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氣體渦輪流量計深度剖析(三)——流量計的計量特性

作者: 來源: 日期:2018/12/5 9:41:36 人氣:877
從特性曲線可以看出,當天然氣從零開始增大流量時,葉輪必須先克服軸與軸承間產生的靜磨擦力矩后才開始旋轉,極小量的氣體通過氣體渦輪流量計時,渦輪并不轉動,只有當流量大于某一最小值時,克服了起動磨擦力矩,渦輪才開始轉動。這一最小流量值與氣體的密度成平方根關系,所以它對密度較大的流體靈敏度較好,在流量較小時,流量特性變化很大,主要受粘滯性磨擦力矩影響。
當流量大于某一數值后,流量與轉數才近似為線性關系,這就是氣體渦輪流量計的工作區域。
當然,由于軸承壽命,葉輪的強度和壓損等條件的限制,渦輪也不能轉得太快,所以氣體渦輪流量計和其它流量計一樣,也有測量上、下限的限制 。
三、主要特性
1)準確度高,普通流量計的準確度為±1%~±1.5%,特殊專用型為±0.5%~±0.2%。
    2)重復性好,短期重復性可達0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重復性,如經常校準或在線校準可得極高的精確度,在貿易結算中是優先選用的流量計。
    3)輸出脈沖頻率信號,適于總量計量及與計算機連接,無零點漂移,抗干擾能力強。
   4)可獲得很高的頻率信號(3-4kHz),信號分辨力強。
5)量程比寬,中大口徑可達40:1至10:1,小口徑為6:1或5:1。
6)結構緊湊輕巧,安裝維護方便,流通能力大。
   7)適用高壓測量,儀表表體上不必開孔,易制成高壓型儀表。
       8)難以長期保持校準特性,需要定期檢定。對于貿易儲運和高準確度測量的要求,最好對流量計進行在線實流檢定以保持其特性。
 9)氣體密度對儀表特性有較大影響。氣體流量計易受密度影響,由于密度與溫度、壓力關系密切,在現場溫度、壓力波動是難免的,要根據它們對準確度影響的程度采取補償措施,才能保持較高的計量準確度。
10)流量計受來流流速分布畸變和旋轉流的影響較大,傳感器上下游側需設置較長的直管段,如安裝空間有限制,可加裝流動調整器(整流器)以縮短直管段長度。
    11)不適于脈動流和混相流的測量。
    12) 對被測氣體的清潔度要求較高,若氣質較臟,可安裝過濾器,但亦帶來壓損增大、維護量增加等副作用。
四、改進產品
為了提高渦輪流量計的計量性能和適應性,不同廠家都對渦輪進行了改進,目前有如下產品。
雙葉輪,提高渦輪的可靠性。
鋁合金葉輪,提高渦輪的靈敏度和抗沖擊能力。
一體化整流器,提高渦輪的準確度和和抗沖擊能力。
密封式軸承,提高渦輪的抗臟污能力。
五、渦輪流量計的安裝與使用
具有轉動部件的速度式渦輪流量計的安裝與使用,總體上講,應滿足其計量特性、性能不受影響;在規定的流量范圍內維持其準確性,不縮短其使用壽命。
   1.安裝要求
(a)一般要求水平安裝,避免垂直安裝。
  (b)氣體渦輪流量計推薦上游至少10D,當有整流器時,整流器出口到渦輪流量計入口端面至少為5D的直管段(分別從流量計的上、下游端面算起)。其內徑與流量計公稱內徑DN之差,一般應不超過DN的±1%,并不超過5mm。
(c)用于靜壓補償的取壓孔應位于氣體渦輪流量計葉片相對應的位置處。如有多個靜壓取壓孔,在氣體密度為1.2kg/m3的最大流速下,其不同取壓孔的靜壓差應小于100Pa。靜壓取壓孔一般在流量計本體上,由制造廠商確定,其直徑一般在3mm—12mm。
     (d)測溫元件的位置
測溫元件應安裝在流量計下游,在葉輪下游的5D內,盡可能靠近流量計。
(e)過濾器的安裝
當氣體渦輪流量計安裝于可能存在各種機械雜質的天然氣管道中,必須安裝過濾器。
f)限流元件
  為避免氣體渦輪流量計受到超高速天然氣氣流的沖擊,可在其下游安裝限流元件。通常氣體渦輪流量計超速上限為額定上限值的150%,對于高壓天然氣,宜為120%。
  (g)放空管的位置
    放空管應放在氣體渦輪流量計的下游,且放空閥的口徑應小于流量計口徑的1/6。
h)旁通的設置
 對于重要的計量管路,應設置旁通管,旁通管應是零泄漏且可檢漏,以便流量計的維修。
(i)對于沒有安裝限流元件或旁通管的大口徑測量管路(DN≥300)時,應在其上游截斷閥處安裝小型截止旁通閥,以便對測量管路緩慢升壓或降壓,防止壓力突然變化,避免高流速沖擊流量計。
  (j)其它安裝要求:除按產品使用說明書,可參見GB/T18940標準
六、渦輪流量計操作規程
1、渦輪流量計啟動操作
1)檢查渦輪流量計的電源線和信號線是否安裝正確。
2)檢查渦輪流量計處的壓力變送器與溫度變送器安裝、接線是否正確。
3)檢查法蘭及管線連接處有無泄漏。
4)確保計數器正確旋轉,接通流量計算機電源。
5)緩開渦輪流量計上游閥門,然后緩開流量計下游閥門,渦輪流量計啟動。
2、渦輪流量計關閉操作
1)關閉渦輪流量計上游閥門,切斷來氣。
2)關閉渦輪流量計下游閥門
3、渦輪流量計的維護保養
1)運行時檢查渦輪流量計各連接點是否有漏氣現象。
2)注意聽渦輪是否有異響,若有,仔細分析,判斷原因,并排除。
3)長時間沒有使用渦輪流量計,啟用前應仔細檢查和試運行。
4)渦輪在運轉時每年加注6次(每兩個月一次)專用潤滑油。
七、使用注意事項
(a)新安裝或修理后的管路必須進行吹掃。吹掃計量管路時,必須拆下流量計,用相應短節代替流量計進行吹掃。
(b)流量計管路投產時,應緩慢升壓,逐步增加流速。停產時,應緩慢降壓。
  (c)運行中檢查氣體渦輪流量計運轉的聲音或殼體振動來判斷渦輪葉片及軸承是否工作正常。低流速下應關注其聲音變化情況,高流速下觀察其殼體振動的變化。
 
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