摘要(yao)：基于(yu)天然(ran)氣渦(wo)輪流(liu)量計(ji) 的測(ce)量原(yuan)理，探(tan)讨了(le)其起(qi)始流(liu)量和(he)安裝(zhuang)方法(fa)。在适(shi)當的(de)💁起始(shi)流🍉量(liang)下，流(liu)量與(yu)轉速(su)呈線(xian)性關(guan)系；推(tui)薦在(zai)流量(liang)計入(ru)口和(he)出口(kou)💃端各(ge)加接(jie)一定(ding)長度(du)的直(zhi)管段(duan)，若安(an)裝空(kong)間不(bu)能滿(man)足要(yao)求，可(ke)在阻(zu)流設(she)備與(yu)流量(liang)計之(zhi)間安(an)🏃🏻裝整(zheng)流器(qi)，避免(mian)因氣(qi)體流(liu)态改(gai)變影(ying)響流(liu)量計(ji)轉子(zi)的轉(zhuan)動。分(fen)析了(le)天然(ran)氣渦(wo)輪流(liu)量計(ji)在運(yun)行過(guo)程中(zhong)的常(chang)🐉見故(gu)障：天(tian)然氣(qi)正常(chang)流動(dong)，流量(liang)計不(bu)計數(shu)；未作(zuo)減量(liang)操⛱️作(zuo)，流量(liang)顯示(shi)逐漸(jian)下降(jiang)；天然(ran)氣不(bu)流🏃🏻‍♂️動(dong)，流量(liang)顯示(shi)不爲(wei)🤞零。針(zhen)對以(yi)上故(gu)障，分(fen)别給(gei)出了(le)相應(ying)的操(cao)作維(wei)護方(fang)法。結(jie)合應(ying)用實(shi)例，提(ti)出了(le)天然(ran)氣渦(wo)輪流(liu)量計(ji)在使(shi)用過(guo)程中(zhong)的注(zhu)意事(shi)項。
　　随(sui)着西(xi)氣東(dong)輸、川(chuan)氣東(dong)送等(deng)長距(ju)離、大(da)口徑(jing)、高壓(ya)力的(de)輸氣(qi)管🥰道(dao)的建(jian)成投(tou)産以(yi)及國(guo)家天(tian)然氣(qi)輸配(pei)網絡(luo)的逐(zhu)漸形(xing)成📞，管(guan)道運(yun)營🈚商(shang)對天(tian)然氣(qi)貿易(yi)計量(liang)的科(ke)學性(xing)、可靠(kao)性、公(gong)正性(xing)🔞提出(chu)了♌更(geng)高的(de)🆚要求(qiu)。依賴(lai)電子(zi)技術(shu)、互聯(lian)網和(he)計🔞算(suan)機技(ji)術的(de)迅猛(meng)發展(zhan)，天然(ran)氣♋計(ji)量方(fang)式亦(yi)🏃‍♀️向自(zi)動化(hua)、智能(neng)化、遠(yuan)程化(hua)方向(xiang)發展(zhan)，目👨‍❤️‍👨前(qian)天然(ran)氣渦(wo)輪流(liu)量計(ji)已經(jing)實現(xian)了實(shi)時、在(zai)線、遠(yuan)程🙇‍♀️控(kong)制，并(bing)逐步(bu)向渦(wo)輪流(liu)量計(ji)、變送(song)器、SCADA系(xi)統、色(se)譜分(fen)析儀(yi)㊙️等組(zu)成的(de)智能(neng)計量(liang)系統(tong)方向(xiang)發展(zhan)。
　　由于(yu) 渦輪(lun)流量(liang)計 靈(ling)敏度(du)高、重(zhong)複性(xing)好、量(liang)程比(bi)寬、結(jie)構緊(jin)湊，因(yin)此廣(guang)泛🈲應(ying)用于(yu)工業(ye)🏃貿易(yi)計量(liang)。在設(she)計标(biao)準方(fang)面，歐(ou)洲PrEN12261[1]是(shi)目前(qian)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計最(zui)全面(mian)、最具(ju)針對(dui)性的(de)标準(zhun)規範(fan)，在計(ji)量性(xing)能🌈、材(cai)料要(yao)求、輸(shu)出、标(biao)記、文(wen)件資(zi)料等(deng)方面(mian)對氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)提出(chu)了具(ju)體要(yao)求[2]；其(qi)他設(she)計🏒标(biao)準還(hai)包括(kuo)美國(guo)AGANo7[3]、國際(ji)标準(zhun)化組(zu)織ISO9951：1993[4]、國(guo)際法(fa)制計(ji)量🈲組(zu)織OIMLR137-1[5]、日(ri)本JISZ8765-1980[6]等(deng)👉。國内(nei)主要(yao)采用(yong)GB/T18940－2003[7]進行(hang)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)設計(ji)。
1渦輪(lun)流量(liang)計的(de)測量(liang)原理(li)
　　渦輪(lun)流量(liang)計是(shi)一種(zhong)速度(du)式流(liu)量儀(yi)表，測(ce)量本(ben)體是(shi)渦輪(lun)流量(liang)傳感(gan)器，主(zhu)要由(you)葉輪(lun)和磁(ci)電感(gan)應線(xian)圈組(zu)👣成，葉(ye)♉輪軸(zhou)心與(yu)管道(dao)中心(xin)🥰相同(tong)，可以(yi)自由(you)轉動(dong)，其葉(ye)片與(yu)氣體(ti)流動(dong)方向(xiang)成一(yi)定角(jiao)度。在(zai)流體(ti)沖擊(ji)下，渦(wo)輪沿(yan)管道(dao)軸向(xiang)旋轉(zhuan)，其旋(xuan)轉速(su)率随(sui)流量(liang)變化(hua)而不(bu)同，流(liu)速越(yue)高，動(dong)能越(yue)大，渦(wo)輪的(de)轉速(su)也越(yue)高。渦(wo)輪的(de)轉速(su)經磁(ci)電感(gan)應轉(zhuan)換器(qi)轉換(huan)爲相(xiang)應頻(pin)率的(de)電脈(mo)⭐沖，通(tong)過顯(xian)示儀(yi)表進(jin)行積(ji)算和(he)顯示(shi)（圖1）。

　　渦(wo)輪流(liu)量計(ji)通過(guo)不同(tong)的計(ji)算方(fang)法，可(ke)分别(bie)顯示(shi)累🙇‍♀️計(ji)流⭕量(liang)和瞬(shun)時流(liu)量。當(dang)渦輪(lun)葉片(pian)切割(ge)殼體(ti)内永(yong)久磁(ci)鋼産(chan)生的(de)磁力(li)線時(shi)，将引(yin)起傳(chuan)感線(xian)圈磁(ci)通的(de)變化(hua)，磁通(tong)周期(qi)變化(hua)信号(hao)經前(qian)置放(fang)大器(qi)放大(da)、整形(xing)，産生(sheng)與流(liu)速🧡成(cheng)正比(bi)的脈(mo)沖信(xin)号，脈(mo)沖信(xin)号經(jing)流量(liang)積🧑🏾‍🤝‍🧑🏼算(suan)電路(lu)換算(suan)後顯(xian)示累(lei)積💃流(liu)量值(zhi)，同時(shi)經頻(pin)率電(dian)流📞轉(zhuan)換電(dian)路轉(zhuan)換成(cheng)模拟(ni)電流(liu)量，進(jin)而顯(xian)示瞬(shun)時流(liu)量值(zhi)（圖2）。

2渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的應(ying)用
2.1起(qi)始流(liu)量
　　渦(wo)輪葉(ye)片克(ke)服摩(mo)擦力(li)做功(gong)，當氣(qi)體流(liu)量較(jiao)小時(shi)，葉💛片(pian)未啓(qi)動旋(xuan)轉，導(dao)緻渦(wo)輪流(liu)量計(ji)存在(zai)計量(liang)盲區(qu)。當壓(ya)力、溫(wen)度，密(mi)度等(deng)氣體(ti)參數(shu)發生(sheng)改變(bian)時，渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的起(qi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼始流(liu)量也(ye)會發(fa)生相(xiang)應變(bian)化。被(bei)測天(tian)然氣(qi)的靜(jing)壓增(zeng)大時(shi)，所測(ce)流量(liang)範圍(wei)也💜相(xiang)應增(zeng)大，同(tong)時天(tian)然氣(qi)的密(mi)度會(hui)引起(qi)不同(tong)的壓(ya)損。氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)适合(he)流量(liang)幅度(du)❤️較大(da)的場(chang)合，但(dan)當氣(qi)量過(guo)小時(shi)，渦輪(lun)流量(liang)計不(bu)能克(ke)服摩(mo)擦力(li)矩轉(zhuan)動。氣(qi)量大(da)于一(yi)定值(zhi)後，流(liu)量與(yu)轉速(su)呈線(xian)性關(guan)系；受(shou)葉輪(lun)強度(du)、氣流(liu)壓損(sun)、軸承(cheng)壽命(ming)等條(tiao)件的(de)限制(zhi)，氣流(liu)量也(ye)不宜(yi)過大(da)。大多(duo)數渦(wo)輪流(liu)量計(ji)在大(da)氣壓(ya)下的(de)測量(liang)範圍(wei)是1:10～1:30，準(zhun)确度(du)可達(da)到±0.5%～±1.0%[8]。
2.2安(an)裝要(yao)求
　　渦(wo)輪流(liu)量計(ji)對管(guan)輸天(tian)然氣(qi)的流(liu)态非(fei)常敏(min)感，而(er) 流量(liang)計 入(ru)口前(qian)端的(de)阻流(liu)設備(bei)（分離(li)除塵(chen)、管道(dao)彎頭(tou)、旋風(feng)分離(li)👅器和(he)過❌濾(lü)💜器等(deng)）可能(neng)使流(liu)态改(gai)變而(er)影響(xiang)轉子(zi)的🤟旋(xuan)轉。爲(wei)此，一(yi)般推(tui)薦在(zai)渦㊙️輪(lun)流量(liang)計入(ru)口和(he)出口(kou)端各(ge)加接(jie)一直(zhi)管段(duan)，其入(ru)口端(duan)長度(du)不小(xiao)于10倍(bei)管段(duan)内徑(jing)，出口(kou)端👄長(zhang)度不(bu)小♉于(yu)5倍管(guan)段内(nei)徑。若(ruo)安裝(zhuang)空間(jian)不☁️能(neng)滿足(zu)上述(shu)要求(qiu)，可在(zai)阻♉流(liu)設備(bei)與渦(wo)輪流(liu)量計(ji)之間(jian)安裝(zhuang)整流(liu)器。另(ling)外，變(bian)送器(qi)電🧡源(yuan)線需(xu)采用(yong)金屬(shu)屏蔽(bi)線，且(qie)接地(di)良好(hao)可靠(kao)。
3故障(zhang)分析(xi)與維(wei)護處(chu)理
　　天(tian)然氣(qi)正常(chang)流動(dong)，渦輪(lun)流量(liang)計不(bu)計數(shu)。故障(zhang)分析(xi)：電源(yuan)線、功(gong)能選(xuan)擇開(kai)關和(he)信号(hao)線有(you)無斷(duan)路或(huo)接觸(chu)不良(liang)；顯示(shi)儀内(nei)部印(yin)制電(dian)路闆(pan)、接觸(chu)件有(you)無接(jie)觸不(bu)良；線(xian)圈是(shi)否良(liang)好；葉(ye)輪是(shi)否碰(peng)撞傳(chuan)感器(qi)♍内壁(bi)，有無(wu)異物(wu)卡住(zhu)，軸和(he)軸承(cheng)有👣無(wu)雜物(wu)卡🧡住(zhu)或斷(duan)裂。維(wei)護處(chu)理🔴：用(yong)歐姆(mu)表排(pai)查故(gu)障點(dian)；印制(zhi)電路(lu)闆故(gu)☁️障檢(jian)查采(cai)用替(ti)換“備(bei)用闆(pan)”法，換(huan)下故(gu)障闆(pan)再作(zuo)細緻(zhi)檢查(cha)；檢查(cha)線圈(quan)有無(wu)斷😄線(xian)和焊(han)點脫(tuo)落；去(qu)除異(yi)物，清(qing)洗或(huo)更換(huan)損壞(huai)零件(jian)，複原(yuan)後氣(qi)吹或(huo)手拔(ba)動葉(ye)輪，應(ying)無💋摩(mo)擦聲(sheng)，更換(huan)軸承(cheng)等👅零(ling)件後(hou)應重(zhong)新校(xiao)驗🧡，求(qiu)得新(xin)的儀(yi)表系(xi)數🤞。
　　未(wei)作減(jian)量操(cao)作，流(liu)量顯(xian)示逐(zhu)漸下(xia)降。故(gu)障分(fen)析：渦(wo)輪🤟流(liu)🔆量計(ji)前的(de)✏️過濾(lü)器是(shi)否堵(du)塞；流(liu)量傳(chuan)感器(qi)管段(duan)上的(de)閥門(men)開度(du)自動(dong)減少(shao)；傳感(gan)器葉(ye)輪受(shou)雜物(wu)阻礙(ai)或軸(zhou)承間(jian)隙進(jin)入🌐異(yi)物，阻(zu)🔅力增(zeng)加而(er)減緩(huan)轉速(su)。操作(zuo)維護(hu)：清洗(xi)過濾(lü)器；調(diao)節流(liu)量計(ji)上遊(you)閥門(men)，判斷(duan)有無(wu)故障(zhang)，确認(ren)後再(zai)修理(li)或更(geng)換；卸(xie)下傳(chuan)感器(qi)清除(chu)雜物(wu)，必要(yao)時重(zhong)新校(xiao)驗。
　　天(tian)然氣(qi)不流(liu)動，流(liu)量顯(xian)示不(bu)爲零(ling)。故障(zhang)分析(xi)：傳輸(shu)信号(hao)線路(lu)✔️屏蔽(bi)不良(liang)，外界(jie)信号(hao)幹擾(rao)；管道(dao)外部(bu)振動(dong)，葉輪(lun)随🔆之(zhi)抖動(dong)，産生(sheng)誤信(xin)号；截(jie)止閥(fa)關閉(bi)不嚴(yan)發生(sheng)内漏(lou)；顯示(shi)儀線(xian)路闆(pan)之間(jian)或電(dian)子元(yuan)件損(sun)壞産(chan)生幹(gan)擾。操(cao)作維(wei)護：檢(jian)查動(dong)力電(dian)纜與(yu)信❓号(hao)電纜(lan)是否(fou)分開(kai)鋪✉️設(she)，顯示(shi)儀端(duan)㊙️子接(jie)地是(shi)否良(liang)好；加(jia)固管(guan)道，安(an)裝防(fang)止振(zhen)動的(de)設備(bei)📐；檢修(xiu)或更(geng)換截(jie)止閥(fa)；檢查(cha)顯示(shi)儀電(dian)路，判(pan)斷幹(gan)擾源(yuan)，查出(chu)故障(zhang)點。
4應(ying)用案(an)例
　　某(mou)輸氣(qi)站場(chang)采用(yong)渦輪(lun)流量(liang)計（圖(tu)3）進行(hang)計量(liang)後向(xiang)城市(shi)門站(zhan)🏃供氣(qi)，公稱(cheng)通徑(jing)爲80mm，最(zui)大工(gong)作壓(ya)力爲(wei)10.2MPa，最大(da)流量(liang)爲8000m3/s。該(gai)站🐇場(chang)投🙇‍♀️産(chan)時正(zheng)值冬(dong)季，進(jin)站壓(ya)力爲(wei)7.8MPa，出站(zhan)壓力(li)爲4.0MPa，渦(wo)輪流(liu)量計(ji)安裝(zhuang)正确(que)，調壓(ya)裝置(zhi)未安(an)裝防(fang)冰堵(du)的加(jia)熱📞設(she)備。投(tou)産初(chu)期，管(guan)道存(cun)有較(jiao)多遊(you)離水(shui)，環💛境(jing)溫度(du)爲－5℃，日(ri)輸氣(qi)量約(yue)爲2×104m3，采(cai)用間(jian)歇性(xing)供氣(qi)。當開(kai)啓出(chu)站閥(fa)門時(shi)♈，渦輪(lun)流量(liang)計正(zheng)常運(yun)行約(yue)30min後站(zhan)控室(shi)流量(liang)計算(suan)機報(bao)警，瞬(shun)❤️時流(liu)量🌈和(he)累計(ji)流量(liang)快速(su)下降(jiang)并⛱️變(bian)爲0，門(men)站渦(wo)輪流(liu)量💞計(ji)正常(chang)計數(shu)。

　　通過(guo)逐項(xiang)排查(cha)，發現(xian)流量(liang)計前(qian)面的(de)過濾(lü)器和(he)流量(liang)計後(hou)💞的調(diao)壓裝(zhuang)置存(cun)在一(yi)定程(cheng)度的(de)冰堵(du)（圖4）。采(cai)取管(guan)道排(pai)污、輔(fu)助加(jia)熱、清(qing)✏️洗過(guo)濾器(qi)及調(diao)低流(liu)量計(ji)入口(kou)壓力(li)至4.0MPa等(deng)措施(shi)，改善(shan)了天(tian)然氣(qi)的節(jie)流效(xiao)應，使(shi)渦輪(lun)👅流量(liang)計能(neng)✨夠正(zheng)常運(yun)✏️行。經(jing)與下(xia)遊門(men)站渦(wo)輪流(liu)量計(ji)比對(dui)，輸差(cha)控制(zhi)在有(you)效範(fan)🙇‍♀️圍。

5注意(yi)事項(xiang)
（1）渦輪(lun)流量(liang)計投(tou)用前(qian)，通過(guo)流量(liang)計算(suan)機的(de)控制(zhi)面闆(pan)完成(cheng)儀表(biao)系數(shu)的重(zhong)新設(she)定。
（2）渦(wo)輪流(liu)量計(ji)投運(yun)時，其(qi)前後(hou)壓差(cha)不能(neng)過大(da)，氣體(ti)流速(su)不能(neng)過快(kuai)👨‍❤️‍👨，應緩(huan)慢地(di)手動(dong)開啓(qi)入口(kou)閥門(men)，待管(guan)道完(wan)全充(chong)滿天(tian)然氣(qi)且壓(ya)力平(ping)衡後(hou)手動(dong)開啓(qi)出口(kou)閥門(men)，以防(fang)止發(fa)生冰(bing)堵和(he)瞬間(jian)氣流(liu)沖擊(ji)而損(sun)壞渦(wo)輪💔。
（3）定(ding)期對(dui)渦輪(lun)流量(liang)計進(jin)行清(qing)洗、檢(jian)查和(he)複校(xiao)，定期(qi)注💯入(ru)潤滑(hua)油，以(yi)維持(chi)葉輪(lun)良好(hao)運行(hang)；關注(zhu)流量(liang)計算(suan)機的(de)流量(liang)顯示(shi)狀況(kuang)，評估(gu)流量(liang)情況(kuang)，有異(yi)常時(shi)立即(ji)檢查(cha)。
（4）保持(chi)管路(lu)暢通(tong)。可以(yi)依據(ju)過濾(lü)器入(ru)口、出(chu)口處(chu)的 差(cha)壓變(bian)送器(qi) 的差(cha)壓值(zhi)來判(pan)斷過(guo)濾器(qi)是否(fou)被堵(du)塞。天(tian)然氣(qi)渦輪(lun)流量(liang)計運(yun)轉失(shi)常時(shi)應清(qing)洗管(guan)路，将(jiang)流量(liang)計的(de)渦輪(lun)拆除(chu)後用(yong)輕質(zhi)🛀高标(biao)号汽(qi)油徹(che)底清(qing)洗後(hou)重新(xin)安裝(zhuang)。

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