摘要：氣體(tǐ)渦輪(lún)流量(liàng)計 因(yīn)靈敏度(dù)重複性好、量(liàng)程比寬、結(jié)構緊湊等特點(diǎn)而廣泛應用于(yú)貿易計量(liàng)。渦輪流量計的(de)計量性能,針(zhēn)對渦輪(lún)流量(liàng)計檢(jiǎn)定和(hé)使用(yòng)兩方(fāng)面,選(xuǎn)取了1台渦輪流(liú)量計進行測試實驗(yàn)，不同介質标準(zhǔn)裝(zhuāng)置測試渦輪(lún)流量(liàng)計(jì)計(jì)量性(xìng)能的影響,從工(gōng)況條件、安(ān)裝方式維護保(bǎo)養等方面(miàn)闡述(shù)了渦輪流量計的應用,指(zhǐ)導了(le)渦輪流(liú)量(liàng)計的現場(chǎng)應用,保證(zhèng)了流量計量值(zhí)的準(zhǔn)确可靠(kào)。
0引(yǐn)言
　　随着我(wǒ)國天然氣工業的快(kuài)速發展,用(yòng)于天(tiān)然(rán)氣計量的流(liú)量計數量(liàng)日益(yì)增多,天然(rán)氣貿(mào)易計量(liàng)直接涉及到(dào)貿易(yì)雙方(fāng)巨大的(de)經(jīng)濟利益,因(yīn)此(cǐ)，确(què)保(bǎo)流(liú)量計的計(jì)量準(zhǔn)确度也(yě)就成爲(wèi)了供(gòng)需雙方關注的(de)焦點。分析(xī)了國内(nèi)外渦(wō)輪(lún)流量計的标準(zhǔn)，對渦輪流(liú)量計(jì)的檢定和使用(yòng)方式進行了探(tàn)讨。
1渦輪(lún)流量計(jì)的技術标(biāo)準
　　目(mù)前主要采用《氣(qì)體渦輪流量計》技術标準來設(shè)計渦輪流量計(jì)。在方(fāng)便用戶、環保等方面(miàn)做出了更(gèng)爲詳細的(de)規定,是國(guó)際上(shàng)應用最廣泛(fàn)的(de)标準(zhǔn)之(zhī)一。
　　采用國家(jiā)标準gb/t18940來指導渦輪流量計(jì)的應用。在精度(dù)穩定性(xìng)量程比(bǐ)等主(zhǔ)要指标上與國際标(biāo)準iso9951都(dōu)非常相近,而在(zài)耐久(jiǔ)性要求、機(jī)械計(jì)數器要求(qiú)等其他指(zhǐ)标上歐洲《pren12261》的(de)規定則(zé)更爲(wèi)詳細(xì)。
2渦輪(lún)流量(liàng)計的檢定(dìng)
2.1檢定方式(shì)
　　氣體渦輪(lún)流量計按照标準(zhǔn),首(shǒu)先需要對(duì)流量(liàng)計進(jìn)行檢定,待檢定(dìng)合格後(hòu),才(cái)能開(kāi)展貿易計量工(gōng)作。目前國内天(tiān)然氣用(yòng)流(liú)量計(jì)的實流檢定主(zhǔ)要有(yǒu)兩種方式(shì):一種是(shì)使用空(kōng)氣爲介(jiè)質在常(cháng)壓下(xià)檢(jiǎn)定;另一種是使用天然(rán)氣爲介(jiè)質在正壓下檢定。毫無(wú)疑問,在(zài)流(liú)量計實際工況(kuàng)條件(jiàn)下進行(háng)檢定是(shì)檢定(dìng)的最佳方(fāng)式,然而(ér),并不是(shì)總能用理想的流體(tǐ)進行檢定。對于(yú)氣體(tǐ)流量(liàng)計，大(dà)多數(shù)檢測(cè)裝置都采用空(kōng)氣進行檢(jiǎn)定，多(duō)數情況下是在常(cháng)壓條件下檢(jiǎn)定。因此(cǐ),這兩(liǎng)種檢定方式的檢(jiǎn)定結果(guǒ)在(zài)現場計量中是否存在着差異。
2.2實驗(yàn)研究
　　兩種檢定方式的檢(jiǎn)定結果在現(xiàn)場計量(liàng)中的(de)差異(yì),選取(qǔ)了1台(tái)0.5級的dn50渦輪(lún)流量計(jì),分(fèn)别(bié)在2套以常壓空氣(qì)爲介質和1套以(yǐ)中壓(yā)天然氣爲(wèi)介(jiè)質的臨界流(liú)文丘裏噴嘴标(biāo)準裝置上(shàng)進行測試(shì)，并按jjg1037--2008《渦輪(lún)流量(liàng)計》檢定.規程對(duì)數據(jù)進行(háng)處理分析。
2.2.1數據(jù)處理和分(fèn)析
　　渦(wō)輪流量(liàng)計數據(jù)統計(jì)見表1,渦輪(lún)流量計在不同實驗室測試(shì)的(de)對比曲線(xiàn)見圖1。
 
　　當渦輪(lún)流量計(jì)分别(bié)安(ān)裝在空氣(qì)和天然氣标(biāo)準裝置上(shàng)時,從圖1中(zhōng)明(míng)顯看出(chū),在幾個實(shí)驗室(shì)共同(tóng)測試的40~100m³/h流(liú)量(liàng)範(fàn)圍(wéi)内，用空(kōng)氣爲介質流量(liàng)計檢定(dìng)的(de)儀表(biǎo)系數大(dà)于用天(tiān)然氣(qì)爲介(jiè)質流(liú)量計檢(jiǎn)定的儀(yí)表系數,在(zài)圖中儀表(biǎo)系數偏差最大處(chù)爲(wèi)0.5%左右(yòu);在25~40m³/h流(liú)量範(fàn)圍内(nèi),用空(kōng)氣爲(wèi)介質(zhì)流量(liàng)計檢(jiǎn)定的(de)儀表系數(shù)大于(yú)用天(tiān)然氣爲介(jiè)質流(liú)量計(jì)檢定(dìng)的儀表(biǎo)系(xì)數,在(zài)圖中儀表(biǎo)系(xì)數偏差最(zuì)大處爲(wèi)0.7%左右。
 
2.2.2流量(liàng)計檢(jiǎn)定儀表系(xì)數的(de)數據處理與分(fèn)析
　　将渦輪流量(liàng)計在天然氣裝置和(hé)空氣裝置(zhì)上的測(cè)試(shì)數據,按渦輪(lún)流量計(jì)檢定規程計算(suàn)檢定k系數(shù)彙總(zǒng)于表2。從(cóng)表2可以(yǐ)看出(chū),在本次比(bǐ)對(duì)實(shí)驗測(cè)試中(zhōng),以空氣(qì)爲介質(zhì)的标準(zhǔn)裝(zhuāng)置常(cháng)壓下得出(chū)的流(liú)量計(jì)k系數(shù)大于以天然氣爲介(jiè)質的标準(zhǔn)裝(zhuāng)置(zhì)0.8mpa壓力(lì)下得(dé)出的(de)流量計k系(xì)數,平(píng)均差值約(yuē)爲0.45%。
 
2.2.3分析結(jié)論
　　在實驗(yàn)測試(shì)中(zhōng)發現，渦(wō)輪流(liú)量計(jì)在以空氣爲介質檢(jiǎn)定的(de)k系數大于(yú)以天(tiān)然氣爲介(jiè)質檢定流量計(jì)的k系數(shù)。如果渦(wō)輪流量(liàng)計(jì)在實(shí)際使(shǐ)用中使用(yòng)空氣檢定(dìng)的k系(xì)數,則測(cè)得的流(liú)量比(bǐ)實際(jì)流量(liàng)偏小(xiǎo)，壓(yā)力(lì)相差(chà)越大,流量偏差也越大。從這個(gè)結果可以看(kàn)出(chū),渦輪流(liú)量計所(suǒ)得出(chū)的(de)結(jié)論符合歐(ōu)洲标(biāo)準en12261和(hé)gb/t21391---2008《用氣體(tǐ)渦輪流(liú)量計測量天然氣流量(liàng)》所(suǒ)規定(dìng)的“在(zài)使用(yòng)壓力(lì)大于0.4mpa時,使(shǐ)用壓(yā)力範圍:0.5pesn≤p≤2.opee的要求(qiú)一緻(zhì)(p表示流量使用壓力,pteat表示流量(liàng)計(jì)檢(jiǎn)測壓力)。
　　因此,國内用(yòng)于天然(rán)氣(qì)計量(liàng)的流量計(jì),應盡量在天(tiān)然(rán)氣标(biāo)準裝置上(shàng)檢定(dìng),否則會給現場(chǎng)計量帶來較大(dà)影響,同(tóng)時,工(gōng)作(zuò)狀态(tài)與檢定狀(zhuàng)态不同(tóng)時,應進(jìn)行合(hé)理的修正(zhèng),保證量值(zhí)傳遞(dì)的準(zhǔn)确。
3渦(wō)輪流(liú)量計的使用
　　爲(wèi)了使檢定合格(gé)的渦輪流量計(jì)在現場(chǎng)正(zhèng)常運(yùn)行,需要注(zhù)意以(yǐ)下幾方面的問(wèn)題。
3.1天(tiān)然氣氣質對渦(wō)輪(lún)流量計(jì)的影響
1)在(zài)實際(jì)使用(yòng)過程中,渦輪流量計(jì)經常(cháng)會出現(xiàn)髒污情(qíng)況,從(cóng)而影(yǐng)響流量計葉輪的轉(zhuǎn)動,如不(bú)進(jìn)行(háng)處(chù)理,就(jiù)會影響流(liú)量計脈沖(chòng)輸出。
2)表體(tǐ)内壁及上(shàng)遊直管段(duàn)的表(biǎo)面粗(cū)糙度變化引起(qǐ)流速(sù)分布(bù)的變(biàn)化,從而影(yǐng)響流(liú)量計的精度和穩定(dìng)性。不(bú)同的(de)渦輪流量(liàng)計的(de)傳感器敏(mǐn)感程度各(gè)不相同。一般來(lái)說,髒(zāng)污(wū)堆積(jī)對口徑小的渦輪流量(liàng)計較(jiào)之口(kǒu)徑大(dà)的渦輪流量計(jì)的影(yǐng)響大(dà)。
3.2工況(kuàng)條件(jiàn)對渦輪流(liú)量計的影響
　　由于渦輪流(liú)量計(jì)渦輪慣性(xìng)的存(cún)在,在流量(liàng)波動頻繁(fán)的(de)場合不(bú)宜使用,否則會(huì)降低計量精度。同時,要(yào)比較正(zhèng)确地(dì)估(gū)計用氣(qì)量(liàng)的峰谷值和(hé)介質的(de)壓力情(qíng)況,确定流量計(jì)的規(guī)格(gé)。從(cóng)渦輪(lún)流量(liàng)計誤差特性(xìng)曲線可以看出,應(yīng)使流量計(jì)的工作流(liú)量範(fàn)圍在20%qmax~80%qmax(qmax爲(wèi)流(liú)量計(jì)的最(zuì)大流量)之(zhī)間。
　　當(dāng)被測介質(zhì)流量小于所(suǒ)選(xuǎn)流量(liàng)計的20%qmax以下(xià)時,介質流體在(zài)管道(dào)中流速遲(chí)緩處于層流狀(zhuàng)況,流(liú)量(liàng)計的測(cè)量線性(xìng)變(biàn)差,難以達到用(yòng)戶要(yào)求的(de)計量精度(dù)。當(dāng)介質工況流(liú)量大于(yú)所(suǒ)選流(liú)量計的(de)80%qmax時(shí),渦輪(lún)轉速将變(biàn)的很快,減速軸承和支(zhī)架的磨(mó)損會(huì)影響渦輪(lún)流(liú)量(liàng)計的(de)使用(yòng)壽命。
3.3渦輪(lún)流量計在安裝中的(de)要求
1)介質流體流速(sù)分布不對(duì)稱和旋渦(wō)流是(shì)影響(xiǎng)渦輪流量(liàng)計測量精度的重要(yào)原因,要清除流(liú)速不對(duì)稱和旋渦流則需(xū)要在(zài)渦輪(lún)流(liú)量計前(qián)端有(yǒu)足夠長的(de)直管段;
2)渦輪流(liú)量計的安(ān)裝位置不(bú)能有激烈(liè)的機械震動和強的(de)電磁幹擾(rǎo);
3)渦輪(lún)流量(liàng)計安(ān)裝時,密封(fēng)墊不(bú)得突人管道中,流量(liàng)計與管路軸線(xiàn)目測不得(dé)有明(míng)顯偏(piān)差.不(bú)得産生安裝應力。
3.4對壓力(lì)、溫度(dù)測量精(jīng)度的要求
根據氣體狀(zhuàng)态方程:
 
　　式(shì)中:v0爲(wèi)标準狀态(tài)下(xià)的(de)體積(m³);v爲工作狀态.下的體(tǐ)積(m³);p爲(wèi)流量(liàng)計壓力檢(jiǎn)測點(diǎn)處的(de)絕對(duì)壓力(lì)(kpa);po爲标準大氣壓(kpa);t0爲标準狀(zhuàng)态下的(de)絕(jué)對溫度(k);t爲(wèi)介(jiè)質工況(kuàng)條件下的絕對(duì)溫度(k);z爲氣(qì)體(tǐ)壓(yā)縮因子。
　　從公式(shì)可以看出,誤差(chà)主要(yào)集中在壓(yā)力(lì)、溫(wēn)度的檢測(cè)精度兩方面,在發現流量(liàng)、溫度、壓力值(zhí)與實.際(jì)偏差較大或示(shì)值(zhí)不穩定時,或(huò)與以(yǐ)前經驗(yàn)數值存在較(jiào)大偏差時(shí)，要及(jí)時處(chù)理。
3.5帶機(jī)械讀數(shù)渦輪流量計的(de)要求
　　對于有(yǒu)機(jī)械讀(dú)數帶(dài)修正(zhèng)儀的渦輪(lún)流量計，除抄取(qǔ)标況(kuàng)體積值(zhí)之(zhī)外,同(tóng)時應(yīng)該及時比(bǐ)對基表讀(dú)數與修正儀(yí)上的工(gōng)況流(liú)量是否一緻,兩者正常情(qíng)況下(xià)應該(gāi)是相差不大的。
3.6流量(liàng)計拆卸要求
　　工(gōng)藝管(guǎn)道檢修時應拆下(xià)流量計(jì),然後(hòu)用幹淨的(de)布把流量(liàng)計兩(liǎng)端包好(hǎo),防止污(wū)物、鐵屑等落人(rén)流量計将渦輪(lún)葉片損壞。
3.7流量計的日常檢查(chá)
　　爲保(bǎo)證渦(wō)輪流量計(jì)長期正常工(gōng)作,應加強儀(yí)表的(de)運(yùn)行檢查(chá),監測葉輪(lún)旋轉(zhuǎn)情況(kuàng)，如(rú)聲音異(yì)常應(yīng)及時卸下(xià)檢查傳(chuán)感器内(nèi)部零件,渦輪軸(zhóu)承磨損(sǔn)嚴重或葉片損(sǔn)壞(huài)的,必(bì)須維(wéi)修更換,并(bìng)重新檢(jiǎn)定(dìng)。
3.8流量(liàng)計的日常維護(hù)
　　有潤滑油(yóu)或清洗液注人(rén)口的傳感器,應按要(yào)求定期注(zhù)人潤(rùn)滑油或清(qīng)洗液(yè),保證(zhèng)葉輪(lún)良好(hǎo)運行。在(zài)無潤滑油情況下(xià)長期連續運行,勢必(bì)造成緻命磨損,阻尼力增加而(ér)導緻運(yùn)行(háng)變慢(màn),計量(liàng)結果(guǒ)産生(shēng)負(fù)差(chà)并且影響(xiǎng)使用壽命(mìng)。
4建(jiàn)議(yì)
　　爲保證(zhèng)氣(qì)體渦(wō)輪流量(liàng)計的現場計量性能,需(xū)要(yào)正确使用流(liú)量計(jì),并進一步(bù)深入不同(tóng)介質(zhì)和壓(yā)力标準裝(zhuāng)置檢(jiǎn)定渦(wō)輪流(liú)量計的差異,以(yǐ)及影(yǐng)響渦(wō)輪流量計測量(liàng)誤差(chà)的關(guān)鍵(jiàn)因(yīn)素,以指導現場.流量(liàng)計的使(shǐ)用(yòng),保證(zhèng)流量計現(xiàn)場計(jì)量量(liàng)值(zhí)的準确可靠。

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