涡轮流量计在天然气流量计量中的应用

　　[摘要]：随着天然气的广泛应用, 天然气计量成为人们关注的话题。本文主要介绍了涡轮流量计在天然气流量计中的应用以及存在的问题，并提出了相应的解决方式方法，最终提出了我国未来天然气计量的发展趋势，旨在能够为我国天然气事业奠定一定的理论基础。

　　[关键词]：天然气 涡轮流量计 计量 应用 趋势

　　一 引言

　　2 1世纪为天然气的世纪天然气是优质的燃料和化工原料。它广泛用于玻璃制品生产, 发电, 氮肥生产, 城市燃气, 是一种理想的清洁能源, 是国家的重要能源命脉之一, 在国民经济发展中占有重要的地位。随着社会的进步, 人们活动的活跃, 能源面临着越来越短缺, 因此合理利用能源, 有效开展节约能源的课题就摆在人们面前, 就天然气来讲, 通过精确的计量, 是减少天然气浪费的有效途径之一。本文主要介绍了涡轮流量计在天然气流量计中的应用以及存在的问题，并提出了相应的解决方式方法。

　　二 涡轮变送器的工作原理及注意事项

　　涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。被测流体冲击涡轮叶片, 使涡轮旋转, 涡轮的转速随流量的变化而变化, 即流量大, 涡轮的转速也大, 再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲, 经前置放大器放大后, 送入显示仪表进行计数和显示, 根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。涡轮变送器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动, 并冲击涡轮叶片时, 便有与流量qv、流速V 和流体密度ρ乘积成比例的力作用在叶片上, 推动涡轮旋转。在涡轮旋转的同时, 叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线, 改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理, 在线圈内将感应出脉动的电势信号, 此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。其中, qv 为流体的体积总量, N 为变送器产生的脉动总数; ξ为流量系数。ξ是涡轮变送器的重要特性参数, 不同的仪表有不同的ξ,并随仪表长期使用的磨损情况而变化; 其含义是单位体积流量通过变送器时, 变送器的输出的脉冲数。涡轮变送器输出的脉冲信号, 经前置于放大器放大后, 送入显示仪表, 就可以实现流量的测量。

　　在涡轮流量计的使用过程中有如下注意事项：

　　( 1) 安装涡轮流量计前, 管道要清扫。被测介质不洁净时, 要加过滤器。否则涡轮、轴承易被卡住, 测不出流量来。

　　( 2) 拆装流量计时, 对磁感应部分不能碰撞。

　　( 3) 投运前先进行仪表系数的设定。仔细检查, 确定仪表接线无误, 接地良好, 方可送电。

　　( 4) 安装涡轮流量计时, 前后管道法兰要水平, 否则管道应力对流量计影响很大。

　　三 涡轮流量计在实际应用中存在的问题及相关建议

　　由于各种因素的影响，涡轮流量计在实际应用的过程中还是存在一些问题的。常见的问题有：无信号、运转速度忽慢忽快、涡轮流量计不计数、负偏差增加(准确度降低)以及设计流量与实际流量不匹配等等。针对上述问题可以提出如下建议：

　　1、对于无信号的情况，要先检查电源，检查电源没问题后再对涡轮流量计本身进行检查，并判断是一次仪表还是二次仪表的故障，如果二次仪表没有问题，则检查信号线是否正确连接，如果仍然无信号输出，也有可能是流体的流速太慢或者传感器出现了问题，导致检测不到信号。

　　2、对于运转速度忽慢忽快的情况，首先可以通过调整仪表系数来控制速度，如果仪表系数变化较大，也可以检查插入杆深度是否恰当，大多数情况下，是由于叶轮无法运转，流量计内部含有污物，可以使用盐酸来清洗污物。

　　3、由于燃气中含有灰尘、蔡、煤焦油等杂质, 所以装人油过滤器, 可以使这些杂质溶于油中, 然后过滤后的气体再进人涡轮流量计, 这样不但使涡轮流量计运行, 而且可以保证精度。

　　4、作为速度式流量计，随着运行时间的增加(通常在运行两年后)，内部轴承会逐渐磨损，容易造成叶轮转速变慢(与正常相比)，计量负偏差增大，从而引起计量偏少的现象，对大流量的计量影响尤为突出。建议改善方式：与生产厂家及代理商积极沟通，进行有针对性的维护或者干脆定期更换轴承。

　　5、在计量管理中，常常会遇到流量表设计流量与实际流量不匹配的问题：要么设计流量过大，起步流量高，投产后造成小流量时不能正常计量甚至不计量(俗称“大马拉小车”);要么设计流量过小而造成过载运行甚至流量计损坏(俗称“小马拉打车”)。避免上述问题的发生，需要在仪表选型前，充分掌握下游用气单位及用气设备的负荷情况，考虑到相关的影响因素;同时，运行中随着用气情况的变化对计量表也要作相应调整。这些也是对输差控制的一项重要手段。

　　6、应根据具体的腐蚀情况而定, 一般冬季半个月, 其他季节稍长些(1 一2 个月)。传感器在工作过程中, 叶轮的转速很高, 即使在润滑良好的情况下, 仍有摩擦产生, 在使用一段时间后, 应换轴承并重新标定。

　　四 天然气计量发展趋势

　　随着中国加入WTO, 外资企业不断进人我国天然气市场以及引进国外天然气的可能性、天然气计量与国际接轨即将成为面对面的现实, 其计量观念与发展趋势也将由此而发生系列变化。分析表明, 下一步我国天然气计量将向以下方面发展:

　　计量方式向自动化、智能化、远程化计量方式发展;

　　单一数据管理向计量系统管理方向发展;

　　检定方式、量值溯源从静态单参数向动态多参数溯源发展;

　　计量方式从体积计量向能量计量发展;

　　仪表选型从单一仪表向多元化仪表发展。

　　计量管理从事后计量纠纷解释向事前过程管理发展随着市场经济的发展, 人们越来越重视天然气计量。因此, 人们对天然气计量在管理观念上正发生根本性转变,不仅对现场计量器具的使用及相应人员进行管理, 并从事后计量纠纷解释向加强事前仪表采购选型、安装使用、过程控制、质量监督、数据管理、实流检定的管理转变和发展。

　　参考文献

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　　推荐阅读：天然气工业化工期刊