摘(zhāi)要:在天然氣(qi)輸氣場站中(zhong)渦輪流量計(ji) 起着關鍵的(de)計量作用,計(ji)量的正确率(lǜ)往往影響着(zhe)輸♍差和貿易(yi)結算,而輸差(cha)和貿易結算(suan)又影響利潤(rùn)和資金流轉(zhuan)。所🌈以要求流(liú)量計準确計(ji)量就顯得尤(yóu)爲重要。以S省(sheng)天然氣長輸(shu)管道🍉爲依托(tuo)，從天然氣場(chang)站設備設施(shī)出發，基于渦(wo)輪流🔴量計原(yuan)理，分析在實(shí)際日常輸氣(qi)過程中影響(xiang)🍓渦輪流量計(ji)計量的原因(yin)☂️,從.而提出在(zai)🎯輸氣過程中(zhong)如何減少影(yǐng)響貿易結算(suan)和輸差的方(fāng)法和🍉策略,以(yǐ)此提高渦♊輪(lún)流量計的使(shǐ)💃🏻用效率和經(jīng)濟價值。
0引言(yan)
　　随着城市化(hua)進程的不斷(duan)加快，人口越(yuè)來越集中，人(ren)民🌐收入越來(lái)越高，天然氣(qi)作爲一種高(gāo)效的清潔能(néng)源已經走進(jìn)了城市和鄉(xiang)村，有望和電(diàn)力一樣走進(jìn)每家每☔戶。此(ci)外人們對空(kong)氣質量越來(lai)越重視，因此(ci)在工業領域(yù)煤改氣👣項目(mù)實施的越來(lái)越多。再者作(zuo)☔爲傳統清潔(jie)能源的核能(néng)，由于福島事(shì)件的影響，現(xiàn)🔞在核電廠在(zài)歐洲處于不(bú)斷關停的趨(qū)勢;風能㊙️和太(tai)陽能雖然都(dou)是最清潔的(de)能源但是由(yóu)于自身分布(bù)太廣且利用(yòng)率低和上網(wǎng)困難等問題(ti)🚶‍♀️也🌍很難發展(zhan)壯大;水能雖(suī)然較爲理想(xiang)，但是适合建(jian)壩的地🏃‍♂️方并(bìng)不多。所以從(cong)長遠來看，天(tian)🤞然氣在能源(yuán)中的消耗占(zhàn)🈚比也将不斷(duàn)增加。反映到(dào)地方企業，上(shang)某天然氣股(gu)份有⛷️限公司(sī)的天然氣場(chang)🔴站每年冬運(yùn)的輸氣量确(que)實在不斷增(zēng)長，很多天然(rán)氣場站在冬(dong)季都是滿負(fù)荷運行。因此(ci)給工作人員(yuán)和設備設施(shī)運行帶來了(le)壓力。而作爲(wei)天然氣場站(zhàn)關鍵🥰的計量(liang)設備之一的(de)渦輪流量計(ji)在計量中發(fa)揮着重要作(zuo)用。它因爲計(jì)量準确、易于(yu)安裝、占地面(miàn)積小、維護保(bǎo)養簡單、事故(gu)少。越來越受(shou)到天然氣輸(shu)氣場站青睐(lai)。而且在油氣(qì)田、化工企業(yè)、天然氣門站(zhan)等發揮着越(yuè)來越重要🏃‍♂️的(de)角色。
1渦輪流(liú)計的原理
　　當(dang)天然氣通過(guo)渦輪流量計(ji)的渦輪時，氣(qì)體分子通過(guo)碰撞渦輪葉(ye)片，将動能和(hé)勢能傳遞給(gei)渦輪，使渦輪(lún)做圓周運動(dong)産生🐇旋轉，在(zai)一定的流量(liang)範圍内，對一(yi)定的氣體介(jie)🐪質，渦輪💞的旋(xuán)轉✊角速度與(yǔ)流體流速成(cheng)正比。因此，流(liú)體流速可通(tong)過渦輪的旋(xuan)轉角速度得(de)到，并通過機(jī)械傳動傳給(gei)機械表頭通(tōng)過計數器㊙️從(cong)而得到氣體(tǐ)的工況流量(liàng)。渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度通過(guo)安裝在流量(liàng)計外面的信(xìn)号檢測放大(dà)器用電磁感(gǎn)應的原理來(lái)測量📱。當渦輪(lun)旋轉時，渦輪(lun)上螺旋形葉(yè)，片依次接近(jin)和遠離處于(yu)管‼️壁外的磁(ci)電感應線♋圈(quan)，周期性的改(gai)變感應線😍圈(quan)磁回路磁阻(zǔ)，使通過線圈(quān)的磁通量發(fa)生周期性的(de)變化而産生(shēng)與流量成🌈正(zheng)比的信号。由(you)于剛感應出(chu)的信号還很(hěn)微弱，因此需(xu)要通過級聯(lian)的多個放大(da)電路🥰放大後(hou)再輸出;此✔️時(shi)的信号中由(yóu)于存在諸多(duo)幹擾和噪音(yin)，爲了去除幹(gàn)擾信号得到(dào)有用信号，就(jiù)要對信号進(jin)行濾波。這時(shi)的信号由于(yú)不是規整的(de)脈沖信号，因(yin)此就需要通(tong)過電壓比較(jiào)器轉化爲磁(ci)脈沖信号再(zai)通過表頭的(de)計數器來得(dé)出，可以得到(dao)瞬時流量和(he)累計流量,再(zai)上傳到⛷️PLC櫃就(jiù)可以顯示在(zai)工控機上,并(bing)且通過衛星(xing)通信或以太(tài)網就可以傳(chuán)到調控中心(xin)。
2影響計量的(de)原因
　　衆所周(zhōu)知，影響計量(liang)的原因很多(duō)。除了天然氣(qì)的一些🏒原因(yin)，也有設備設(she)施的原因和(he)在管理.上的(de)--些原因。下面(miàn)我們就從日(rì)📱常工💘作中逐(zhu)一分析。
(1)因爲(wèi)天然氣剛開(kāi)采出來時本(ben)身含有硫化(hua)氫，如果淨化(hua)廠除硫除不(bú)幹淨，就會有(you)殘留氣體存(cún)到長輸管網(wǎng)中。硫化氫氣(qì)體與水汽結(jie)合會形成酸(suān)性氣體🐕，而酸(suān)性氣體不僅(jin)會腐蝕流量(liang)計金屬主體(tǐ)，而且會腐蝕(shí)渦輪，使渦輪(lún)變脆,影響渦(wo)輪流量計的(de)使用壽命和(hé)計量精💛度。
(2)在(zai)冬季由于采(cǎi)暖原因晚上(shang)輸氣量較大(da)，且在陝北地(dì)區氣溫在夜(ye)間有時甚至(zhi)會達到零下(xià)二十度左右(you)，當溫度✔️低于(yú)露點時就會(huì)有水汽在管(guan)線中析出形(xing)成水珠，由于(yú)溫度低于零(ling)下所以水❄️就(jiù)會在渦輪中(zhong)結冰造成渦(wo)輪冰堵現象(xiang)，使得供氣出(chū)現停輸。
(3)氣體(tǐ)中的粉塵會(hui)給葉片旋轉(zhuan)時帶來阻力(li),粉塵多時就(jiu)會🥰導緻氣體(ti)通道被堵，影(yǐng)響葉片旋轉(zhuan)，進而影響計(jì)量，産✍️生粉塵(chén)的🐇原因是管(guan)線在施工完(wán)成後沒有清(qīng)理🤞幹淨，還🧡有(yǒu)就是管道内(nei)❗壁在氣體的(de)沖擊下會生(sheng)成鐵🐉粉。
(4)在天(tian)然氣開采過(guò)程中，會伴随(sui)着一定的油(yóu)分子帶🔴出，如(rú)果太多✉️的話(hua)還會産生凝(níng)析油，如果在(zài)淨化過🌍程中(zhong).處理不幹淨(jìng)，則會沾⛷️到渦(wō)輪葉片或者(zhe)葉輪的内壁(bì)上，并在渦輪(lun)高速旋轉下(xia)做離心運動(dong)，影響渦🌍輪做(zuò)圓周運動。
(5)壓(ya)力傳感器和(hé)溫變信号#的(de)傳輸也會影(ying)響渦輪流量(liàng)計的計🚶‍♀️量，因(yīn)爲檢測的信(xìn)号都有可能(néng)因爲各種原(yuan)因導緻減小(xiao)或者增大，因(yin)此确保渦輪(lún)流量計的壓(yā)變和溫變、流(liú)量計算機每(mei)半💁年按時😘效(xiao)驗一次。
(6)因爲(wei)天然氣中除(chu)過甲烷，還會(hui)有少量的乙(yǐ)烷、丙烷🤩、丁烷(wán)、戊烷等。所以(yi)用色譜分析(xi)儀定期對氣(qi)體組分📧進行(háng)标定⛷️,确定氣(qì)體的具體組(zu)分，可以使得(dé)計量更加精(jīng)準。
(7)因爲用氣(qì)有高低峰，當(dāng)氣體流量大(da)于額定量程(cheng)的🌏百分之八(ba)十或者低于(yú)百分之二十(shi)時就會計量(liàng)不準确，所以(yǐ)選定合适量(liang)程渦輪流量(liang)計确保流量(liàng)範圍在百分(fèn)之二十到百(bai)分之八十之(zhi)間，如果流量(liang)太低或者太(tài)🐉高應根據實(shí)際情況切換(huàn)到備用支路(lù)或者更合适(shì)量程的渦輪(lun)流量計來計(jì)量。
3渦輪流H計(jì)在天然氣場(chǎng)站中使用的(de)技術
(1)SCADA(數據采(cai)集與監視控(kòng)制系統)5),以計(ji)算機爲核心(xīn)的控制系統(tong)。在鐵路、電力(li)、化工、石油行(háng)業中具有極(jí)其重♻️要的作(zuò)用🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。在天然氣(qì)💁長輸管網公(gōng)司中，調控中(zhōng)心SCADA系統控制(zhì)👅主機，通過路(lu)由器将數據(jù)傳到衛星主(zhǔ)站和DNN/PSTN公網，通(tōng)過衛星天線(xian)将數據傳到(dao)衛星再傳到(dao)各個場站的(de)衛星🔅天線再(zai)經過衛星通(tong)訊設備到場(chǎng)站PLC控💚制櫃。公(gong)網數據通過(guò)光纖将傳給(gěi)場站交換機(ji)再到場站PLC櫃(gui)。而PLC連接了天(tiān)然氣💰場站的(de)機👨‍❤️‍👨組數據，快(kuai)速截斷💋閥， 電(diàn)動球閥 ， 超聲(sheng)波流量計 ，壓(ya)變，溫變，渦輪(lún)流量計，輔助(zhu)設備設施等(děng)數據。渦輪流(liú)♍量計在運行(hang)過程中将采(cai)集的壓力、溫(wen)度、和渦輪數(shù)據，傳到渦輪(lún)👄流量計表頭(tóu)(流量積算儀(yi))。以愛拓力流(liu)量計爲例，表(biao)頭具有🐉流量(liang)計算、數據采(cai)集、參數設置(zhì)、時鍾設置、數(shù)據通訊、數據(ju)存儲、故障診(zhen)斷等功能。利(lì)用Modbus協議将采(cai)集的流量信(xìn)号上傳到PLC(可(kě)編程邏輯⛷️控(kòng)制器)的計量(liang)模塊，再傳到(dào)工💁控機就可(ke)以在🈚電腦🌐桌(zhuō)面上顯🈲示瞬(shùn)時流量、累計(ji)流量。然後PLC根(gen)據TCP/IP協議可以(yǐ)将數據上傳(chuán)到以👅太網,通(tōng)過通訊設📱備(bei)傳到調控📐中(zhong)心，調控中心(xīn)根據輸🛀氣計(jì)劃就可以随(sui)時給場站🤩下(xia)達指令或者(zhě)自己對用戶(hù)進行輸氣計(ji)劃調整。其原(yuan)理圖見圖1。
 
(2)渦(wō)輪流量計采(cǎi)用先進的集(jí)成芯片和微(wēi)機技術，表頭(tóu)🈲功耗低🍉，内❤️部(bu)電池可以使(shi)用兩年左右(yòu)，不僅可以讀(du)取累計瞬時(shí)氣量🤞、昨日累(lèi)計氣量、今日(ri)累計流量、曆(lì)史流量數據(ju)，可輸出标準(zhǔn)的模拟信号(hao)，将信号遠傳(chuan)和上位機進(jin)行通👅訊，方便(biàn)數據記錄。
(3)渦(wō)輪流量計采(cai)用RS485通訊，接口(kou)組成半雙工(gōng)網絡采用兩(liang)線制，用屏👣蔽(bi)的雙絞線傳(chuan)輸，這種接線(xian)方式爲總線(xiàn)式🌂拓撲結構(gou)在同㊙️一總線(xiàn).上最多可以(yǐ)挂接32個結點(dian)。RS485較之,RS232不容易(yi)🔞損壞接口電(diàn)路芯片，且該(gāi)電平與TTL電路(lù)兼容，可㊙️方便(biàn)與TTL電路連接(jiē)。數💋據傳輸效(xiao)率高，速度可(kě)以到10Mbps,抗共🐇模(mó)能力增強👈，抗(kang)噪聲幹擾好(hǎo)，傳輸距離♉可(kě)以到3KM。
4渦輪流(liú)量計的維護(hù)保養
4.1日維護(hu)保養
　　對渦輪(lún)流量計進行(hang)巡檢，觀察讀(dú)數顯示及電(dian)池電量顯示(shì)是否清晰、真(zhēn)實、正确。檢查(chá)渦輪流量計(jì)各密封點有(you)無洩漏現象(xiàng)，如有洩漏現(xiàn)象應及時處(chù)理;
保持渦輪(lun)流量計外觀(guān)及其附件的(de)清潔狀态;
檢(jiǎn)查儀表檢定(ding)标識是否清(qīng)晰、有效，鉛封(fēng)是否良好。
4.2月(yuè)維護保養
檢(jian)查渦輪流量(liang)計本體及附(fu)件是否完整(zheng)、是否有鏽♊蝕(shi)☂️或損壞，銘牌(pai)是否清晰，接(jiē)插件是否接(jiē)觸良好，端子(zi)接🔴線等是否(fou)牢固;
檢查防(fáng)爆撓性管連(lian)接是否可靠(kao)，若有松動應(ying)及時緊固;
檢(jian)查防雷接地(dì)是否可靠，确(què)保防雷接地(dì)線各連接處(chu)無松動、無鏽(xiu)蝕。
4.3季維護保(bǎo)養
春秋檢時(shi)對所配用的(de)過濾除塵器(qì)進行拆解檢(jiǎn)查❗并清潔;
春(chūn)秋檢時對渦(wo)輪流量計的(de)葉輪及軸承(cheng)進行清潔和(hé)潤滑保養，并(bìng)經檢定合格(gé)後方可恢複(fú)正常使用;
春(chun)秋檢時根據(jù)電池電量提(tí)示及時更換(huàn)液晶顯示🐆屏(ping)🙇‍♀️電池;
春秋檢(jian)檢查防爆撓(nao)性管是否老(lǎo)化、龜裂，對影(yǐng)響防爆性能(neng)的及時更換(huàn)。.
4.4年維護保養(yang)
每半年效驗(yàn)一次。
5渦輪流(liu)計的安裝注(zhu)意事項
确保(bao)完好的渦輪(lún)流量計上有(you)箭頭方向表(biǎo)明流體方向(xiang)不能💃裝⭐反:
安(ān)裝的管道必(bi)須吹掃幹淨(jing)裏面的殘渣(zhā):.
渦輪流量計(ji)必須水平安(an)裝，表頭朝上(shang);
　　渦輪流量計(ji).上遊必須安(an)裝帶有差壓(ya)表的過濾器(qì)，且過濾器距(ju)離渦輪有一(yī)段較長的直(zhí)管段，以确保(bǎo)流體正常平(píng)穩的流動。
6渦(wō)輪流懸計的(de)使用的優缺(que)點
優點:
(1)結構(gou)簡易，使用範(fan)圍廣
　　主要部(bu)件有:流量計(jì)主體、穩流器(qì)、渦輪的測量(liàng)單元、軸承、累(lèi)加器、磁耦合(he)裝置，校正儀(yí)。該流量計适(shi)用于低，中，高(gāo)壓氣體都可(ke)以計量。管道(dao)公稱直徑從(cóng)DN50~DN500範圍都有，溫(wen)度範圍從-20℃-+60℃.因(yīn)此計量範圍(wéi)廣，大🔴流量、小(xiǎo)流量📞都可以(yi)，既🔴能适應寒(hán)冷地區，也适(shì)應高溫地區(qū)。
(2)使用方便，量(liang)程寬
　　以S省場(chǎng)站應用最多(duō)的渦輪流量(liàng)計，正在逐漸(jian)取代孔闆流(liú)量計。因爲渦(wō)輪流量計量(liang)程寬，在一次(cì)更換🔞後基💰本(běn)可以滿足全(quan)年高低峰的(de)使用要求。不(bú)需要再頻繁(fán)更換孔闆流(liu)量計的孔闆(pan)和效驗壓變(bian)。該流量計量(liàng)程一般量程(chéng)🌐是1:30,最大甚🌈至(zhì)可擴展至1:50。而(ér)孔闆流量計(ji)标準量程比(bǐ)113,最大可拓展(zhan)至130，比渦輪流(liú)量計少了很(hěn)多。
(3)計量精度(dù)準确
以愛托(tuō)利流量計爲(wei)例最大允許(xǔ)誤差爲最小(xiao)流量的+/-2%，最大(da)流量的0.2。
缺點(dian):
對氣質要求(qiú)高，測量氣體(ti)必須純度高(gao)，雜質少,
7渦輪(lun)流計常見問(wen)題及故陶處(chu)理(見表1)
 
8結語(yu)
　　目前天然氣(qi)場站現行的(de)例行工作和(he)工藝條件不(bu)能😘有效降低(di)天然氣氣質(zhì)中的雜質。所(suo)以爲了提高(gāo)渦輪流量計(jì)計量的🎯精度(du)，應該從以下(xia)幾點得到加(jiā)強。
　　第一是從(cong)日常工作方(fang)面加強沿線(xian)天然氣場站(zhàn)卧分🏒和過濾(lü)器的層層排(pái)污，目的是在(zài)天然氣進入(ru)流🏒量計🥰之前(qian)設置層層屏(ping)障，在雜質進(jin)入流量計之(zhī)前就把它清(qīng)理幹淨。第二(èr)🔴定期采取清(qīng)管作業，當管(guan)輸效率降低(dī)到90%以下時⭐對(dui)管道裏的污(wū)物定期清理(li)幹淨。第三根(gen)據‼️在場站排(pai)污時所排的(de)雜♊質的多少(shao)，判㊙️斷是否要(yao)進🈲行多次排(pái)污，以确定是(shi)否已經達标(biao)。第四個是流(liú)量計的使用(yòng)說明書、合格(ge)證書、檢定證(zhèng)書都🥰應該具(jù)備且在有效(xiao)期内，及備品(pin)備件😍原則上(shang)按使用總數(shu)🔞的3%儲備。場站(zhan)應該應該有(yǒu)計量管理人(rén)員負責計量(liang)器具及❄️資料(liào)的管理，保證(zhèng)計量器具資(zi)料🚩的完整。從(cong)技術方面在(zài)做好平時渦(wō)輪流量計的(de)維護保⁉️養和(he)每年的檢定(ding)，确保流量計(jì)的運行在檢(jiǎn)定🤩周期内。第(dì)五加強日常(cháng)工作的考核(hé)力度，确保每(měi)項工作都順(shun)利完成。

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