摘 要(yao)：闡述(shu)高壓(ya)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計 并(bing)介紹(shao)工作(zuo)原理(li)、結構(gou)特點(dian)、性能(neng)測試(shi)、計量(liang)特性(xing)等，以(yi)此證(zheng)明高(gao)壓氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)可以(yi)作爲(wei)貿易(yi)計量(liang)應用(yong)在高(gao)壓✂️管(guan)線上(shang)
0 引 言(yan)
　　天然(ran)氣作(zuo)爲重(zhong)要的(de)潔淨(jing)能源(yuan)，近幾(ji)年在(zai)城市(shi)中的(de)應用(yong)迅猛(meng)發展(zhan)。在當(dang)今市(shi)場經(jing)濟的(de)體制(zhi)下，人(ren)們對(dui)經濟(ji)✊效益(yi)的日(ri)益重(zhong)視，作(zuo)☎️爲供(gong)氣、用(yong)氣雙(shuang)方進(jin)行貿(mao)易結(jie)算依(yi)據的(de)㊙️計量(liang)問題(ti)日益(yi)突顯(xian)起來(lai)[1]，特别(bie)對高(gao)壓天(tian)然氣(qi)👣的計(ji)量形(xing)勢尤(you)爲嚴(yan)峻，“計(ji)量就(jiu)是計(ji)錢”的(de)觀念(nian)深入(ru)人心(xin)。而世(shi)界能(neng)源供(gong)求日(ri)益緊(jin)張，人(ren)們都(dou)十分(fen)關心(xin)并☀️尋(xun)🈲求一(yi)種精(jing)度高(gao)，适應(ying)性強(qiang)的流(liu)👌量計(ji)來測(ce)量天(tian)然氣(qi)流量(liang)，以減(jian)少、避(bi)免天(tian)然氣(qi)貿易(yi)糾紛(fen)❄️。目前(qian)國内(nei)渦輪(lun)流量(liang)計生(sheng)産廠(chang)家均(jun)是以(yi)中低(di)壓爲(wei)主，對(dui)高壓(ya)的涉(she)及較(jiao)少，規(gui)格種(zhong)類繁(fan)多、結(jie)構複(fu)雜。供(gong)油系(xi)統、防(fang)沖擊(ji)結構(gou)等因(yin)素均(jun)是直(zhi)接影(ying)響流(liu)量計(ji)使用(yong)壽命(ming)。與此(ci)同時(shi)，爲了(le)順應(ying)國家(jia)能源(yuan)安全(quan)的戰(zhan)略部(bu)署，保(bao)證國(guo)家能(neng)源輸(shu)運安(an)全，響(xiang)應建(jian)設“創(chuang)新型(xing)”國家(jia)的發(fa)📱展戰(zhan)略，自(zi)主知(zhi)識産(chan)權且(qie)滿足(zu)工業(ye)性應(ying)用要(yao)求的(de)精度(du)佳高(gao)壓渦(wo)輪流(liu)量計(ji)。
1 渦輪(lun)流量(liang)計的(de)工作(zuo)原理(li)與流(liu)量特(te)性
1.1 工(gong)作原(yuan)理
　　 氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji) 是一(yi)種帶(dai)機械(xie)計數(shu)器并(bing)用于(yu)測量(liang)氣體(ti)流量(liang)的流(liu)量計(ji)，其工(gong)✨作原(yuan)理如(ru)圖1 所(suo)示：當(dang)氣流(liu)進入(ru)流量(liang)計時(shi)，首先(xian)經過(guo)🔞特殊(shu)整流(liu)器整(zheng)☀️流并(bing)加速(su)，在流(liu)體的(de)作用(yong)⛷️下，渦(wo)輪克(ke)服阻(zu)力矩(ju)開始(shi)轉動(dong)。當力(li)矩達(da)到平(ping)衡時(shi)渦輪(lun)轉速(su)穩定(ding)，此時(shi)其轉(zhuan)速與(yu)氣體(ti)工況(kuang)流量(liang)成正(zheng)比，并(bing)通過(guo)齒輪(lun)減速(su)傳動(dong)以及(ji)磁耦(ou)合聯(lian)接驅(qu)動字(zi)輪計(ji)數器(qi)轉動(dong)，直接(jie)累積(ji)氣體(ti)的工(gong)況體(ti)積總(zong)量。

　　因(yin)通過(guo)渦輪(lun)的流(liu)量與(yu)渦輪(lun)轉速(su)成正(zheng)比，高(gao)頻信(xin)号脈(mo)沖輸(shu)出❗頻(pin)率 與(yu)渦輪(lun)轉速(su)存在(zai)下列(lie)
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　　對一(yi)定精(jing)度的(de)流量(liang)計而(er)言，在(zai)一定(ding)的流(liu)量範(fan)圍内(nei)，其儀(yi)💛表系(xi)數K 應(ying)接近(jin)常數(shu)。理論(lun)上儀(yi)表系(xi)數K 與(yu)體積(ji)流量(liang)q成如(ru)下關(guan)系，即(ji)

式中(zhong)：K—儀表(biao)系數(shu)，爲工(gong)況條(tiao)件下(xia)每立(li)方米(mi)通過(guo)流量(liang)傳感(gan)器📱時(shi)輸出(chu)的脈(mo)沖數(shu)，1/m3 ；
q—工況(kuang)體積(ji)流量(liang)m3 s 。
　　綜上(shang)所述(shu)，儀表(biao)系數(shu)K 在實(shi)際上(shang)除渦(wo)輪導(dao)程、葉(ye)片數(shu)、葉片(pian)寬度(du)、螺🏃‍♂️旋(xuan)升角(jiao)、流量(liang)計流(liu)體通(tong)道等(deng)結構(gou)因素(su)有關(guan)外，還(hai)🏃🏻‍♂️與介(jie)質流(liu)體粘(zhan)性、軸(zhou)承本(ben)身阻(zu)尼、軸(zhou)承潤(run)滑油(you)粘✨度(du)等有(you)關，若(ruo)以上(shang)其中(zhong)一種(zhong)或幾(ji)種相(xiang)關因(yin)素發(fa)生改(gai)變，則(ze)儀表(biao)系數(shu)K就會(hui)相應(ying)改變(bian)。故每(mei)台流(liu)🚶量計(ji)均應(ying)通過(guo)檢定(ding)得出(chu)儀表(biao)系數(shu)。
1.2 流量(liang)特性(xing)介紹(shao)
　　K—q關系(xi)曲線(xian)稱爲(wei)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)流量(liang)特性(xing)曲線(xian)。理論(lun)上， K—q關(guan)系🈲應(ying)是一(yi)條水(shui)平直(zhi)線，但(dan)實際(ji)上由(you)于在(zai)不同(tong)的流(liu)動狀(zhuang)🔴态下(xia)，流體(ti)産生(sheng)阻力(li)機理(li)不同(tong)，效果(guo)也不(bu)同，所(suo)以使(shi)特性(xing)曲線(xian)成爲(wei)曲線(xian)形狀(zhuang)。 以DN50 爲(wei)例，如(ru)圖2 所(suo)示。

　　由(you)圖2 可(ke)見，儀(yi)表系(xi)數可(ke)分爲(wei)二段(duan)，即線(xian)性段(duan)和非(fei)線性(xing)段🆚。在(zai)✍️非線(xian)性段(duan)， 實際(ji)特性(xing)受軸(zhou)承摩(mo)擦力(li)、流體(ti)粘性(xing)阻力(li)影響(xiang)較大(da)。當♍流(liu)量🌈低(di)于Qmin 時(shi)，儀表(biao)系數(shu)随着(zhe)流量(liang)迅速(su)💚變化(hua)。壓力(li)損失(shi)與流(liu)量🈚的(de)平方(fang)✍️成正(zheng)比關(guan)系。通(tong)常線(xian)性段(duan)約爲(wei)工作(zuo)段的(de)2/3，其特(te)性與(yu)渦輪(lun)結構(gou)參🔴數(shu)及流(liu)體粘(zhan)性有(you)關。随(sui)流量(liang)的變(bian)化其(qi)儀表(biao)系數(shu)K 也🌈會(hui)有一(yi)定的(de)變化(hua)，但變(bian)化不(bu)大，通(tong)常将(jiang)其變(bian)化幅(fu)度稱(cheng)爲流(liu)量計(ji)的計(ji)量準(zhun)确度(du)。對于(yu)産品(pin)設計(ji)而言(yan)，期望(wang)🌐能将(jiang)線性(xing)段的(de)流量(liang)範圍(wei)拓展(zhan)，一台(tai)流量(liang)計能(neng)覆🐪蓋(gai)同口(kou)徑的(de)不同(tong)流量(liang)範圍(wei)，使得(de)産品(pin)量程(cheng)比變(bian)寬👄從(cong)而降(jiang)低生(sheng)産管(guan)理與(yu)生産(chan)批量(liang)加工(gong)成本(ben)。對于(yu)1.0 級的(de)高壓(ya)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計，以(yi)Qt（0.2Qmax）爲分(fen)界流(liu)量點(dian)，将計(ji)量線(xian)性分(fen)爲兩(liang)段，其(qi)中一(yi)段的(de)最大(da)允許(xu)誤差(cha)爲±2%，而(er)另一(yi)段的(de)最❌大(da)允許(xu)誤差(cha)爲±1% 。按(an)圖2 所(suo)示，通(tong)常每(mei)台渦(wo)輪流(liu)量計(ji)均有(you)較爲(wei)相似(si)特性(xing)曲線(xian)，若将(jiang)可測(ce)量流(liu)⛷️量🥰範(fan)圍做(zuo)寬，就(jiu)能在(zai)同口(kou)徑不(bu)同✌️流(liu)量範(fan)圍進(jin)行分(fen)段截(jie)取，以(yi)實現(xian)🚶一台(tai)流量(liang)計能(neng)覆蓋(gai)同口(kou)徑的(de)不同(tong)流量(liang)範圍(wei)。
2 高壓(ya)渦輪(lun)流量(liang)計研(yan)制
　　高(gao)壓氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)主要(yao)是由(you)鍛鋼(gang)殼體(ti)、表芯(xin)總成(cheng)、機❄️械(xie)顯🏃示(shi)計數(shu)器、高(gao)壓油(you)泵、高(gao)低頻(pin)信号(hao)輸出(chu)（按客(ke)戶要(yao)求選(xuan)配）等(deng)組成(cheng)；根據(ju)EN12261 要求(qiu)，設計(ji)高壓(ya)渦輪(lun)流量(liang)計内(nei)部結(jie)構🛀🏻、外(wai)觀等(deng)并對(dui)殼體(ti)與軸(zhou)承進(jin)行設(she)計計(ji)算；研(yan)究高(gao)壓供(gong)油系(xi)統的(de)結構(gou)設計(ji)，避免(mian)軸承(cheng)潤♈滑(hua)油回(hui)流等(deng)不良(liang)現象(xiang)；研🌈究(jiu)渦輪(lun)防沖(chong)擊結(jie)構設(she)計，緩(huan)沖因(yin)流量(liang)波動(dong)引起(qi)瞬間(jian)沖擊(ji)力；研(yan)究雙(shuang)向增(zeng)計數(shu)的新(xin)型㊙️機(ji)械計(ji)數器(qi)，主要(yao)解決(jue)了流(liu)量計(ji)由于(yu)其♊單(dan)向計(ji)數的(de)特性(xing)，而導(dao)緻倒(dao)置安(an)裝時(shi)出現(xian)計數(shu)不✨增(zeng)反減(jian)的問(wen)題。
2.1 殼(ke)體與(yu)軸承(cheng)設計(ji)計算(suan)
　　高壓(ya)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計殼(ke)體作(zuo)爲主(zhu)要的(de)承壓(ya)零部(bu)件，應(ying)進行(hang)強🛀🏻度(du)校核(he)計算(suan)。并可(ke)将其(qi)視爲(wei)鋼管(guan)，并根(gen)據标(biao)準GB50316 與(yu)GB150 中相(xiang)關規(gui)定，計(ji)算壁(bi)厚ts 計(ji)算公(gong)式：

式(shi)中 ts—計(ji)算厚(hou)度（mm）；
        P—設(she)計壓(ya)力（MPa）；
        Do—管(guan)子外(wai)徑（mm）；
—在(zai)設計(ji)溫度(du)下材(cai)料的(de)許用(yong)應力(li)（MPa）；
Ej —焊接(jie)接頭(tou)系數(shu)；
Y—計算(suan)系數(shu)。
以DN50-PN100 爲(wei)例，将(jiang)殼體(ti)設計(ji)參數(shu)代入(ru)（4）中直(zhi)

而對(dui)于轉(zhuan)速較(jiao)高的(de)軸承(cheng)，軸承(cheng)可靠(kao)度爲(wei)90%，軸承(cheng)材料(liao)❄️爲常(chang)規材(cai)料，其(qi)基本(ben)額定(ding)動載(zai)荷計(ji)算公(gong)式如(ru)下[3]：

　　将(jiang)選型(xing)軸承(cheng)的參(can)數代(dai)入（5）、（6）中(zhong)直接(jie)得出(chu)基本(ben)額定(ding)動載(zai)🙇‍♀️荷C，而(er)選型(xing)軸承(cheng)的動(dong)載荷(he)Cr 必須(xu)大于(yu)基本(ben)額定(ding)動載(zai)荷C 才(cai)能滿(man)足設(she)計要(yao)求🐅。
2.2 高(gao)壓供(gong)油系(xi)統
　　流(liu)量計(ji)所需(xu)軸承(cheng)潤滑(hua)油必(bi)須在(zai)内部(bu)密封(feng)、持久(jiu)、免♊維(wei)🛀護或(huo)🐅者采(cai)用外(wai)部注(zhu)入的(de)方式(shi)。高壓(ya)渦輪(lun)流量(liang)計結(jie)構💯設(she)計應(ying)采取(qu)外部(bu)注入(ru)方式(shi)進行(hang)潤滑(hua)軸承(cheng)。該❗方(fang)式必(bi)須克(ke)服高(gao)壓氣(qi)🐕體對(dui)潤滑(hua)油管(guan)反作(zuo)用力(li)，壓🏒力(li)越高(gao)，反作(zuo)用力(li)越強(qiang)。對供(gong)油系(xi)統提(ti)出❗更(geng)高的(de)要💚求(qiu)，目前(qian)行業(ye)📧内的(de)中低(di)壓供(gong)油結(jie)構已(yi)不适(shi)用，可(ke)能🈲會(hui)引起(qi)潤滑(hua)油回(hui)流或(huo)密封(feng)圈提(ti)前失(shi)效等(deng)問題(ti)。
　　應研(yan)制一(yi)種高(gao)壓供(gong)油系(xi)統，其(qi)主要(yao)是通(tong)過手(shou)動油(you)泵将(jiang)潤滑(hua)油從(cong)油杯(bei)注入(ru)注油(you)腔中(zhong)，而注(zhu)油腔(qiang)中的(de)潤滑(hua)油是(shi)通過(guo)兩隻(zhi)阻回(hui)🏒流單(dan)向閥(fa)以及(ji)内置(zhi)供油(you)管路(lu)将潤(run)滑油(you)直接(jie)注入(ru)需潤(run)滑軸(zhou)承附(fu)近的(de)儲油(you)區内(nei)；而手(shou)動油(you)泵是(shi)由手(shou)柄、油(you)泵座(zuo)、油杯(bei)、
　　活塞(sai)、O 型密(mi)封圈(quan)等組(zu)成；該(gai)結構(gou)設計(ji)的亮(liang)點在(zai)于采(cai)用兩(liang)隻單(dan)🐇向閥(fa)其一(yi)内置(zhi)油泵(beng)，另一(yi)嵌入(ru)管道(dao)，實現(xian)雙重(zhong)阻回(hui)流功(gong)💚能，并(bing)提高(gao)👄高壓(ya)管道(dao)供油(you)可靠(kao)性；而(er)且将(jiang)所有(you)油管(guan)内置(zhi)，該供(gong)油管(guan)✍️路設(she)計❌結(jie)構簡(jian)單、緊(jin)湊，實(shi)現一(yi)體化(hua)潤滑(hua)，順利(li)解決(jue)生産(chan)過程(cheng)與搬(ban)運物(wu)🔞流對(dui)外部(bu)引油(you)管路(lu)造成(cheng)傷害(hai)；
2.3 渦輪(lun)防沖(chong)擊與(yu)高頻(pin)信号(hao)檢測(ce)系統(tong)
　　爲了(le)減緩(huan)流量(liang)波動(dong)、管道(dao)震動(dong)對渦(wo)輪生(sheng)産瞬(shun)間沖(chong)擊力(li)，研🐪究(jiu)計量(liang)芯的(de)内部(bu)結構(gou)。通常(chang)計量(liang)芯中(zhong)前後(hou)軸承(cheng)均是(shi)🙇‍♀️徑向(xiang)旋轉(zhuan)作用(yong)，對瞬(shun)間沖(chong)擊力(li)的承(cheng)受能(neng)⚽力有(you)限，若(ruo)操作(zuo)不當(dang)，對流(liu)量計(ji)壽命(ming)與精(jing)度影(ying)響甚(shen)💋大。考(kao)慮以(yi)上因(yin)素，對(dui)計量(liang)芯内(nei)部結(jie)構進(jin)行改(gai)進。将(jiang)㊙️主軸(zhou)的前(qian)後軸(zhou)承作(zuo)用力(li)🔴分開(kai)，前軸(zhou)承爲(wei)徑向(xiang)旋轉(zhuan)作用(yong)，後軸(zhou)承📧爲(wei)☂️軸向(xiang)推力(li)作用(yong)，後軸(zhou)承也(ye)可與(yu)推力(li)軸承(cheng)或波(bo)紋墊(nian)圈配(pei)合使(shi)用。能(neng)有效(xiao)的抑(yi)制流(liu)體瞬(shun)間沖(chong)擊力(li)，并配(pei)合渦(wo)輪形(xing)成反(fan)向推(tui)力，能(neng)較快(kuai)将渦(wo)輪調(diao)整至(zhi)平衡(heng)狀态(tai)，從而(er)改善(shan)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)壽命(ming)與精(jing)度。
　　目(mu)前國(guo)内外(wai)取高(gao)頻信(xin)号傳(chuan)感器(qi)頻率(lü)最高(gao)大概(gai)爲💰2000Hz，而(er)💔且⭕大(da)部分(fen)🤟制造(zao)商采(cai)取穿(chuan)過流(liu)體通(tong)道的(de)方式(shi)插💔入(ru)計量(liang)芯内(nei)部實(shi)現信(xin)号采(cai)取。此(ci)方式(shi)會引(yin)起高(gao)、低頻(pin)檢定(ding)的示(shi)值誤(wu)差不(bu)🈲一緻(zhi)。使用(yong)的新(xin)型高(gao)頻旋(xuan)轉檢(jian)測傳(chuan)感💁器(qi)是通(tong)過渦(wo)輪的(de)葉片(pian)放大(da)的⛹🏻‍♀️，對(dui)流體(ti)通道(dao)無任(ren)何影(ying)響，其(qi)頻率(lü)最高(gao)能達(da)到3 500 Hz 或(huo)者更(geng)高。通(tong)過☂️該(gai)傳感(gan)技術(shu)的🌐應(ying)用，并(bing)采用(yong)新型(xing)信号(hao)處理(li)放大(da)技🧡術(shu)和獨(du)特的(de)濾波(bo)🤟技術(shu)，有💔效(xiao)地剔(ti)除壓(ya)力波(bo)動和(he)管✨道(dao)💰振動(dong)所産(chan)生的(de)幹🔅擾(rao)信号(hao)，提高(gao)流量(liang)計的(de)抗幹(gan)擾能(neng)力。從(cong)而♉克(ke)服了(le)因頻(pin)率高(gao)而丢(diu)失信(xin)号的(de)難題(ti)，提高(gao)産品(pin)對小(xiao)流量(liang)的靈(ling)敏度(du)和精(jing)度，更(geng)便于(yu)用戶(hu)高🈲頻(pin)檢定(ding)操作(zuo)等。
2.4 雙(shuang)向增(zeng)計數(shu)的新(xin)型機(ji)械計(ji)數器(qi)
　　目前(qian)市場(chang)上的(de)機械(xie)計數(shu)器計(ji)數均(jun)爲正(zheng)向進(jin)氣時(shi)計數(shu)器正(zheng)向❓計(ji)數，反(fan)向進(jin)氣時(shi)計數(shu)器反(fan)走。而(er)帶單(dan)向計(ji)數功(gong)能的(de)渦輪(lun)流量(liang)計是(shi)一種(zhong)能夠(gou)在渦(wo)輪流(liu)量計(ji)左✏️進(jin)右出(chu)進氣(qi)、垂直(zhi)安裝(zhuang)🤩、水平(ping)安裝(zhuang)條件(jian)下均(jun)能滿(man)足單(dan)🔞向計(ji)數（單(dan)向計(ji)數可(ke)分爲(wei)正向(xiang)計數(shu)與反(fan)向計(ji)數；按(an)目前(qian)市場(chang)需求(qiu)📐，此單(dan)向計(ji)數便(bian)是通(tong)常所(suo)✏️說的(de)正向(xiang)計數(shu)）。然而(er)，在燃(ran)氣計(ji)量市(shi)場中(zhong)有部(bu)分投(tou)機分(fen)子爲(wei)🔞了盜(dao)氣等(deng)原因(yin)将渦(wo)輪流(liu)量計(ji)倒置(zhi)安裝(zhuang)，使得(de)單向(xiang)計數(shu)器的(de)計數(shu)不增(zeng)反退(tui)。爲了(le)避免(mian)上述(shu)問題(ti)再次(ci)🐇出現(xian)，設計(ji)具有(you)自主(zhu)知識(shi)産權(quan)帶雙(shuang)向增(zeng)計數(shu)功能(neng)的新(xin)型渦(wo)輪流(liu)量計(ji)，其中(zhong)包括(kuo)渦輪(lun)流量(liang)⭕計基(ji)表、上(shang)磁耦(ou)合組(zu)件、主(zhu)🈲軸、主(zhu)錐齒(chi)輪、錐(zhui)齒輪(lun)組件(jian)和計(ji)㊙️數字(zi)輪組(zu)件等(deng)。雙向(xiang)✏️增計(ji)數✔️功(gong)能實(shi)現如(ru)圖3 所(suo)🙇🏻示，主(zhu)要是(shi)通過(guo)增加(jia)單向(xiang)軸承(cheng)的數(shu)量，并(bing)對稱(cheng)分布(bu)在主(zhu)錐齒(chi)輪的(de)兩側(ce)，通過(guo)單向(xiang)軸承(cheng)🥰與錐(zhui)齒輪(lun)的緊(jin)🏃配合(he)，實現(xian)正反(fan)進氣(qi)情況(kuang)下始(shi)終有(you)一隻(zhi)單向(xiang)軸承(cheng)通過(guo)其單(dan)向特(te)性帶(dai)動驅(qu)❓動軸(zhou)轉動(dong)，并由(you)🐅驅動(dong)軸帶(dai)動另(ling)一隻(zhi)因反(fan)向而(er)發生(sheng)自鎖(suo)的單(dan)向軸(zhou)承轉(zhuan)動，保(bao)證驅(qu)動軸(zhou)始終(zhong)沿一(yi)個方(fang)向轉(zhuan)動，從(cong)而保(bao)證即(ji)使倒(dao)置安(an)裝，機(ji)械計(ji)數也(ye)會隻(zhi)增不(bu)減。該(gai)結構(gou)設計(ji)也能(neng)有效(xiao)解決(jue)因管(guan)道震(zhen)動、齒(chi)輪反(fan)向間(jian)隙而(er)引起(qi)機械(xie)顯示(shi)不整(zheng)齊♊等(deng)問題(ti)。

3 高(gao)壓渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的性(xing)能測(ce)試
　　該(gai)流量(liang)計的(de)研制(zhi)以歐(ou)盟标(biao)準EN 12261：2002（Measurement of natural gas flow by turbine meters) 與(yu)OIMLR137-1 作爲(wei)産品(pin)設計(ji)依據(ju)并嚴(yan)格按(an)照标(biao)準進(jin)行性(xing)能測(ce)試，該(gai)性能(neng)測試(shi)包🔞括(kuo)：耐久(jiu)性試(shi)驗♉、彎(wan)矩🚶‍♀️與(yu)扭矩(ju)試驗(yan)、短時(shi)過載(zai)試驗(yan)、擾動(dong)試驗(yan)、高低(di)溫性(xing)能測(ce)試等(deng)；本文(wen)詳細(xi)介紹(shao)耐久(jiu)性試(shi)驗、彎(wan)矩與(yu)扭矩(ju)試驗(yan)
3.1 耐久(jiu)性測(ce)試
　　 渦(wo)輪流(liu)量計(ji) 進行(hang)耐久(jiu)性測(ce)試的(de)目的(de)在于(yu)确認(ren)流量(liang)計在(zai)指定(ding)條🏃件(jian)下、額(e)定💋的(de)使用(yong)壽命(ming)裏的(de)計量(liang)性能(neng)是否(fou)符合(he)上述(shu)的分(fen)段要(yao)求，即(ji)。

　　還需(xu)确認(ren)各種(zhong)安裝(zhuang)位置(zhi)是否(fou)影響(xiang)測試(shi)樣機(ji)的計(ji)量性(xing)能，安(an)裝位(wei)置可(ke)分爲(wei)：水平(ping)方向(xiang)、垂直(zhi)向上(shang)與垂(chui)直向(xiang)下；而(er)且不(bu)同安(an)裝位(wei)置樣(yang)機在(zai)耐久(jiu)性測(ce)試前(qian)後的(de)指示(shi)誤差(cha)的變(bian)化量(liang)不得(de)超過(guo)最大(da)允許(xu)誤差(cha)的1/3。
　　整(zheng)個耐(nai)久性(xing)測試(shi)以DN80-G100 樣(yang)機爲(wei)例進(jin)行說(shuo)明，首(shou)先是(shi)将三(san)台樣(yang)機分(fen)💚别安(an)裝在(zai)不同(tong)安裝(zhuang)位置(zhi)的同(tong)一管(guan)道中(zhong)，其管(guan)道是(shi)由0.8 MPa 壓(ya)縮氣(qi)體爲(wei)介質(zhi)以樣(yang)機最(zui)大流(liu)量進(jin)行循(xun)環運(yun)行，以(yi)每1 000 h 爲(wei)運行(hang)周期(qi)将樣(yang)機拆(chai)卸并(bing)在🎯标(biao)準氣(qi)體流(liu)量裝(zhuang)置做(zuo)相應(ying)性能(neng)測試(shi)，經過(guo)7 000 h 運行(hang)如圖(tu)4 所示(shi)。

從圖(tu)4 分析(xi)可知(zhi)：
①該測(ce)試樣(yang)機滿(man)足耐(nai)久性(xing)測試(shi)要求(qiu)，指示(shi)誤差(cha)的變(bian)🚶化量(liang)未💋超(chao)過💛最(zui)大允(yun)許誤(wu)差的(de)1/3。
②軸承(cheng)經過(guo)長時(shi)間運(yun)行磨(mo)合更(geng)趨于(yu)穩定(ding)，長期(qi)運行(hang)後🎯非(fei)線性(xing)段更(geng)趨于(yu)理想(xiang)特性(xing)曲線(xian)。
3.2 彎矩(ju)與扭(niu)矩測(ce)試
　　對(dui)于高(gao)壓氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)來說(shuo)，還應(ying)當詳(xiang)細說(shuo)明流(liu)量計(ji)所需(xu)求的(de)彎曲(qu)與扭(niu)力力(li)矩的(de)保護(hu)水平(ping)。此數(shu)據是(shi)通過(guo)試驗(yan)直💰接(jie)獲得(de)，彎矩(ju)測試(shi)裝置(zhi)如圖(tu)5-a 所示(shi)，直管(guan)段1 連(lian)接氣(qi)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置，在(zai)直管(guan)段2 預(yu)先确(que)定的(de)力臂(bi)L 位置(zhi)附加(jia)垂直(zhi)方向(xiang)的力(li)F 而形(xing)成彎(wan)矩M；扭(niu)矩測(ce)試裝(zhuang)置如(ru)圖5-b 所(suo)示，直(zhi)管段(duan)1 連接(jie)氣體(ti)流量(liang)标💋準(zhun)裝置(zhi)，在直(zhi)🏃🏻管段(duan)2 側面(mian)預先(xian)确定(ding)的力(li)臂L 位(wei)置附(fu)加垂(chui)直方(fang)向的(de)力F 而(er)形成(cheng)扭🔞矩(ju)T。而彎(wan)矩與(yu)扭矩(ju)均是(shi)作用(yong)🈲于流(liu)量計(ji)入口(kou)與出(chu)口法(fa)蘭處(chu)。由于(yu)此項(xiang)測試(shi)主要(yao)針對(dui)流量(liang)計強(qiang)度的(de)🏒校核(he)，爲了(le)更有(you)說服(fu)力、提(ti)高🐕可(ke)靠性(xing)，故将(jiang)鋁合(he)金殼(ke)體的(de)中低(di)壓渦(wo)輪♈流(liu)量計(ji)DN80-G100用于(yu)此次(ci)測試(shi)。而整(zheng)個測(ce)試過(guo)程是(shi)将砝(fa)碼F 按(an)EN12261 表10 中(zhong)要求(qiu)1 倍、2 倍(bei)直至(zhi)做到(dao)4 倍（即(ji)力矩(ju)爲3 040 N·m），未(wei)發現(xian)流量(liang)計殼(ke)體🙇‍♀️有(you)任何(he)異常(chang)變化(hua)。而測(ce)試結(jie)果表(biao)明在(zai)施加(jia)砝碼(ma)F 之🌂前(qian)、過後(hou)得到(dao)的💚指(zhi)示誤(wu)差與(yu)施加(jia)砝碼(ma)F 之前(qian)的指(zhi)🔴示🛀誤(wu)差未(wei)有明(ming)顯變(bian)化。

3.3 第(di)三方(fang)高壓(ya)實流(liu)檢定(ding)測試(shi)
　　爲了(le)确認(ren)高壓(ya)渦輪(lun)流量(liang)計在(zai)高壓(ya)氣體(ti)介質(zhi)中計(ji)量性(xing)能是(shi)否滿(man)足工(gong)業貿(mao)易計(ji)量要(yao)求，相(xiang)對于(yu)常壓(ya)檢定(ding)數據(ju)樣機(ji)的儀(yi)🤞表系(xi)㊙️數K 有(you)所偏(pian)移，但(dan)仍在(zai)允許(xu)誤差(cha)範圍(wei)内。其(qi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼中南(nan)京分(fen)站使(shi)用小(xiao)流🏃‍♂️量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)對編(bian)号爲(wei)131228041 的DN80 渦(wo)輪流(liu)⛱️量計(ji)進行(hang)🌈檢定(ding)，該樣(yang)機在(zai)常壓(ya)與高(gao)壓檢(jian)定比(bi)對數(shu)據如(ru)圖6 所(suo)示。而(er)流量(liang)計的(de)儀表(biao)💯系數(shu)K 的計(ji)算如(ru)下：



根(gen)據上(shang)式(7)、(8) 并(bing)結合(he)圖6 可(ke)得出(chu)。
①該樣(yang)機完(wan)全滿(man)足工(gong)業貿(mao)易計(ji)量的(de)指示(shi)誤差(cha)要求(qiu)。
②高壓(ya)相對(dui)于常(chang)壓整(zheng)體線(xian)性會(hui)向正(zheng)向偏(pian)移+0.65%。
③高(gao)壓相(xiang)對于(yu)常壓(ya)整體(ti)線性(xing)較爲(wei)平穩(wen)，而且(qie)線性(xing)誤差(cha)有向(xiang)理想(xiang)✍️誤差(cha)曲線(xian)靠攏(long)的趨(qu)勢。
根(gen)據實(shi)際流(liu)量計(ji)的所(suo)測得(de)儀表(biao)系數(shu)K 更換(huan)對應(ying)齒輪(lun)傳動(dong)比，使(shi)機械(xie)表頭(tou)顯示(shi)部分(fen)和齒(chi)輪轉(zhuan)動發(fa)出低(di)頻脈(mo)沖輸(shu)出🌏均(jun)與高(gao)頻脈(mo)沖輸(shu)出匹(pi)配，實(shi)際三(san)者關(guan)系如(ru)下：

　　爲(wei)了降(jiang)低齒(chi)輪模(mo)具的(de)投入(ru)成本(ben)，應通(tong)過試(shi)驗确(que)認流(liu)量💋計(ji)💜K與i ，以(yi)控制(zhi)i在不(bu)同口(kou)徑不(bu)同流(liu)量範(fan)圍内(nei)的可(ke)調區(qu)間均(jun)是一(yi)緻的(de)。
4 結束(shu)語
　　高(gao)壓渦(wo)輪流(liu)量計(ji)順利(li)通過(guo)各種(zhong)性能(neng)測試(shi)并獲(huo)得相(xiang)應型(xing)式批(pi)準證(zheng)書，該(gai)流量(liang)計的(de)各項(xiang)指标(biao)和技(ji)術性(xing)能完(wan)全滿(man)足🐇工(gong)業❤️貿(mao)易🐉計(ji)量的(de)要求(qiu)，而且(qie)打破(po)國📐外(wai)高壓(ya)長輸(shu)管線(xian)領域(yu)的技(ji)術壟(long)斷，爲(wei)以後(hou)積累(lei)高🚶壓(ya)長輸(shu)管線(xian)長期(qi)運行(hang)經驗(yan)奠🔱定(ding)堅實(shi)的基(ji)礎。

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