摘要(yao):在天然(ran)氣輸氣(qi)場站中(zhong)渦輪流(liu)量計 起(qi)着關鍵(jian)的計量(liang)作用,計(ji)量的正(zheng)确率往(wang)往影響(xiang)着輸差(cha)✔️和貿易(yi)結算,而(er)輸差和(he)貿易結(jie)算又影(ying)響利潤(run)和資金(jin)流轉。所(suo)以要求(qiu)流量計(ji)準确計(ji)量就顯(xian)得尤爲(wei)重要🍓。以(yi)S省天然(ran)氣長輸(shu)管道爲(wei)依托，從(cong)天然氣(qi)場站設(she)備設施(shi)出發，基(ji)于渦輪(lun)流量計(ji)原理✔️，分(fen)析在實(shi)際日常(chang)輸氣過(guo)程中影(ying)響渦輪(lun)流量計(ji)計量的(de)原因,從(cong).而提出(chu)在輸氣(qi)過程中(zhong)如何💃減(jian)少影響(xiang)貿易結(jie)算和輸(shu)差的🏃🏻‍♂️方(fang)法和策(ce)略,以此(ci)提高渦(wo)✌️輪流量(liang)計的使(shi)🍉用🧑🏽‍🤝‍🧑🏻效率(lü)和經濟(ji)價值♈。
0引(yin)言
　　随着(zhe)城市化(hua)進程的(de)不斷加(jia)快，人口(kou)越來越(yue)集中，人(ren)民🏒收入(ru)🌐越來越(yue)高，天然(ran)氣作爲(wei)一種高(gao)效的清(qing)潔能源(yuan)已🏃🏻經走(zou)進了城(cheng)市和鄉(xiang)村，有望(wang)和電力(li)一樣走(zou)進每家(jia)每戶。此(ci)外人們(men)對✍️空氣(qi)質量越(yue)來越重(zhong)視，因此(ci)在工業(ye)領域煤(mei)改氣項(xiang)目實施(shi)的越來(lai)越多。再(zai)者作爲(wei)傳統清(qing)潔能源(yuan)的核能(neng)🥵，由于福(fu)島事件(jian)的影響(xiang)，現在核(he)電廠在(zai)🔞歐✍️洲處(chu)于不斷(duan)關停的(de)趨勢;風(feng)能和太(tai)陽能雖(sui)然都是(shi)最清潔(jie)的能源(yuan)但是🈚由(you)于自身(shen)分布太(tai)廣且利(li)用率低(di)和上網(wang)困難等(deng)問題也(ye)很難發(fa)展🏒壯大(da);水能雖(sui)然較爲(wei)理👅想，但(dan)是🥵适合(he)建壩的(de)地方并(bing)不多。所(suo)以從長(zhang)遠來看(kan)，天然氣(qi)在能源(yuan)中的消(xiao)耗占🌍比(bi)也将不(bu)斷🔱增加(jia)。反映到(dao)地方企(qi)業，上某(mou)天然氣(qi)股份有(you)限公司(si)的天然(ran)氣場📧站(zhan)每年㊙️冬(dong)運的輸(shu)氣量确(que)實在不(bu)斷增長(zhang)，很多天(tian)然氣場(chang)站👄在冬(dong)季都是(shi)滿負荷(he)運行。因(yin)此給⭐工(gong)作人員(yuan)和設備(bei)設施運(yun)行帶來(lai)了⁉️壓力(li)。而作爲(wei)天然氣(qi)☁️場站關(guan)鍵的計(ji)量設備(bei)之一的(de)渦輪流(liu)量計在(zai)計量中(zhong)發揮着(zhe)重要作(zuo)用。它因(yin)爲計🏒量(liang)準确、易(yi)于🧑🏽‍🤝‍🧑🏻安裝(zhuang)、占地面(mian)積小㊙️、維(wei)護保養(yang)簡🌈單、事(shi)故少。越(yue)來越受(shou)到天然(ran)氣輸氣(qi)場站青(qing)睐🈲。而且(qie)在油氣(qi)田、化工(gong)企業、天(tian)然氣門(men)站等💃🏻發(fa)揮着越(yue)來越重(zhong)要的角(jiao)色。
1渦輪(lun)流計的(de)原理
　　當(dang)天然氣(qi)通過渦(wo)輪流量(liang)計的渦(wo)輪時，氣(qi)體分子(zi)通過碰(peng)撞渦輪(lun)☁️葉片，将(jiang)動能和(he)勢能傳(chuan)遞給渦(wo)輪，使渦(wo)輪做圓(yuan)周運動(dong)産生旋(xuan)轉，在一(yi)定的流(liu)量範圍(wei)内，對一(yi)定的氣(qi)體介質(zhi)，渦輪的(de)旋轉角(jiao)速度🥵與(yu)流體流(liu)速成正(zheng)比。因此(ci)，流體流(liu)速可通(tong)過渦輪(lun)的旋轉(zhuan)角速度(du)得到，并(bing)通過機(ji)械傳動(dong)傳給機(ji)械表頭(tou)通過計(ji)數器從(cong)而得到(dao)氣體的(de)工況流(liu)量。渦🛀輪(lun)的旋轉(zhuan)角速度(du)通🤟過安(an)裝在💃流(liu)量計外(wai)面的信(xin)号檢測(ce)放大器(qi)用電磁(ci)感應的(de)原理來(lai)測量。當(dang)渦輪旋(xuan)轉時，渦(wo)♍輪上螺(luo)旋形葉(ye)，片依次(ci)接近和(he)遠離🥰處(chu)于管壁(bi)外的磁(ci)電感應(ying)線🌈圈，周(zhou)期性的(de)改變感(gan)應線圈(quan)磁回路(lu)磁阻，使(shi)通過線(xian)圈的磁(ci)通量發(fa)生周期(qi)性的變(bian)化而産(chan)生與流(liu)量成正(zheng)比的信(xin)号。由于(yu)剛感應(ying)出的信(xin)🏃🏻‍♂️号還很(hen)微弱，因(yin)此⭕需要(yao)通過級(ji)聯的多(duo)個放大(da)電路放(fang)大後再(zai)輸出;此(ci)🌍時的信(xin)号中由(you)于存在(zai)諸多幹(gan)擾和噪(zao)音，爲了(le)去除幹(gan)擾信号(hao)得到有(you)用信号(hao)，就要對(dui)信号🌈進(jin)行濾波(bo)。這時的(de)信号由(you)于不是(shi)規整的(de)脈沖信(xin)号，因此(ci)就需要(yao)🔞通過電(dian)壓比較(jiao)器轉化(hua)爲🛀磁脈(mo)沖信号(hao)再通過(guo)表頭的(de)計數器(qi)來得出(chu)，可以得(de)到瞬時(shi)流量和(he)累計👨‍❤️‍👨流(liu)量📞,再上(shang)傳到PLC櫃(gui)就可以(yi)顯示在(zai)工控機(ji)上,并且(qie)通過衛(wei)星通信(xin)或以太(tai)網就可(ke)以傳到(dao)調控中(zhong)心。
2影響(xiang)計量的(de)原因
　　衆(zhong)所周知(zhi)，影響計(ji)量的原(yuan)因很多(duo)。除了天(tian)然氣的(de)一些👅原(yuan)🏃‍♂️因，也🚶‍♀️有(you)設備設(she)施的原(yuan)因和在(zai)管理.上(shang)的--些原(yuan)因。下面(mian)我們就(jiu)從日常(chang)工作中(zhong)逐一分(fen)析。
(1)因爲(wei)天然氣(qi)剛開采(cai)出來時(shi)本身含(han)有硫化(hua)氫，如果(guo)淨🎯化廠(chang)除硫除(chu)不幹淨(jing)，就會有(you)殘留氣(qi)體存到(dao)長輸🔴管(guan)網中。硫(liu)化氫氣(qi)體與水(shui)👈汽結合(he)會形成(cheng)酸性氣(qi)體，而酸(suan)性氣體(ti)不僅會(hui)腐蝕流(liu)量💁計金(jin)屬🈲主體(ti)，而且會(hui)腐蝕渦(wo)輪，使渦(wo)輪變脆(cui),影響渦(wo)輪流量(liang)計的使(shi)用壽命(ming)和計量(liang)精度。
(2)在(zai)冬季由(you)于采暖(nuan)原因晚(wan)上輸氣(qi)量較大(da)，且在陝(shan)北地區(qu)氣溫✍️在(zai)夜間有(you)時甚至(zhi)會達到(dao)零下二(er)十度左(zuo)右，當溫(wen)度低于(yu)露點🌍時(shi)就會有(you)水汽在(zai)管線中(zhong)析出形(xing)成水珠(zhu)，由于溫(wen)度低于(yu)零下所(suo)以水就(jiu)會在渦(wo)輪中結(jie)冰造成(cheng)渦輪冰(bing)堵現象(xiang)，使👨‍❤️‍👨得供(gong)氣出♋現(xian)停輸。
(3)氣(qi)體中的(de)粉塵會(hui)給葉片(pian)旋轉時(shi)帶來阻(zu)力,粉塵(chen)多時就(jiu)會導緻(zhi)氣體通(tong)道被堵(du)，影響葉(ye)片旋轉(zhuan)，進而影(ying)🛀響計量(liang)，産生粉(fen)🎯塵的原(yuan)因是管(guan)線在施(shi)工完成(cheng)後沒✨有(you)清理幹(gan)淨，還⭐有(you)就是管(guan)道内壁(bi)在氣☂️體(ti)的沖擊(ji)下會生(sheng)成鐵粉(fen)。
(4)在天然(ran)氣開采(cai)過程中(zhong)，會伴随(sui)着一定(ding)的油分(fen)子帶出(chu)，如果太(tai)多的話(hua)還會産(chan)生凝析(xi)油，如果(guo)在淨化(hua)過程中(zhong).處理不(bu)幹淨，則(ze)會沾到(dao)渦輪葉(ye)片或者(zhe)葉輪的(de)内壁上(shang)，并在渦(wo)輪高速(su)旋轉下(xia)做離心(xin)運動，影(ying)響渦輪(lun)做圓周(zhou)運動。
(5)壓(ya)力傳感(gan)器和溫(wen)變信号(hao)#的傳輸(shu)也會影(ying)響渦輪(lun)流🚶量計(ji)的♻️計🔞量(liang)，因爲檢(jian)測的信(xin)号都有(you)可能因(yin)爲各種(zhong)📞原因導(dao)緻減小(xiao)或者增(zeng)大，因此(ci)确保渦(wo)輪流量(liang)計的壓(ya)變和溫(wen)變、流量(liang)計算機(ji)每半年(nian)按時效(xiao)驗一次(ci)。
(6)因爲天(tian)然氣中(zhong)除過甲(jia)烷，還會(hui)有少量(liang)的乙烷(wan)、丙烷、丁(ding)烷、戊烷(wan)等。所以(yi)用色譜(pu)分析儀(yi)定期對(dui)氣體組(zu)分🥰進行(hang)标定,确(que)定氣體(ti)的具體(ti)組分，可(ke)以使得(de)計量更(geng)加精準(zhun)。
(7)因爲用(yong)氣有高(gao)低峰，當(dang)氣體流(liu)量大于(yu)額定量(liang)程的百(bai)分❓之八(ba)十或者(zhe)低于百(bai)分之二(er)十時就(jiu)會計量(liang)不準确(que)，所以選(xuan)定合适(shi)量程渦(wo)輪流量(liang)計确保(bao)流量範(fan)圍在百(bai)分之二(er)🌈十到百(bai)🤟分之八(ba)十之間(jian)，如果流(liu)量太低(di)或者太(tai)高應根(gen)據實際(ji)情況🈲切(qie)換到備(bei)🏃‍♂️用支路(lu)或者更(geng)合适量(liang)程的渦(wo)輪流🈲量(liang)計來計(ji)量。
3渦輪(lun)流H計在(zai)天然氣(qi)場站中(zhong)使用的(de)技術
(1)SCADA(數(shu)據采集(ji)與監視(shi)控制系(xi)統)5),以計(ji)算機爲(wei)核心的(de)控制系(xi)統🏃‍♂️。在鐵(tie)路、電力(li)、化工、石(shi)油行業(ye)中具有(you)極其重(zhong)🍉要的作(zuo)用🐇。在天(tian)💛然氣長(zhang)輸管網(wang)公司中(zhong)，調控中(zhong)心SCADA系統(tong)控制主(zhu)機，通過(guo)路由器(qi)将數據(ju)傳到衛(wei)星主站(zhan)和DNN/PSTN公網(wang)，通過📱衛(wei)星天線(xian)将數據(ju)傳☂️到衛(wei)星再傳(chuan)到各個(ge)㊙️場站的(de)衛星天(tian)線再經(jing)過衛星(xing)通訊設(she)🍉備到場(chang)站PLC控制(zhi)櫃。公網(wang)數據通(tong)過光纖(xian)将傳給(gei)場站交(jiao)換機♈再(zai)到場站(zhan)PLC櫃。而🙇🏻PLC連(lian)接了天(tian)然氣場(chang)站的機(ji)組數據(ju)，快速截(jie)斷閥， 電(dian)動球閥(fa) ， 超聲波(bo)流量計(ji) ，壓變，溫(wen)變，渦輪(lun)流量計(ji)，輔助設(she)備設施(shi)等數據(ju)。渦輪🚶‍♀️流(liu)量計💃🏻在(zai)運行過(guo)程中将(jiang)采集的(de)壓力、溫(wen)度、和渦(wo)輪數據(ju)💚，傳到✔️渦(wo)輪流量(liang)計表頭(tou)(流量積(ji)算儀)。以(yi)愛拓力(li)流量計(ji)爲例，表(biao)😄頭具有(you)流量計(ji)算、數據(ju)采集、參(can)數設置(zhi)、時鍾設(she)置、數據(ju)通訊、數(shu)據存儲(chu)、故障診(zhen)斷等功(gong)能✉️。利用(yong)Modbus協議将(jiang)采集的(de)流量信(xin)号上傳(chuan)到PLC(可編(bian)程邏輯(ji)控制器(qi))的計量(liang)模塊，再(zai)傳到工(gong)控機就(jiu)可以在(zai)♍電腦桌(zhuo)面上顯(xian)示瞬時(shi)流量、累(lei)計流量(liang)。然後PLC根(gen)據TCP/IP協議(yi)可以将(jiang)數據上(shang)傳到以(yi)🎯太網,通(tong)過通訊(xun)設備傳(chuan)到調控(kong)中心，調(diao)控中心(xin)根據輸(shu)⛹🏻‍♀️氣計劃(hua)就可以(yi)随時給(gei)場站🔱下(xia)達指令(ling)或者自(zi)己對用(yong)戶進行(hang)輸氣計(ji)劃調整(zheng)。其原理(li)圖見圖(tu)1。
 
(2)渦輪流(liu)量計采(cai)用先進(jin)的集成(cheng)芯片和(he)微機技(ji)術，表頭(tou)功耗低(di)，内✌️部電(dian)池可以(yi)使用兩(liang)年左右(you)，不僅可(ke)以讀取(qu)累計瞬(shun)時氣量(liang)、昨日☁️累(lei)計氣量(liang)、今日累(lei)計流量(liang)、曆史流(liu)量數據(ju)✉️，可輸出(chu)🌈标準的(de)模拟信(xin)号，将信(xin)号遠傳(chuan)和上位(wei)機進行(hang)通訊，方(fang)便數㊙️據(ju)記錄。
(3)渦(wo)輪流量(liang)計采用(yong)RS485通訊，接(jie)口組成(cheng)半雙工(gong)網絡采(cai)用兩♻️線(xian)☂️制，用屏(ping)蔽的雙(shuang)絞線傳(chuan)輸，這種(zhong)接線方(fang)式爲總(zong)🏃‍♀️線式拓(tuo)撲結構(gou)在同💔一(yi)總線.上(shang)最多可(ke)以挂接(jie)32個結點(dian)。RS485較之,RS232不(bu)容易損(sun)壞接口(kou)電路芯(xin)片，且該(gai)電平與(yu)TTL電💔路兼(jian)容，可方(fang)便與TTL電(dian)路連接(jie)。數據傳(chuan)輸效率(lü)高，速度(du)☁️可以到(dao)10Mbps,抗共模(mo)能力增(zeng)強，抗噪(zao)聲幹擾(rao)好，傳輸(shu)距離可(ke)以到3KM。
4渦(wo)輪流量(liang)計的維(wei)護保養(yang)
4.1日維護(hu)保養
　　對(dui)渦輪流(liu)量計進(jin)行巡檢(jian)，觀察讀(du)數顯示(shi)及電池(chi)電量㊙️顯(xian)示是否(fou)清晰、真(zhen)實、正确(que)。檢查渦(wo)輪流量(liang)計各密(mi)封點有(you)無洩漏(lou)現象，如(ru)有🔴洩漏(lou)現象應(ying)及時處(chu)理;
保持(chi)渦輪流(liu)量計外(wai)觀及其(qi)附件的(de)清潔狀(zhuang)态;
檢查(cha)儀表檢(jian)定标識(shi)是否清(qing)晰、有效(xiao)，鉛封是(shi)否良好(hao)。
4.2月維護(hu)保養
檢(jian)查渦輪(lun)流量計(ji)本體及(ji)附件是(shi)否完整(zheng)、是否有(you)鏽蝕或(huo)損壞，銘(ming)牌是否(fou)清晰，接(jie)插件是(shi)否接觸(chu)良好，端(duan)😄子接線(xian)等是否(fou)牢固;
檢(jian)查防爆(bao)撓性管(guan)連接是(shi)否可靠(kao)，若有松(song)動應及(ji)時👅緊固(gu)🔅;
檢查防(fang)雷接地(di)是否可(ke)靠，确保(bao)防雷接(jie)地線各(ge)連接處(chu)♻️無松動(dong)、無鏽蝕(shi)。
4.3季維護(hu)保養
春(chun)秋檢時(shi)對所配(pei)用的過(guo)濾除塵(chen)器進行(hang)拆解檢(jian)查并清(qing)潔;
春秋(qiu)檢時對(dui)渦輪流(liu)量計的(de)葉輪及(ji)軸承進(jin)行清潔(jie)和潤滑(hua)保養，并(bing)經檢定(ding)合格後(hou)方可恢(hui)複正常(chang)使用;
春(chun)秋檢時(shi)根據電(dian)池電量(liang)提示及(ji)時更換(huan)液晶顯(xian)示屏電(dian)池🐉;
春秋(qiu)檢檢查(cha)防爆撓(nao)性管是(shi)否老化(hua)、龜裂，對(dui)影響防(fang)⭕爆性能(neng)的及時(shi)更換。.
4.4年(nian)維護保(bao)養
每半(ban)年效驗(yan)一次。
5渦(wo)輪流計(ji)的安裝(zhuang)注意事(shi)項
确保(bao)完好的(de)渦輪流(liu)量計上(shang)有箭頭(tou)方向表(biao)明流體(ti)方向不(bu)♍能📧裝反(fan):
安裝的(de)管道必(bi)須吹掃(sao)幹淨裏(li)面的殘(can)渣:.
渦輪(lun)流量計(ji)必須水(shui)平安裝(zhuang)，表頭朝(chao)上;
　　渦輪(lun)流量計(ji).上遊必(bi)須安裝(zhuang)帶有差(cha)壓表的(de)過濾器(qi)，且過濾(lü)器距🔞離(li)渦輪有(you)一段較(jiao)長的直(zhi)管段，以(yi)确保流(liu)體正常(chang)平穩的(de)流動。
6渦(wo)輪流懸(xuan)計的使(shi)用的優(you)缺點
優(you)點:
(1)結構(gou)簡易，使(shi)用範圍(wei)廣
　　主要(yao)部件有(you):流量計(ji)主體、穩(wen)流器、渦(wo)輪的測(ce)量單元(yuan)、軸承、累(lei)🛀🏻加器、磁(ci)耦合裝(zhuang)置，校正(zheng)儀。該流(liu)量計适(shi)用于低(di)，中，高壓(ya)氣體🌈都(dou)可以計(ji)量。管道(dao)公稱直(zhi)徑從DN50~DN500範(fan)圍都有(you)，溫度範(fan)圍從-20℃-+60℃.因(yin)此計量(liang)範圍廣(guang)，大流量(liang)、小流量(liang)都可以(yi)，既能适(shi)應寒冷(leng)地區，也(ye)适應高(gao)溫㊙️地區(qu)。
(2)使用方(fang)便，量程(cheng)寬
　　以S省(sheng)場站應(ying)用最多(duo)的渦輪(lun)流量計(ji)，正在逐(zhu)漸取代(dai)孔闆流(liu)量計。因(yin)爲渦輪(lun)流量計(ji)量程寬(kuan)，在一次(ci)更換後(hou)基本可(ke)以滿足(zu)全年高(gao)低峰的(de)使用要(yao)求。不需(xu)要🔆再頻(pin)繁更換(huan)孔闆流(liu)量計的(de)孔😘闆和(he)效驗壓(ya)變。該流(liu)量計量(liang)程🎯一般(ban)量程是(shi)1:30,最大甚(shen)至可擴(kuo)展🔆至1:50。而(er)孔闆流(liu)量計标(biao)準量程(cheng)比113,最大(da)可拓展(zhan)至130，比渦(wo)輪流量(liang)計少了(le)很多。
(3)計(ji)量精度(du)準确
以(yi)愛托利(li)流量計(ji)爲例最(zui)大允許(xu)誤差爲(wei)最小流(liu)量的+/-2%，最(zui)大流量(liang)的0.2。
缺點(dian):
對氣質(zhi)要求高(gao)，測量氣(qi)體必須(xu)純度高(gao)，雜質少(shao),
7渦輪流(liu)計常見(jian)問題及(ji)故陶處(chu)理(見表(biao)1)
 
8結語
　　目(mu)前天然(ran)氣場站(zhan)現行的(de)例行工(gong)作和工(gong)藝條件(jian)不能有(you)效降低(di)天然氣(qi)氣質中(zhong)的雜質(zhi)。所以爲(wei)了提高(gao)渦輪流(liu)量計計(ji)量的精(jing)度，應該(gai)從以下(xia)幾點得(de)到加強(qiang)。
　　第一是(shi)從日常(chang)工作方(fang)面加強(qiang)沿線天(tian)然氣場(chang)站卧❗分(fen)和過濾(lü)器的層(ceng)層排污(wu)，目的是(shi)在天然(ran)氣進入(ru)流量計(ji)之前設(she)置層層(ceng)屏障，在(zai)雜質進(jin)入流量(liang)計之前(qian)就把它(ta)清理幹(gan)淨。第二(er)定期采(cai)取清管(guan)作業，當(dang)管輸效(xiao)率降低(di)到90%以下(xia)時對管(guan)道裏的(de)污物定(ding)期清理(li)幹💃淨。第(di)三根據(ju)在場站(zhan)排污時(shi)所排的(de)雜質的(de)多少，判(pan)㊙️斷是否(fou)要進行(hang)多次排(pai)污，以确(que)定是否(fou)已經達(da)标。第四(si)個是流(liu)量計的(de)使用說(shuo)明書、合(he)格證書(shu)、檢定證(zheng)書都🤞應(ying)該具備(bei)且在有(you)效期内(nei)，及備品(pin)備件原(yuan)則上按(an)使用總(zong)數的3%儲(chu)備。場站(zhan)應該應(ying)該有計(ji)量管理(li)人員負(fu)責計量(liang)器具及(ji)資料的(de)💋管理，保(bao)證計量(liang)器具資(zi)料🔅的完(wan)整。從技(ji)💚術方面(mian)在做🐪好(hao)平時渦(wo)輪流量(liang)計的維(wei)護保養(yang)和每年(nian)的檢定(ding)，确保流(liu)量計的(de)運行在(zai)檢定周(zhou)期内。第(di)五加強(qiang)日常工(gong)作的考(kao)核力度(du)，确保每(mei)項🔞工作(zuo)都順利(li)完成。

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