(qì)場站關(guān)鍵(jiàn)的計量設備之一的(de)渦輪流(liú)量計在(zài)計量中發揮着(zhe)重要作(zuò)用(yòng)。它因(yīn)爲計量準(zhǔn)确、易(yì)于安裝、占(zhàn)地面(miàn)積小、維護保養(yǎng)簡單、事故(gù)少。越來越(yuè)受到天然氣輸氣場站青(qīng)睐。而且在(zài)油氣(qì)田、化工企業、天然氣門(mén)站等發揮着越(yuè)來(lái)越重(zhòng)要的(de)角色。
1渦輪(lún)流計(jì)的(de)原理
　　當天然氣(qì)通(tōng)過渦輪流量計(jì)的渦(wō)輪時，氣(qì)體分子(zǐ)通過碰撞渦輪(lún)葉片，将動能和(hé)勢能傳遞(dì)給渦(wō)輪，使渦輪做圓(yuán)周運(yùn)動(dòng)産(chǎn)生旋轉，在(zài)一定的流(liú)量(liàng)範(fàn)圍内，對一定的(de)氣體(tǐ)介質(zhì)，渦輪的旋(xuán)轉角(jiǎo)速度(dù)與流體流(liú)速成(chéng)正比(bǐ)。因此，流體流速(sù)可通(tōng)過渦輪(lún)的旋轉(zhuǎn)角速(sù)度得(dé)到，并通過機械傳動傳給(gěi)機械表頭(tóu)通過計數器從而得到(dào)氣體的(de)工況流(liú)量。渦輪(lún)的旋(xuán)轉角(jiǎo)速度(dù)通過安裝(zhuāng)在流量(liàng)計外面(miàn)的信(xìn)号檢測放大器用電(diàn)磁感應的(de)原理來(lái)測(cè)量。當(dāng)渦輪(lún)旋轉時，渦(wō)輪(lún)上螺(luó)旋形葉(yè)，片依次接近和(hé)遠離(lí)處于(yú)管壁(bì)外的磁(cí)電感應線圈，周期(qī)性的(de)改變(biàn)感應(yīng)線圈(quān)磁回路磁阻，使(shǐ)通過線圈(quān)的磁通量發生周期(qī)性的變化(huà)而産生與(yǔ)流量(liàng)成正比的(de)信号。由于(yú)剛感應出(chū)的信(xìn)号還很(hěn)微弱，因(yīn)此需要通(tōng)過級(jí)聯(lián)的(de)多(duō)個放大(dà)電路放大後(hòu)再(zài)輸出(chū);此時(shí)的信(xìn)号中由(yóu)于存在(zài)諸多幹擾和噪(zào)音(yīn)，爲(wèi)了(le)去除幹擾信号得到(dào)有(yǒu)用信(xìn)号，就(jiù)要對(duì)信号進(jìn)行濾波(bō)。這時(shí)的信号由(yóu)于不是(shì)規整的(de)脈沖信号(hào)，因此(cǐ)就需要通過電(diàn)壓比較器(qì)轉化爲磁(cí)脈(mò)沖信号(hào)再(zài)通過表頭的(de)計數器來得出(chū)，可以得(dé)到(dào)瞬時流量(liàng)和累(lèi)計流(liú)量,再(zài)上(shàng)傳到plc櫃(guì)就可以顯示在(zài)工控機(jī)上(shàng),并且通過衛星通信(xìn)或以太(tài)網(wǎng)就可以傳(chuán)到調控中(zhōng)心。
2影響(xiǎng)計量的(de)原因
　　衆所周知，影響計量的原(yuán)因很多。除(chú)了天(tiān)然氣(qì)的(de)一(yī)些原(yuán)因，也(yě)有設備設(shè)施的原因和在管理.上的--些原(yuán)因。下面(miàn)我們就(jiù)從日(rì)常工作中(zhōng)逐(zhú)一分析(xī)。
(1)因爲(wèi)天然氣剛開(kāi)采(cǎi)出來時(shí)本(běn)身含(hán)有硫(liú)化氫，如果(guǒ)淨化(huà)廠(chǎng)除(chú)硫除不(bú)幹(gàn)淨，就會有(yǒu)殘留氣體(tǐ)存到長輸(shū)管(guǎn)網中。硫化氫氣(qì)體與水(shuǐ)汽結(jié)合會形成(chéng)酸性氣(qì)體，而酸性氣(qì)體不(bú)僅會(huì)腐蝕(shí)流量(liàng)計金(jīn)屬主體，而且會(huì)腐蝕渦輪，使渦輪變(biàn)脆,影響渦(wō)輪流量(liàng)計的(de)使(shǐ)用壽(shòu)命和計量精度。
(2)在冬季由(yóu)于采(cǎi)暖原因晚上(shàng)輸氣量(liàng)較大(dà)，且在(zài)陝北地區(qū)氣溫在夜(yè)間有(yǒu)時甚至會達到(dào)零下(xià)二十(shí)度左右，當溫度低于(yú)露點時就(jiù)會有(yǒu)水汽在管線中(zhōng)析出形成(chéng)水珠，由于(yú)溫度低于(yú)零下所以(yǐ)水就(jiù)會在渦輪(lún)中結(jié)冰造成(chéng)渦(wō)輪冰堵現象，使(shǐ)得供氣出(chū)現停輸。
(3)氣(qì)體(tǐ)中的粉塵會(huì)給葉片(piàn)旋轉時(shí)帶來阻力,粉塵(chén)多時就會導緻(zhì)氣體通道被堵(dǔ)，影響葉片(piàn)旋轉，進而影響計量(liàng)，産生粉塵的原(yuán)因是(shì)管線在施(shī)工完成後(hòu)沒有(yǒu)清理幹淨，還有(yǒu)就是管道内(nèi)壁(bì)在氣體的沖擊(jī)下會生成(chéng)鐵粉。
(4)在天然氣開采(cǎi)過(guò)程中，會伴随(suí)着一(yī)定的油(yóu)分(fèn)子帶出，如果太(tài)多的(de)話(huà)還(hái)會産生凝析油(yóu)，如果(guǒ)在淨化過程中(zhōng).處理不(bú)幹淨，則(zé)會沾到(dào)渦(wō)輪葉(yè)片或者(zhě)葉(yè)輪的内壁上(shàng)，并在渦(wō)輪(lún)高速旋(xuán)轉下(xià)做離心運動，影(yǐng)響渦輪做(zuò)圓周(zhōu)運動。
(5)壓力(lì)傳感(gǎn)器和溫變信号#的傳輸也會影(yǐng)響渦輪(lún)流量計(jì)的計量，因爲檢(jiǎn)測的信(xìn)号都有(yǒu)可能因爲各種原因導(dǎo)緻減小或者增(zēng)大，因此(cǐ)确保渦輪流量計的壓變(biàn)和溫(wēn)變、流(liú)量計算機(jī)每(měi)半(bàn)年按(àn)時效(xiào)驗一次。
(6)因爲天(tiān)然氣(qì)中(zhōng)除過甲(jiǎ)烷，還會有(yǒu)少量(liàng)的乙烷(wán)、丙烷、丁(dīng)烷、戊烷等。所以用色(sè)譜分析儀定期(qī)對氣(qì)體組(zǔ)分進行标定,确(què)定氣(qì)體的具體(tǐ)組分，可以使得(dé)計量更(gèng)加(jiā)精準(zhǔn)。
(7)因爲(wèi)用氣有高低峰，當氣體流量大(dà)于額定量(liàng)程的百分之八(bā)十或(huò)者低于百分之(zhī)二(èr)十(shí)時就會計(jì)量不準确，所以選(xuǎn)定(dìng)合适量程(chéng)渦(wō)輪流量(liàng)計确保流(liú)量(liàng)範圍在百分之二(èr)十到百分之八(bā)十之間，如果流(liú)量太(tài)低或者太(tài)高應根據實際(jì)情況切(qiē)換(huàn)到備用支路或者更(gèng)合适(shì)量程的渦(wō)輪流量計來計(jì)量。
3渦輪流h計在(zài)天然氣場站中(zhōng)使用的(de)技(jì)術
(1)scada(數(shù)據采(cǎi)集與監視(shì)控制系統)5),以計算機爲核(hé)心的(de)控制系(xì)統。在鐵路、電(diàn)力(lì)、化工、石油行業中具有極其(qí)重要的作(zuò)用。在(zài)天然(rán)氣長(zhǎng)輸管網公(gōng)司中(zhōng)，調控中心scada系統(tǒng)控制(zhì)主機，通過路由器将(jiāng)數據(jù)傳到衛星主站(zhàn)和dnn/pstn公網，通過衛(wèi)星天線将數據(jù)傳到衛星再傳(chuán)到(dào)各個(gè)場站的(de)衛星(xīng)天(tiān)線(xiàn)再(zài)經(jīng)過衛(wèi)星通(tōng)訊設(shè)備到場(chǎng)站(zhàn)plc控制(zhì)櫃。公(gōng)網數據通(tōng)過(guò)光(guāng)纖将傳給場站(zhàn)交換機(jī)再(zài)到場站plc櫃。而plc連(lián)接了天(tiān)然(rán)氣場站的機組(zǔ)數據，快速截斷閥， 電(diàn)動球閥 ， 超聲(shēng)波(bō)流量(liàng)計 ，壓(yā)變，溫(wēn)變，渦輪(lún)流量計，輔助(zhù)設備設施(shī)等數據。渦輪流(liú)量計在運行過(guò)程中将采(cǎi)集的壓力(lì)、溫度、和渦(wō)輪數據，傳(chuán)到渦(wō)輪流量計表頭(tóu)(流量積(jī)算儀(yí))。以(yǐ)愛拓力流量計爲例，表頭具有(yǒu)流量計算、數據(jù)采集(jí)、參(cān)數設置(zhì)、時鍾設置、數(shù)據(jù)通訊、數據存儲、故障診斷(duàn)等功能。利用modbus協議将采集的流量信(xìn)号上(shàng)傳到(dào)plc(可編(biān)程邏(luó)輯控制器(qì))的計量模塊，再(zài)傳到(dào)工控(kòng)機就(jiù)可(kě)以(yǐ)在電(diàn)腦桌(zhuō)面上顯示瞬時(shí)流量、累計(jì)流量。然後(hòu)plc根(gēn)據tcp/ip協議(yì)可以将(jiāng)數據上傳到以太網,通(tōng)過通訊設備傳(chuán)到調控中(zhōng)心，調(diào)控中心根(gēn)據輸(shū)氣計(jì)劃就可以(yǐ)随時給場(chǎng)站下(xià)達指(zhǐ)令或者自(zì)己對用戶(hù)進行(háng)輸氣計(jì)劃(huà)調整(zhěng)。其原(yuán)理(lǐ)圖(tú)見圖(tú)1。
 
(2)渦(wō)輪(lún)流量計采(cǎi)用先進的集成芯片(piàn)和微(wēi)機技(jì)術，表頭(tóu)功耗低(dī)，内部(bù)電池可以(yǐ)使用兩(liǎng)年左右(yòu)，不僅可以(yǐ)讀取(qǔ)累計瞬時(shí)氣量、昨日累計氣量(liàng)、今日(rì)累計流量、曆史(shǐ)流量數據(jù)，可輸出标(biāo)準的模拟(nǐ)信号，将信(xìn)号遠傳(chuán)和上位(wèi)機進行(háng)通訊，方(fāng)便(biàn)數(shù)據記(jì)錄。
(3)渦輪流量計(jì)采用(yòng)rs485通訊，接口組成(chéng)半雙工網(wǎng)絡采(cǎi)用兩(liǎng)線制，用屏(píng)蔽的雙絞線傳(chuán)輸，這種(zhǒng)接線(xiàn)方式爲(wèi)總線(xiàn)式拓(tuò)撲結構在同一總線(xiàn).上(shàng)最多可(kě)以(yǐ)挂接32個結點。rs485較之(zhī),rs232不容易損(sǔn)壞接口(kǒu)電路芯(xīn)片，且(qiě)該電平與(yǔ)ttl電路(lù)兼(jiān)容，可方(fāng)便與(yǔ)ttl電(diàn)路連接(jiē)。數據傳輸效率(lǜ)高，速度可(kě)以到(dào)10mbps,抗共模能力增(zēng)強，抗噪聲幹擾(rǎo)好(hǎo)，傳輸(shū)距(jù)離可(kě)以到(dào)3km。
4渦輪(lún)流量(liàng)計的(de)維護(hù)保養(yǎng)
4.1日維(wéi)護(hù)保養
　　對(duì)渦輪流量(liàng)計進(jìn)行(háng)巡檢，觀察讀(dú)數顯示及電池(chí)電量顯(xiǎn)示是否(fǒu)清晰、真實(shí)、正确。檢查(chá)渦輪流量(liàng)計(jì)各密封點有(yǒu)無洩(xiè)漏現象，如(rú)有洩漏現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)處理;
保持(chí)渦輪流量(liàng)計外觀及其(qí)附件的(de)清潔狀(zhuàng)态(tài);
檢查儀表檢(jiǎn)定标識是否清晰、有效(xiào)，鉛封是否良好(hǎo)。
4.2月維護保養
檢(jiǎn)查渦輪流(liú)量計(jì)本體及附件是(shì)否完整(zhěng)、是否有(yǒu)鏽蝕或(huò)損(sǔn)壞，銘牌是否清晰，接(jiē)插件是(shì)否接(jiē)觸(chù)良好(hǎo)，端子接線等是否牢固;
檢(jiǎn)查防(fáng)爆撓(náo)性管(guǎn)連(lián)接是否可靠(kào)，若有(yǒu)松動應及(jí)時緊固;
檢(jiǎn)查防雷接(jiē)地(dì)是否可(kě)靠，确(què)保(bǎo)防雷接(jiē)地線各連接處(chù)無松動、無鏽蝕。
4.3季維護(hù)保養
春(chūn)秋檢時(shí)對所配(pèi)用的(de)過(guò)濾除塵(chén)器(qì)進(jìn)行拆解檢(jiǎn)查并清潔;
春(chūn)秋檢時(shí)對渦(wō)輪流(liú)量計(jì)的(de)葉輪及(jí)軸承(chéng)進行清潔(jié)和潤滑保養，并(bìng)經檢定合(hé)格後方可(kě)恢複正常使用;
春秋(qiū)檢時(shí)根據(jù)電池電量(liàng)提示(shì)及時(shí)更換液晶(jīng)顯(xiǎn)示(shì)屏電(diàn)池;
春秋檢(jiǎn)檢查(chá)防爆(bào)撓性管是(shì)否老(lǎo)化(huà)、龜(guī)裂，對(duì)影響防(fáng)爆性能(néng)的及時更(gèng)換。.
4.4年(nián)維護(hù)保(bǎo)養(yǎng)
每半年效驗(yàn)一次。
5渦(wō)輪流(liú)計的安裝(zhuāng)注意事項
确保完好(hǎo)的渦輪流(liú)量計上(shàng)有箭頭(tóu)方向(xiàng)表明流體方向(xiàng)不(bú)能(néng)裝反(fǎn):
安裝(zhuāng)的管道必(bì)須吹掃幹(gàn)淨裏(lǐ)面的殘渣:.
渦輪(lún)流量計必須水平安(ān)裝，表頭朝(cháo)上(shàng);
　　渦(wō)輪流量計(jì).上遊必須安裝(zhuāng)帶有差壓表的過濾(lǜ)器，且(qiě)過濾(lǜ)器距離渦(wō)輪有(yǒu)一段(duàn)較(jiào)長的直(zhí)管段，以确保流體正(zhèng)常平穩的流動。
6渦輪流懸計的(de)使用的優(yōu)缺點
優點:
(1)結構(gòu)簡易(yì)，使用範圍(wéi)廣
　　主要部件有(yǒu):流量(liàng)計主體、穩(wěn)流器、渦輪(lún)的測量單元、軸承、累(lèi)加器、磁耦合裝(zhuāng)置，校(xiào)正儀。該流(liú)量計适用于低(dī)，中，高壓氣(qì)體都(dōu)可(kě)以計量。管道(dào)公稱直徑從dn50~dn500範(fàn)圍都有(yǒu)，溫度範(fàn)圍從(cóng)-20℃-+60℃.因(yīn)此計量範圍廣，大流量(liàng)、小流量都可以(yǐ)，既能适應(yīng)寒冷地區(qū)，也适應高(gāo)溫地(dì)區。
(2)使(shǐ)用方(fāng)便，量(liàng)程寬
　　以s省(shěng)場站應用最多(duō)的渦(wō)輪(lún)流量計(jì)，正在逐(zhú)漸(jiàn)取代孔闆(pǎn)流(liú)量計。因(yīn)爲渦(wō)輪流(liú)量計量程寬(kuān)，在一次(cì)更換後基本可以滿足全(quán)年高(gāo)低峰的使用要求。不(bú)需(xū)要(yào)再頻(pín)繁(fán)更換孔闆流(liú)量計的孔闆和(hé)效驗壓變(biàn)。該流量計量程一般(bān)量程(chéng)是(shì)1:30,最(zuì)大甚至可擴展(zhǎn)至1:50。而(ér)孔闆流量計标準量(liàng)程比113,最大(dà)可拓展至130，比渦(wō)輪流(liú)量計(jì)少了(le)很(hěn)多。
(3)計量(liàng)精度(dù)準确
以(yǐ)愛托(tuō)利(lì)流量計爲(wèi)例最(zuì)大允許誤差爲(wèi)最小流(liú)量(liàng)的+/-2%，最大流(liú)量的0.2。
缺點(diǎn):
對氣質(zhì)要求高(gāo)，測量(liàng)氣體必須(xū)純度高，雜質少(shǎo),
7渦輪(lún)流(liú)計常見問題及故陶處(chù)理(見表1)
 
8結語
　　目(mù)前天然氣(qì)場站(zhàn)現行(háng)的(de)例行工(gōng)作和(hé)工藝條件(jiàn)不(bú)能(néng)有(yǒu)效降低(dī)天然氣(qì)氣質中(zhōng)的雜(zá)質。所(suǒ)以爲(wèi)了提高渦(wō)輪流(liú)量計(jì)計(jì)量的精(jīng)度，應該(gāi)從(cóng)以下(xià)幾點得到加強(qiáng)。
　　第一是從日常(cháng)工作(zuò)方(fāng)面加強(qiáng)沿線(xiàn)天(tiān)然(rán)氣場(chǎng)站卧分和過濾(lǜ)器的層(céng)層排污，目的是在天然(rán)氣進(jìn)入流量計(jì)之前(qián)設置層層(céng)屏障(zhàng)，在(zài)雜(zá)質進(jìn)入流量(liàng)計之(zhī)前(qián)就把(bǎ)它清理幹(gàn)淨。第(dì)二定期采(cǎi)取清管作(zuò)業，當(dāng)管輸效(xiào)率降低(dī)到90%以(yǐ)下時對管(guǎn)道裏(lǐ)的污(wū)物定(dìng)期清理(lǐ)幹淨。第三根(gēn)據在場站(zhàn)排污(wū)時(shí)所排的(de)雜質的(de)多少，判(pàn)斷是(shì)否(fǒu)要進行(háng)多次排(pái)污，以确(què)定是否已經達(dá)标。第(dì)四個是流(liú)量計的使用說明書、合格證書(shū)、檢定(dìng)證書(shū)都應(yīng)該具(jù)備且在有(yǒu)效(xiào)期内，及(jí)備品(pǐn)備件原則上(shàng)按使用總數的3%儲備。場(chǎng)站應該應(yīng)該有計量(liàng)管理人員(yuán)負責計量(liàng)器具(jù)及資(zī)料的(de)管理(lǐ)，保證計量(liàng)器具資料(liào)的完(wán)整。從技(jì)術方面(miàn)在(zài)做好平時渦(wō)輪流(liú)量(liàng)計的(de)維護保(bǎo)養和(hé)每年(nián)的檢定(dìng)，确保流(liú)量計的運行在(zài)檢定(dìng)周期内。第(dì)五加強日(rì)常工(gōng)作的考(kǎo)核力度，确保每項工作都順(shùn)利(lì)完(wán)成。

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