摘要:渦(wō)輪流量(liang)計 是一(yī)種具備(bei)溫度和(he)壓力補(bu)償功能(neng)的速度(du)式流量(liang)計量器(qì)具,具有(you)精度高(gāo).重複性(xing)好、量程(chéng)比高、維(wéi)修方🌈便(bian)等優點(diǎn),從而在(zai)石🥵油、化(huà)工、冶金(jin)等領域(yù)應用廣(guǎng)泛。從渦(wō)輪流量(liàng)計🔴的特(tè)點、原理(li)、類型、使(shǐ)用以及(ji)缺陷等(děng)5個方面(miàn)介💁紹其(qi)在天然(rán)氣計量(liàng)🔴中的應(yīng)用。
0前言(yán)
　　天然氣(qì)作爲一(yi)種清潔(jie)能源在(zài)我國的(de)能源戰(zhàn)略中占(zhàn)⛱️據着重(zhong)要的地(di)位,随着(zhe)國家西(xī)氣東輸(shu)管道的(de)建成和(he)城市燃(rán)氣管網(wǎng)的不斷(duàn)完善,科(kē)學準确(què)的天然(rán)氣貿易(yì)結算重(zhong)要性凸(tū)顯。因爲(wèi)在精度(du)、重複性(xìng)、零點漂(piāo)移、量程(cheng)比等方(fang)面具備(bei)顯著的(de)優勢,渦(wo)輪流量(liang)計🔞成爲(wèi)一種被(bei)廣泛使(shi)用的速(sù)度式流(liú)量㊙️計。11其(qi)軸承制(zhi)👄作精良(liang)、導流💰片(pian)🈲經過特(te)殊設計(jì)📞,能降低(di)磨損,在(zai)極端條(tiao)件下保(bao)證測量(liang)的可靠(kao)性;其輸(shu)出👌信号(hào)爲脈沖(chòng),易于數(shu)字化;渦(wo)輪流量(liang)🔞計的儀(yí)表系數(shù)和線性(xìng)度都受(shòu)壓力變(biàn)化影響(xiǎng)較小,21如(rú)🌈與帶特(te)殊功能(néng)的二次(ci)儀表配(pèi)套，還可(kě)以進行(hang)定量控(kong)制，超量(liang)報警等(deng)，3因此在(zài)石🏃‍♂️油、液(yè)化氣、天(tian)然氣領(ling)域取得(dé)了廣泛(fàn)的應用(yong)，主要從(cong)特點、原(yuán)理、類型(xíng)、應用以(yi)及不足(zú)等5個方(fāng)面介紹(shao) 氣體渦(wo)輪流量(liang)計 在天(tiān)然氣計(ji)量中的(de)應用。
1氣(qì)體渦輪(lun)流量計(ji)的特點(diǎn)
　　氣體渦(wō)輪式流(liu)量計安(an)裝簡單(dān)、方便，具(jù)備在線(xian)和巡檢(jiǎn)式計量(liang)已🔞廣泛(fan)應用于(yu)天然氣(qì)計量中(zhōng)。
1.1智能測(cè)量與補(bǔ)償
　　氣體(ti)渦輪流(liú)量可直(zhi)接測量(liàng)氣體的(de)标準體(ti)積或飽(bǎo)和蒸汽(qì)的質量(liàng)流量并(bing)且獲得(de)介質溫(wēn)度與壓(yā)力的🏃🏻‍♂️測(ce)量數據(ju),對流量(liàng)進行自(zì)動補償(chang)和壓縮(suō)因子自(zi)動修正(zheng)。
1.2制造工(gōng)藝先進(jin)
　　氣體渦(wō)輪流量(liàng)計采用(yòng)先進的(de)微機技(ji)術與高(gao)性能🆚的(de)集🧑🏽‍🤝‍🧑🏻成芯(xīn)片,利用(yong)先進的(de)微功耗(hào)高新技(ji)術,整機(jī)功耗低(dī),既可憑(ping)内電池(chi)長期供(gòng)電運行(háng),又可由(you)外電源(yuan)供電運(yun)行,采用(yòng)LCD顯示屏(ping)方便讀(du)🍉數,輸出(chu)💛脈沖信(xìn)号,也可(ke)輸出(4~20)mA的(de)标準模(mó)拟信号(hao)。[6]
1.3自動化(hua)程度高(gao)
　　具備通(tong)訊接口(kǒu)能夠與(yǔ)上位機(jī)進行通(tong)訊,一台(tai)上位機(ji)♈可與多(duō)♊台流量(liàng)計進行(háng)通訊，便(biàn)于集中(zhong)管理。'
2氣(qì)體渦輪(lún)流量計(jì)工作原(yuan)理
　　氣體(ti)渦輪流(liu)量計的(de)基本原(yuan)理是:當(dāng)沿軸線(xian)流動的(de)流體進(jin)入流✌️量(liang)傳感器(qì)時,葉片(pian)迫使流(liú)體旋轉(zhuǎn),然後在(zai)旋渦蔓(man)⛹🏻‍♀️生體的(de)中心産(chǎn)💛生渦流(liu)。
　　渦流在(zài)文丘裏(lǐ)管中流(liú)動,到達(da)收縮段(duàn)後突然(rán)節流,從(cóng)而♋加速(su)。當渦旋(xuan)進人擴(kuò)散區時(shi),回流迫(po)使其進(jìn)行二次(cì)旋轉。此(cǐ)時，渦流(liu)的旋轉(zhuan)頻率與(yǔ)介質的(de)速度成(cheng)線性正(zhèng)比。壓電(dian)傳感器(qì)檢測到(dao)的弱電(diàn)荷信号(hào)被前✌️置(zhì)放大器(qì)放大,濾(lü)波和整(zhěng)形,然後(hòu)轉換爲(wei)⭐脈沖信(xìn)号,其頻(pin)率與流(liú)速成正(zhèng)比。最後(hòu),信号被(bèi)發送到(dào)積分器(qì)進行計(ji)數和處(chù)🌈理。
　　流量(liàng)積算儀(yi) 由 溫度(dù)和壓力(li)計量模(mó)拟通道(dào)以及微(wēi)處理單(dan)元組成(cheng)💞,流量計(ji)中的微(wēi)處理器(qì)可根據(jù)溫度測(cè)量值對(dui)應得到(dao)介質密(mì)度和🐅壓(ya)力,完成(cheng)介質的(de)體積流(liu)量和質(zhi)量流量(liang)的☂️計算(suàn);還🐇可按(an)照氣态(tai)方程進(jìn)行溫壓(yā)補償,并(bing)自動進(jìn)行壓縮(suō)因子修(xiu)正。
　　對于(yu)機械計(ji)數器式(shì)渦輪流(liu)量計，計(ji)數器通(tong)過驅動(dòng)機構🚩旋(xuan)轉🍉并計(jì)數。對于(yú)使用電(dian)子流量(liàng)積分器(qì)的流量(liang)計,代表(biao)渦輪轉(zhuan)速的脈(mò)沖信号(hao)通過旋(xuán)轉的發(fa)訊盤或(huo)信号傳(chuan)感器和(he)放大電(diàn)路輸出(chu),脈沖信(xìn)号的頻(pin)率與.流(liu)體的體(tǐ)積流量(liang)成正比(bi)。
3氣體渦(wō)輪流量(liang)計類型(xing)
3.1基本型(xíng)渦輪流(liú)量計
　　傳(chuan)感器本(běn)身不具(jù)備現場(chǎng)顯示功(gōng)能,僅将(jiang)流量信(xin)号遠傳(chuan)輸出。流(liú)量信号(hao)可分爲(wèi)脈沖信(xìn)号或電(dian)流信号(hao)🚩。價格低(dī)集成度(du)高體積(ji)小巧，特(tè)别适用(yong)于與二(er)次顯示(shì)儀.PLCDCS等計(ji)算機控(kòng)制系統(tǒng)配合使(shi)用。
3.2智能(néng)渦輪流(liu)量計
　　智(zhi)能渦輪(lun)流量計(jì) ,結合了(le)渦輪流(liu)量傳感(gǎn)器和先(xian)進的超(chao)低功耗(hao)單片📐微(wei)🚶‍♀️機技術(shù)開發的(de)顯示集(jí)成儀表(biǎo)，具有結(jie)構緊湊(cou)、可☂️靠性(xing)高、抗外(wài)部電源(yuan)幹擾防(fang)雷擊、成(cheng)本低等(deng)優點。191可(kě)現場進(jìn)👈行儀表(biao)系數三(san)點修正(zheng)，智能補(bǔ)償儀表(biao)系數👅非(fei)線性,同(tong)時顯示(shì)瞬時流(liu)量、累♍積(ji)流量以(yi)及溫度(du)、壓力等(deng)計量參(can)數,具備(bei)數據🤩實(shi)時存儲(chǔ)功能和(he)防爆功(gong)能，特别(bie)适用于(yú)📧與PLC、DCS等計(jì)算機控(kong)制系統(tǒng)配合使(shi)用。
4氣體(ti)渦輪流(liú)量計的(de)使用
　　氣(qì)體渦輪(lún)流量計(ji)具有靈(líng)敏度高(gāo)、重複性(xing)好、量程(chéng)比大精(jīng)度高特(tè)點,因此(ci)廣泛用(yòng)于天然(ran)氣流量(liang)測量中(zhong)。當流量(liàng)變化很(hěn)大時，氣(qi)體渦輪(lún)流量計(ji)比差壓(ya)流量計(ji)更合适(shi)。氣體渦(wō)輪流量(liàng)計的量(liàng)程比寬(kuān),中大口(kǒu)徑可以(yǐ)達到40:1到(dao)10:1,小口徑(jìng)⭐爲6:1或5:1。随(suí)着⭐天然(ran)氣計👅量(liàng)技術的(de)發展以(yi)及對天(tiān)然氣貿(mao)易和交(jiāo)接計量(liang)要求的(de)提高.氣(qì)體渦輪(lun)流量計(jì)既可以(yǐ)滿足㊙️貿(mào)易計量(liàng)的要求(qiu),又可以(yi)滿足較(jiao)寬的測(cè)量範圍(wei)。另外,它(ta)的設備(bèi)成本比(bi)孔闆流(liu)量計和(he)氣體超(chāo)聲流量(liang)計低。因(yīn)此,氣體(tǐ)渦輪流(liú)量計被(bèi)越來越(yue)廣泛🌏地(di)使用,尤(you)其中國(guó)天然氣(qi)市場用(yong)量增幅(fú)明顯,但(dan)是普遍(biàn)存在下(xia)遊市場(chang)前期用(yong)🙇‍♀️量較低(dī),天然氣(qì)管道往(wǎng)往在初(chu)期采取(qu)低壓運(yun)行,在🥰運(yun)行一段(duan)時間後(hòu)逐步提(ti)高壓力(lì),增大供(gong)應量,渦(wō)輪流量(liàng)計以🔞其(qí)較寬的(de)量程比(bǐ)能降低(dī)測🏒量🐇管(guan)直徑,從(cong)而較少(shǎo)投資。
　　氣(qi)體渦輪(lun)流量計(jì)精度高(gao),普通流(liu)量計的(de)精度爲(wei)(±1~±1.5)%,特殊專(zhuān)用🔴型🌈爲(wèi)(±0.5~±0.2)%,但其精(jing)度越高(gāo),對現場(chang)條件的(de)要求越(yue)苛刻。渦(wo)輪流量(liàng)計具有(yǒu)良好的(de)重複性(xing),短期重(zhòng)複性可(ke)達(0.05~0.2)%。如果(guo)定期校(xiao)準，則🔱可(ke)以獲得(de)很高的(de)精度。
氣(qì)體渦輪(lun)流量計(ji)結構緊(jin)湊輕巧(qiao)、安裝維(wei)護方便(biàn)、流通能(neng)力大,适(shì)用高壓(ya)測量。儀(yí)表表體(ti)上不必(bì)開孔，易(yi)🐪制成高(gāo)壓型儀(yi)表，,可以(yi)滿⭕足管(guan)道的升(sheng)壓要求(qiu)。正因❓爲(wèi)具備以(yi)上優⭐點(diǎn),因此在(zài)天然氣(qì)貿易結(jie)算中是(shì)優先選(xuan)用的流(liu)量計之(zhī)一。
5氣體(ti)渦輪流(liu)量計的(de)缺陷
　　由(yóu)于氣體(tǐ)渦輪流(liú)量計難(nán)以長期(qi)保持穩(wěn)定的計(ji)量特性(xing),需要㊙️定(ding)期檢定(ding)或者校(xiào)準。對于(yu)貿易儲(chǔ)運和高(gāo)精度測(cè)量的要(yào)求,需要(yào)經常對(duì)流量計(ji)進行在(zài)線實流(liu)檢定以(yǐ)保持其(qi)特性🔞,同(tong)時氣體(tǐ)密度♋對(dui)儀表精(jīng)度有較(jiao)大影⛱️響(xiǎng),由于密(mi)度與溫(wēn)度和壓(yā)力密切(qiē)相關,現(xiàn)🍉場溫度(du)和壓力(li)的波動(dòng)是💰不可(kě)避免的(de),應根據(jù)其對流(liú)量計計(jì)量特🈲性(xìng)的影響(xiang)程度采(cai)取補償(cháng)措施,以(yi)保持高(gao)精度🌈。”1因(yīn)此保持(chi)渦輪流(liu)量計精(jīng)度的同(tong)時,需要(yao)對現場(chang)溫度、壓(yā)力進行(hang)定期校(xiào)準和補(bǔ)償,從而(er)确保天(tiān)然氣管(guan)道貿易(yì)計量的(de)準确☀️性(xing)。
　　流量計(jì)受速度(dù)分布和(hé)旋轉流(liú)的畸變(biàn)影響很(hen)大。傳感(gan)器的上(shang)下兩側(ce)需要設(shè)置長直(zhí)管段。如(rú)果安裝(zhuāng)空間有(you)㊙️限,可以(yǐ)安裝整(zhěng)流器以(yǐ)縮短直(zhí)管段的(de)長度,這(zhè)不适合(hé)㊙️測量脈(mo)動流和(hé)混溶流(liú)。被測氣(qi)體的清(qing)潔度要(yao)求很高(gāo)。如果氣(qì)體變髒(zang),可以安(an)裝過濾(lü)🌈器,但同(tong)時也會(huì)帶來壓(ya)🌍力損失(shi)增大、維(wei)護增加(jiā)。
6小結
　　氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji)是一種(zhong)速度流(liú)量計,具(jù)有精度(dù)高、重複(fú)🔆性好🙇‍♀️、無(wu)零漂移(yi)、量程比(bi)大等優(yōu)點。采用(yong)先進的(de)超低功(gōng)耗單片(piàn)微機技(jì)術研制(zhi)的渦輪(lún)流量計(jì),特别适(shi)合與計(ji)算機控(kòng)制系統(tong)(例如PLC和(hé)DCS)來配套(tào)使用改(gǎi)善天然(ran)氣自動(dong)化流量(liang)計量水(shui)平👈,其量(liang)程比寬(kuan)非常适(shi)♈合流量(liang)變化幅(fu)度較大(da)的場合(he),可降低(dī)測量管(guǎn)直徑🈚,從(cóng)而較少(shao)投資;短(duan)期重複(fu)性可㊙️達(da)(0.05~0.2)%，如經常(chang)校準或(huò)在線校(xiào)準可👉得(de)極高的(de)精度;安(ān)裝維護(hu)方便,流(liu)通能力(lì)大适用(yong)高壓測(cè)量,在天(tiān)然氣管(guǎn)道貿易(yì)🔞結算中(zhong)是優先(xiān)選用的(de)♈流量計(jì);然而氣(qì)體密🔅度(du)對流量(liàng)計精度(dù)有♌較大(dà)影響,需(xu)要定期(qi)校準。

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