摘(zhai)要:渦輪流(liu)量計 是一(yi)種具備溫(wen)度和壓力(li)補償功能(neng)的速度式(shi)流量🏃‍♀️計量(liang)器具,具有(you)精度高.重(zhong)複性好、量(liang)程比高、維(wei)修方便等(deng)優點,從而(er)在石🥰油、化(hua)工、冶金等(deng)領域應用(yong)廣泛。從渦(wo)輪流量計(ji)的特點、原(yuan)理、類型、使(shi)用以及缺(que)陷等5個方(fang)面介紹其(qi)在天📧然氣(qi)計量😄中的(de)應用。
0前言(yan)
　　天然氣作(zuo)爲一種清(qing)潔能源在(zai)我國的能(neng)源戰略中(zhong)✍️占📐據着㊙️重(zhong)要的地位(wei),随着國家(jia)西氣東輸(shu)管道的建(jian)成和城市(shi)燃氣管網(wang)的不斷完(wan)善,科學準(zhun)确的天然(ran)♈氣貿易結(jie)算重要性(xing)凸顯。因爲(wei)在精度、重(zhong)複性、零點(dian)漂移、量程(cheng)比等方面(mian)具備顯著(zhe)的優勢,渦(wo)輪流量計(ji)成爲一種(zhong)被廣泛使(shi)用的💚速度(du)式流量計(ji)。11其軸承制(zhi)🤩作精良、導(dao)流片經過(guo)特殊設計(ji),能降低磨(mo)損,在⭐極端(duan)條件下保(bao)證測量的(de)可靠♻️性;其(qi)輸出🔅信号(hao)爲脈沖,易(yi)于數字化(hua);渦輪流量(liang)計的儀表(biao)系數和💔線(xian)性度都受(shou)💃🏻壓力變化(hua)💋影響較小(xiao),21如與帶特(te)殊功能的(de)二次儀表(biao)配套，還可(ke)以進行定(ding)量控💋制，超(chao)量報警等(deng)，3因此在石(shi)油、液化氣(qi)、天然氣領(ling)域取得了(le)廣泛的應(ying)用，主要從(cong)特點、原理(li)、類型、應用(yong)以及不足(zu)等🈲5個方面(mian)介紹 氣體(ti)渦輪流量(liang)計 在天然(ran)氣計量中(zhong)的應用。
1氣(qi)體渦輪流(liu)量計的特(te)點
　　氣體渦(wo)輪式流量(liang)計安裝簡(jian)單、方便，具(ju)備在線和(he)巡㊙️檢式計(ji)量已廣泛(fan)應用于天(tian)然氣計量(liang)中。
1.1智能測(ce)量與補償(chang)
　　氣體渦輪(lun)流量可直(zhi)接測量氣(qi)體的标準(zhun)體積或飽(bao)和蒸💘汽的(de)質量流量(liang)并且獲得(de)介質溫度(du)與壓力的(de)測量數據(ju),對流量進(jin)🌐行自🏒動補(bu)償和壓縮(suo)因子自動(dong)修正。
1.2制造(zao)工藝先進(jin)
　　氣體渦輪(lun)流量計采(cai)用先進的(de)微機技術(shu)與高性能(neng)的🔞集成芯(xin)片,利用先(xian)進的微功(gong)耗高新技(ji)術,整機功(gong)耗低,既可(ke)憑内電池(chi)㊙️長期供電(dian)運行,又可(ke)由外電源(yuan)供電運🐅行(hang),采用LCD顯示(shi)屏方便讀(du)數,輸出⁉️脈(mo)沖信号,也(ye)可輸出(4~20)mA的(de)标準模拟(ni)信号。[6]
1.3自動(dong)化程度高(gao)
　　具備通訊(xun)接口能夠(gou)與上位機(ji)進行通訊(xun),一台上位(wei)機可與多(duo)台🍉流量計(ji)進行通訊(xun)，便于集中(zhong)管理。'
2氣體(ti)渦輪流量(liang)計工作原(yuan)理
　　氣體渦(wo)輪流量計(ji)的基本原(yuan)理是:當沿(yan)軸線流動(dong)的流體✨進(jin)入💋流量傳(chuan)感器時,葉(ye)片迫使流(liu)體旋轉,然(ran)後在旋渦(wo)蔓生體的(de)中心産生(sheng)渦流。
　　渦流(liu)在文丘裏(li)管中流動(dong),到達收縮(suo)段後突然(ran)節流,從👄而(er)加💜速。當渦(wo)旋進人擴(kuo)散區時,回(hui)流迫使其(qi)進行🏃🏻‍♂️二次(ci)❓旋轉。此時(shi)，渦流的旋(xuan)轉頻率與(yu)介質的速(su)度成線性(xing)正比。壓電(dian)傳感器檢(jian)測到的弱(ruo)電荷信号(hao)被前置放(fang)大器放大(da),濾波和整(zheng)形,然後轉(zhuan)換爲脈沖(chong)信号,其頻(pin)率與流速(su)成正比。最(zui)後,信号被(bei)發送到積(ji)分器⚽進行(hang)計數和處(chu)理。
　　流量積(ji)算儀 由 溫(wen)度和壓力(li)計量模拟(ni)通道以及(ji)微處理單(dan)元組成,流(liu)量計中的(de)微處理器(qi)可根據溫(wen)度測量值(zhi)對應得到(dao)介質密度(du)和壓力,完(wan)成介質的(de)體積流量(liang)和質量⚽流(liu)量的💯計算(suan);還可按照(zhao)氣态方程(cheng)進行溫壓(ya)補償,并自(zi)動進行壓(ya)縮因子修(xiu)正。
　　對于機(ji)械計數器(qi)式渦輪流(liu)量計，計數(shu)器通過驅(qu)動機構旋(xuan)🔆轉❌并計數(shu)。對于使用(yong)電子流量(liang)積分器的(de)流🔞量計🎯,代(dai)表渦輪轉(zhuan)速的脈❗沖(chong)信号通過(guo)旋轉的發(fa)訊盤或信(xin)号傳感器(qi)和放大電(dian)路輸出,脈(mo)沖信号的(de)頻率與.流(liu)體的體積(ji)流量成正(zheng)比。
3氣體渦(wo)輪流量計(ji)類型
3.1基本(ben)型渦輪流(liu)量計
　　傳感(gan)器本身不(bu)具備現場(chang)顯示功能(neng),僅将流量(liang)信号遠📧傳(chuan)輸❌出🍓。流量(liang)信号可分(fen)爲脈沖信(xin)号或電流(liu)信号。價格(ge)📱低集成度(du)高體積小(xiao)巧，特别适(shi)用于與二(er)次顯示儀(yi).PLCDCS等計算機(ji)控制系統(tong)配合使用(yong)。
3.2智能渦輪(lun)流量計
　　智(zhi)能渦輪流(liu)量計 ,結合(he)了渦輪流(liu)量傳感器(qi)和先進的(de)超低功耗(hao)單片微機(ji)技術開發(fa)的顯示集(ji)成儀表，具(ju)有結構緊(jin)湊、可靠性(xing)高、抗外部(bu)電源幹擾(rao)防雷擊、成(cheng)本低等優(you)點。191可現場(chang)進行儀表(biao)系數三點(dian)修正👈，智能(neng)補償儀表(biao)系數非線(xian)性,同時顯(xian)示瞬時流(liu)量、累積流(liu)量以及溫(wen)度、壓♊力等(deng)計量參數(shu),具備數據(ju)實時存儲(chu)功能和防(fang)爆功能，特(te)别适用于(yu)與PLC、DCS等計算(suan)機控☔制系(xi)統配合使(shi)用。
4氣體渦(wo)輪流量計(ji)的使用
　　氣(qi)體渦輪流(liu)量計具有(you)靈敏度高(gao)、重複性好(hao)、量程比大(da)精度高特(te)點,因此廣(guang)泛用于天(tian)然氣流量(liang)測量中。當(dang)流💋量變化(hua)很大時，氣(qi)體渦輪流(liu)量計比差(cha)壓流量計(ji)更合适。氣(qi)體渦輪流(liu)量計的量(liang)程比寬,中(zhong)大口徑🐆可(ke)以達到😄40:1到(dao)10:1,小口徑💔爲(wei)6:1或5:1。随着天(tian)然氣計量(liang)技術的❤️發(fa)展以及對(dui)天然氣貿(mao)易和交接(jie)計量要求(qiu)的提高🤟.氣(qi)體渦輪流(liu)量計既可(ke)以滿足貿(mao)易計量的(de)要求,又可(ke)以滿足🛀🏻較(jiao)寬的測量(liang)範圍。另外(wai),它🌐的設備(bei)成本比㊙️孔(kong)💯闆流量計(ji)和氣體超(chao)聲流量計(ji)低。因此,氣(qi)體渦輪流(liu)量計被越(yue)來越廣泛(fan)地使用🏃‍♂️,尤(you)其中國天(tian)然氣市場(chang)用量增幅(fu)明顯,但是(shi)普遍存在(zai)下遊市場(chang)前期用量(liang)較低,天然(ran)氣管道往(wang)往在初期(qi)采取低壓(ya)運行,在💚運(yun)行一段時(shi)間後逐步(bu)提高壓力(li),增大供應(ying)量,渦輪流(liu)量計以🌏其(qi)較寬的量(liang)程比能降(jiang)低測量管(guan)直徑,從而(er)較少投資(zi)。
　　氣體渦輪(lun)流量計精(jing)度高,普通(tong)流量計的(de)精度爲(±1~±1.5)%,特(te)殊專用型(xing)爲(±0.5~±0.2)%,但其精(jing)度越高,對(dui)現場條件(jian)的要求越(yue)苛刻🐇。渦輪(lun)流量計具(ju)有良好的(de)重複性,短(duan)期重複性(xing)可達(0.05~0.2)%。如果(guo)定期校準(zhun)，則🍉可以獲(huo)得很高的(de)精度。
氣體(ti)渦輪流量(liang)計結構緊(jin)湊輕巧、安(an)裝維護方(fang)便、流通能(neng)♋力㊙️大,适用(yong)高壓測量(liang)。儀表表體(ti)上不必開(kai)孔，易制成(cheng)高壓型儀(yi)表，,可以滿(man)足管道的(de)升壓要求(qiu)。正因爲具(ju)備以上優(you)🌈點,因此在(zai)天然氣貿(mao)易結算中(zhong)是優先選(xuan)用的流量(liang)計之一。
5氣(qi)體渦輪流(liu)量計的缺(que)陷
　　由于氣(qi)體渦輪流(liu)量計難以(yi)長期保持(chi)穩定的計(ji)量特🤟性,需(xu)要定期檢(jian)定或者校(xiao)準。對于貿(mao)易儲運和(he)高精度測(ce)量✏️的要求(qiu),需要經常(chang)對流量計(ji)進行在線(xian)實💚流檢定(ding)🐆以保持其(qi)特性,同時(shi)氣體密度(du)💃🏻對儀表精(jing)度有較大(da)影響,由于(yu)密度與溫(wen)度和壓力(li)密📧切相關(guan),現場溫度(du)和壓力的(de)波動是不(bu)可避免的(de),應根據其(qi)對流量計(ji)計量特性(xing)的影響程(cheng)度采取補(bu)償措施,以(yi)保持高精(jing)度。”1因此保(bao)持渦輪流(liu)量計精度(du)的同時,需(xu)要對現場(chang)溫度、壓力(li)進✍️行定期(qi)校準和補(bu)償⚽,從而确(que)保天然氣(qi)管道貿易(yi)計量的準(zhun)确性。
　　流量(liang)計受速度(du)分布和旋(xuan)轉流的畸(ji)變影響很(hen)大。傳感器(qi)的上下兩(liang)側需要設(she)置長直管(guan)段。如果安(an)裝空間有(you)限,可以安(an)裝整流器(qi)🏃‍♀️以縮短直(zhi)管段的長(zhang)度,這不适(shi)合測量脈(mo)動流和⭐混(hun)溶流㊙️。被測(ce)氣體的清(qing)潔度要求(qiu)很高。如果(guo)氣體變髒(zang),可以安裝(zhuang)過濾器,但(dan)同時🚶‍♀️也會(hui)帶來壓力(li)損失增大(da)、維護增加(jia)。
6小結
　　氣體(ti)渦輪流量(liang)計是一種(zhong)速度流量(liang)計,具有精(jing)度高、重複(fu)性好、無零(ling)漂移、量程(cheng)比大等優(you)點。采用先(xian)進的超低(di)功耗🐅單片(pian)微機技術(shu)☔研制的渦(wo)輪流量計(ji),特别适合(he)與計算機(ji)控制系統(tong)(例如PLC和DCS)來(lai)配套使用(yong)改善天然(ran)氣自動化(hua)流量計量(liang)水平,其量(liang)程比寬非(fei)常适合流(liu)量變化幅(fu)度較大的(de)🔴場合,可降(jiang)低🥵測量管(guan)直徑,從而(er)較少投資(zi)📐;短期重複(fu)性可達(0.05~0.2)%，如(ru)經常校準(zhun)或在線校(xiao)準可✨得極(ji)高🌏的精度(du);安裝維護(hu)方便,流通(tong)能力💋大适(shi)用高壓測(ce)量,在🎯天然(ran)氣管道貿(mao)易結算中(zhong)是優👨‍❤️‍👨先選(xuan)用的流量(liang)計;然而氣(qi)體密度對(dui)流量計精(jing)度有較大(da)影響,需要(yao)定期校準(zhun)🏃🏻‍♂️。

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