分析气体涡轮流量计用于流量颠簸较大的场所的适应性及应注意的问题

对于天然气生产企业来说，若何进行天然气流量的精确测量是关系到企业部分经济分析、降低运行成本的重要因素。直接影响到企业的经济效益，倍受供需双方关注。随着能源供求关系的日益紧张，人们都越来越关心并寻求一种精度高，适应性强的流量计来测量天然气流量，以维护企业的利益。本文则是从气体涡轮流量计的原理和事情特性出发，分析了在选型、安装、使用中应该注意的问题.并从实际应用中与旋进旋涡流量计的对比计量，分析了气体涡轮流量计用于流量颠簸较大的场所的适应性，以及应注意的问题.

分析气体涡轮流量计用于流量颠簸较大的场所的适应性及应注意的问题

因为具有重复性好、量程比宽、精度高等特点，气体涡轮流量计在天然气商贸计量中占有了重要的职位。目前，正在装备中的西气东输工程，中小型站场就选用DN50一200mm涡轮流量计。自2001年起，我处也陆续引进了10余台不同厂家、不同规格的气体涡轮流量计。

一、涡轮流量计的事情特性

1、事情原理

涡轮流量计由涡轮流量传感器和显示仪表组成，是行使置于流体中的叶轮感受流体平均速度，来测量流体流量的流量计。叶轮的转速与流量成正比，通常由壳体上固定安装的检测装置测得。

仪表系数由流量校验装置得出，但要注意，测出仪表系数的校验条件是参考条件，如果使用时偏离此条件，系数将发生变化，变化的情况视传感器类型，管道安装条件和流体物性参数的情况而定。

2、事情特性

K一qv的关系曲线称为涡轮流量计的特性曲线。理论上，K一qv关系应该是一条直线，但实际上由于在不同的流动状况下，流体产生阻力机理不同，效果也不同，所以使特性曲线成为曲线形状，

仪表系数可分为二段，即线性段和非线性段。在非线性段，特性受轴承摩擦力，流体粘性阻力影响较大。当流量低于传感器流量下，仪表系数随着流量迅速变化。压力损失与流量近似为平方关系。线性段约为事情段的三分之二，其特性与传感器结构尺寸及流体粘性有关。随流量的变化其仪表系数K也会有一定的变化，但变化不大，通常将其变化幅度称为流量计的测量准确度。

二、涡轮流量计的选型

根据涡轮流量计的事情特性，我们可以看出，保证涡轮流量计的高精度、高重复性以及使用中的良好稳定性，正确的选型、安装和使用是环节，这点应特别引起重视。

涡轮流量计的特性易受介质物性和流体流动特性的影响，愈是高精确度，其影响愈敏感。例如介质脏污、结垢使叶片及通道发生变化，流量计特性亦随之改变;轴承磨损使特性偏移等。流体流动特性有来流速度分布和流体脉动等的影响，要保持仪表校验时的参比流动条件，其仪表系数才保持不变，否则需进行相应的修正或实行在线校准，以获得现场实际的流量计特性。

三、气体涡轮流量计的安装

涡轮流量计应安装在便于维修，管道无振动、无强电磁干扰与热辐射影响的场所。

1.直管段

涡轮流量计对管道内流速分布畸变及旋转流是敏感的，进人传感器应为充分发展管流，因此要根据传感器上游侧阻流件类型配备必要的直管段或整流器。若上游侧阻流件情况不明白，普通推荐上游直管段长度不小于20 D，下游直管段长度不小于5D，如安装空间不能满足上述要求，可在阻流件与传感器之间安装整流器。

2.屏蔽

变送器的电源线采用金属屏蔽线，接地要良好可靠。电源为直流24V, 650Ω阻抗。

3.防护措施

变送器安装在室外时，应有避阳光直射和防雨淋的措施。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。并保证气流方向与仪表外壳的箭头方向一致，不得装反。

4.过滤

由于涡轮流量计对被测介质的清洁度要求较高，通过安装过滤器以适应脏污介质，但亦会带来压损增大、维护量增加等副作用。

四、注意事项

(1)环境条件

安装地点应选定在避免管道振动、避免强磁场及热辐射影响的场所。

(2)安装涡轮流量计前，管道要清扫。

视气流的洁净程度而定，定期扫线清管的工艺流程，扫线清管时所用的流体流向、流量、压力、温度等均应符合涡流流量传感器的规定，否则会引起精确度降低乃至损坏。

(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)拆装流量计时，对磁感应片面不能碰撞。

(5)启闭阀应尽可能平缓。

严禁传感器在无流体的状况下受高速流体的冲击，以确保其准确度。

五、气体涡轮流量计的应用

我处自2001年陆续引进了Daniel, Elster, Ac-taris等几种品牌的气体涡轮流量计，作为与用户计量交接的仪表，公称通径范围DN50一DN 100。在长期使用中，性能稳定，具有较高的准确度。现以孟家配气站所用的Actaris TZ型涡轮流量计与TDS型旋进旋涡流量计的对照为例进行分析。

(1)对比曲线

我处孟家配气站ACTARIS TZ80 6250涡轮流量计与原TDS一SOB旋进旋涡流量计串接对比，自2003年5月12日安装到6月30共49天，比对百分量如图3所示。

由图3可以看出，两者的相对差基本上都高于2%，平均值为2.67%。两类流量计的误差特性曲线见图4.

(2)现场情况及主要误差因素

计量用户属性为民用气和工业用气，工况压力为O.5MPa(压力)，此时涡轮流量计的标况流量范围是(100一2 000) m3/h, TDS为(50一650) m3/h。仅有民用气时，日用气量为3 000m3左右;当加上工业用气，日用气量在13 000m3左右。这期间工业用气为中断用气，因而用气量颠簸较大，低2 300m3/d，高达18 000m3/d。因此我们可以对两者的事情点作一个简单的推算:

令工业用气为10 000m3/d,

小时流量为:10 000 ÷ 24=417m3/h

①涡轮流量计事情点

民用气低峰时，约为21%;

民用气高峰时，约为44 % 。

②旋进旋涡流量计事情点

民用气低峰时，约为64 % ;

民用气高峰时，约为135%。

在实际应用中，用气高峰和低峰时刻，涡轮流量计均处于可测流量区间，但高峰时流量已超过旋进旋涡轮流量计的测量上限，有相当一片面气量未能计人，表现为涡轮流量计所计量要比旋进旋涡高出许多。所以两者的比对百分量较高，主要是由事情点的选取和两仪表基本误差造成的。

六、结论

◆在使用时应选定外部手动润滑油泵，即使两轴承是的润滑，并同传动机构全密封，但气体涡轮流量计对气质要求高，这样更能保持涡轮的精度和使用寿命;

◆阀门开闭应尽量平缓，好采用“两段开启、两段关闭”方式，防止叶轮受到流体突然冲击而损坏;

◆保持过滤器畅通，通过其入口、出口处压力表读数差的增大来校验是否被杂质堵塞，及时清除，否则堵塞严重会降低流量;

◆涡轮流量计量程比宽，有效测量区间大，更适合流量变化较大的场所;

◆气体涡轮流量计选型时应注意长期事情点应高于20 % qmax;

◆上游直管段应尽可能大于20 D ,避免旋涡流对叶轮旋转的影响;

◆气体涡轮流量计是一种灵敏度高，重复性好，量程比宽，准确度高，维护量小，具有推广和应用代价的流量仪表。