摘(zhai)要:渦(wo)輪流(liu)量計(ji) 是一(yi)種具(ju)備溫(wen)度和(he)壓力(li)補償(chang)功能(neng)的速(su)度式(shi)流量(liang)計❓量(liang)器具(ju),具有(you)精度(du)高.重(zhong)複性(xing)好、量(liang)程比(bi)高、維(wei)修方(fang)便等(deng)優點(dian),從而(er)在石(shi)油、化(hua)工、冶(ye)金等(deng)領域(yu)應用(yong)廣泛(fan)。從渦(wo)輪💘流(liu)量計(ji)的特(te)點、原(yuan)理、類(lei)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼型、使(shi)用以(yi)及缺(que)陷等(deng)5個方(fang)面介(jie)紹其(qi)在天(tian)然氣(qi)計量(liang)中的(de)應用(yong)。
0前言(yan)
　　天然(ran)氣作(zuo)爲一(yi)種清(qing)潔能(neng)源在(zai)我國(guo)的能(neng)源戰(zhan)略中(zhong)🐕占據(ju)着重(zhong)要的(de)地位(wei),随着(zhe)國家(jia)西氣(qi)東輸(shu)管道(dao)的建(jian)成和(he)城市(shi)燃氣(qi)管網(wang)的不(bu)斷完(wan)善,科(ke)學準(zhun)确的(de)天然(ran)氣貿(mao)易結(jie)算重(zhong)要性(xing)凸顯(xian)。因爲(wei)📐在精(jing)度🏃🏻‍♂️、重(zhong)複性(xing)、零點(dian)漂移(yi)、量程(cheng)比等(deng)方面(mian)具備(bei)顯著(zhe)👄的優(you)勢,渦(wo)輪流(liu)量計(ji)成爲(wei)一種(zhong)被廣(guang)泛使(shi)用的(de)速度(du)式流(liu)量計(ji)。11其軸(zhou)承制(zhi)🔆作精(jing)良、導(dao)流片(pian)經過(guo)特殊(shu)設計(ji),能降(jiang)低磨(mo)損,在(zai)極端(duan)條件(jian)下保(bao)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼證測(ce)量的(de)可靠(kao)性;其(qi)輸出(chu)信号(hao)爲脈(mo)沖,易(yi)于數(shu)字化(hua);渦輪(lun)流量(liang)㊙️計的(de)儀表(biao)系數(shu)和線(xian)性度(du)都受(shou)壓力(li)變化(hua)🆚影響(xiang)較小(xiao),21如與(yu)帶特(te)殊功(gong)能的(de)二次(ci)儀表(biao)配套(tao)，還可(ke)以進(jin)行定(ding)量控(kong)🤞制，超(chao)量報(bao)警等(deng)🌈，3因此(ci)在石(shi)油、液(ye)化氣(qi)、天然(ran)氣領(ling)域取(qu)得了(le)廣泛(fan)的應(ying)用，主(zhu)要從(cong)特點(dian)、原理(li)、類型(xing)、應用(yong)以及(ji)不足(zu)等🏃🏻‍♂️5個(ge)方面(mian)介紹(shao) 氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計 在(zai)天然(ran)氣計(ji)量中(zhong)的應(ying)用。
1氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的特(te)點
　　氣(qi)體渦(wo)輪式(shi)流量(liang)計安(an)裝簡(jian)單、方(fang)便，具(ju)備在(zai)線和(he)巡檢(jian)🙇‍♀️式計(ji)量已(yi)廣泛(fan)應用(yong)于天(tian)然氣(qi)計量(liang)中。
1.1智(zhi)能測(ce)量與(yu)補償(chang)
　　氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)可直(zhi)接測(ce)量氣(qi)體的(de)标準(zhun)體積(ji)或飽(bao)和蒸(zheng)汽的(de)質量(liang)流量(liang)并且(qie)獲得(de)介質(zhi)溫度(du)與壓(ya)力的(de)測量(liang)數據(ju),對流(liu)🏒量進(jin)行自(zi)動補(bu)償和(he)壓縮(suo)因子(zi)自動(dong)修正(zheng)。
1.2制造(zao)工藝(yi)先進(jin)
　　氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計采(cai)用先(xian)進的(de)微機(ji)技術(shu)與高(gao)性能(neng)的集(ji)成芯(xin)片✊,利(li)用先(xian)進的(de)微功(gong)耗高(gao)新技(ji)術,整(zheng)機功(gong)耗低(di),既可(ke)憑内(nei)電池(chi)長期(qi)供電(dian)運行(hang),又可(ke)由外(wai)電源(yuan)供電(dian)運行(hang),采用(yong)⭕LCD顯示(shi)屏方(fang)便讀(du)🌐數,輸(shu)出脈(mo)沖信(xin)号,也(ye)可輸(shu)出(4~20)mA的(de)标準(zhun)模拟(ni)信号(hao)。[6]
1.3自動(dong)化程(cheng)度高(gao)
　　具備(bei)通訊(xun)接口(kou)能夠(gou)與上(shang)位機(ji)進行(hang)通訊(xun),一台(tai)上位(wei)🍓機可(ke)與多(duo)台流(liu)量計(ji)進行(hang)通訊(xun)，便于(yu)集中(zhong)管理(li)。'
2氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計工(gong)作原(yuan)理
　　氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的基(ji)本原(yuan)理是(shi):當沿(yan)軸線(xian)流動(dong)的流(liu)🎯體進(jin)入流(liu)♌量傳(chuan)感器(qi)時,葉(ye)片迫(po)使流(liu)體旋(xuan)轉,然(ran)後⛷️在(zai)旋渦(wo)蔓生(sheng)體的(de)中心(xin)産生(sheng)渦流(liu)。
　　渦流(liu)在文(wen)丘裏(li)管中(zhong)流動(dong),到達(da)收縮(suo)段後(hou)突然(ran)節流(liu)🔴,從而(er)🔱加速(su)。當渦(wo)旋進(jin)人擴(kuo)散區(qu)時,回(hui)流迫(po)使其(qi)進行(hang)二次(ci)旋轉(zhuan)。此時(shi)，渦流(liu)的旋(xuan)轉頻(pin)率與(yu)介質(zhi)的速(su)度成(cheng)線性(xing)正比(bi)。壓電(dian)傳感(gan)器檢(jian)測到(dao)的弱(ruo)電荷(he)信号(hao)被前(qian)置放(fang)大器(qi)放大(da),濾波(bo)和整(zheng)形,然(ran)後轉(zhuan)換爲(wei)脈沖(chong)信号(hao),其頻(pin)率與(yu)流速(su)成正(zheng)比。最(zui)後,信(xin)号被(bei)發送(song)到積(ji)分器(qi)進行(hang)計數(shu)和👣處(chu)理。
　　流(liu)量積(ji)算儀(yi) 由 溫(wen)度和(he)壓力(li)計量(liang)模拟(ni)通道(dao)以及(ji)微處(chu)理單(dan)元組(zu)成,流(liu)量計(ji)中的(de)微處(chu)理器(qi)可根(gen)據溫(wen)度測(ce)量值(zhi)對應(ying)得到(dao)介質(zhi)密度(du)和壓(ya)力,完(wan)成介(jie)質的(de)體積(ji)流量(liang)和質(zhi)量💔流(liu)量的(de)計算(suan);還☂️可(ke)按照(zhao)氣态(tai)方程(cheng)進行(hang)溫壓(ya)補償(chang),并自(zi)動進(jin)行壓(ya)縮因(yin)子修(xiu)正。
　　對(dui)于機(ji)械計(ji)數器(qi)式渦(wo)輪流(liu)量計(ji)，計數(shu)器通(tong)過驅(qu)動機(ji)構旋(xuan)轉并(bing)計數(shu)。對于(yu)使用(yong)電子(zi)流量(liang)積分(fen)器的(de)流量(liang)計,代(dai)表渦(wo)輪😘轉(zhuan)速的(de)脈沖(chong)信号(hao)通過(guo)旋轉(zhuan)的發(fa)訊🌈盤(pan)或信(xin)号傳(chuan)感器(qi)和放(fang)大電(dian)路輸(shu)出,脈(mo)沖信(xin)号的(de)頻率(lü)與.流(liu)體的(de)體積(ji)流量(liang)成正(zheng)比。
3氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)類型(xing)
3.1基本(ben)型渦(wo)輪流(liu)量計(ji)
　　傳感(gan)器本(ben)身不(bu)具備(bei)現場(chang)顯示(shi)功能(neng),僅将(jiang)流量(liang)信号(hao)遠傳(chuan)🤞輸出(chu)。流量(liang)信号(hao)可分(fen)爲脈(mo)沖信(xin)号或(huo)電流(liu)信号(hao)。價格(ge)低集(ji)成度(du)高體(ti)💋積小(xiao)巧，特(te)别适(shi)用于(yu)與二(er)次顯(xian)示儀(yi).PLCDCS等計(ji)算機(ji)控制(zhi)系統(tong)配合(he)使用(yong)。
3.2智能(neng)渦輪(lun)流量(liang)計
　　智(zhi)能渦(wo)輪流(liu)量計(ji) ,結合(he)了渦(wo)輪流(liu)量傳(chuan)感器(qi)和先(xian)進的(de)超低(di)功耗(hao)單片(pian)微機(ji)技術(shu)開發(fa)的顯(xian)示集(ji)成儀(yi)表，具(ju)有結(jie)構緊(jin)湊、可(ke)靠性(xing)高、抗(kang)外部(bu)電源(yuan)幹擾(rao)防雷(lei)擊、成(cheng)本低(di)等優(you)點。191可(ke)現場(chang)進行(hang)儀表(biao)💰系數(shu)三點(dian)修正(zheng)，智能(neng)補⭕償(chang)儀表(biao)系數(shu)非線(xian)性,同(tong)時顯(xian)示瞬(shun)🈲時流(liu)量、累(lei)積流(liu)量以(yi)及溫(wen)度、壓(ya)🌈力等(deng)計量(liang)參數(shu),具備(bei)數據(ju)實時(shi)存儲(chu)功能(neng)和防(fang)爆功(gong)能，特(te)别适(shi)用于(yu)與PLC、DCS等(deng)計算(suan)機控(kong)制系(xi)統配(pei)合使(shi)👣用。
4氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的使(shi)用
　　氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)具有(you)靈敏(min)度高(gao)、重複(fu)性好(hao)、量程(cheng)比大(da)🐉精度(du)高㊙️特(te)點,因(yin)此廣(guang)泛用(yong)于天(tian)然氣(qi)流量(liang)測量(liang)中。當(dang)流量(liang)變化(hua)很大(da)時，氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)比差(cha)壓流(liu)量計(ji)更合(he)适。氣(qi)體✏️渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的量(liang)程比(bi)寬,中(zhong)大口(kou)徑可(ke)以達(da)到40:1到(dao)10:1,小口(kou)徑爲(wei)6:1或5:1。随(sui)着天(tian)然氣(qi)計量(liang)技術(shu)的⛱️發(fa)展以(yi)及對(dui)天然(ran)氣貿(mao)易♋和(he)交接(jie)計量(liang)要求(qiu)的提(ti)高🏃‍♂️.氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)🈲量計(ji)既可(ke)以滿(man)足貿(mao)易計(ji)量的(de)要求(qiu),又🏃🏻‍♂️可(ke)以滿(man)足⭕較(jiao)寬的(de)測量(liang)範圍(wei)。另外(wai),它的(de)設備(bei)成本(ben)比孔(kong)闆流(liu)量計(ji)和氣(qi)體🌈超(chao)聲流(liu)量計(ji)低。因(yin)此,氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)被越(yue)來越(yue)廣泛(fan)✏️地使(shi)用🤩,尤(you)其中(zhong)國天(tian)然氣(qi)市場(chang)用量(liang)增幅(fu)明顯(xian),但是(shi)普遍(bian)存在(zai)下遊(you)市場(chang)前期(qi)用量(liang)較低(di),天然(ran)氣管(guan)道往(wang)往在(zai)初期(qi)采取(qu)低壓(ya)運行(hang),在運(yun)行一(yi)段時(shi)間後(hou)逐步(bu)提高(gao)壓力(li),增大(da)供應(ying)量,渦(wo)輪流(liu)量計(ji)以其(qi)較寬(kuan)的量(liang)程比(bi)能降(jiang)低測(ce)量管(guan)直徑(jing),從而(er)較少(shao)投資(zi)。
　　氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計精(jing)度高(gao),普通(tong)流量(liang)計的(de)精度(du)爲(±1~±1.5)%,特(te)殊專(zhuan)用型(xing)爲(±0.5~±0.2)%,但(dan)其精(jing)度越(yue)高,對(dui)現場(chang)條件(jian)的要(yao)求越(yue)苛刻(ke)。渦輪(lun)🌂流量(liang)計具(ju)有良(liang)🔞好的(de)重複(fu)性,短(duan)期重(zhong)複性(xing)可達(da)(0.05~0.2)%。如果(guo)定期(qi)校準(zhun)，則可(ke)以獲(huo)得很(hen)高的(de)精度(du)。
氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計結(jie)構緊(jin)湊輕(qing)巧、安(an)裝維(wei)護方(fang)便、流(liu)通能(neng)力大(da),适用(yong)高壓(ya)測量(liang)。儀表(biao)表體(ti)上不(bu)必開(kai)孔，易(yi)制成(cheng)高壓(ya)型儀(yi)表，,可(ke)以滿(man)足管(guan)道的(de)升壓(ya)要求(qiu)。正因(yin)爲具(ju)備🌈以(yi)上優(you)點,因(yin)此在(zai)天然(ran)氣貿(mao)易結(jie)算中(zhong)是優(you)‼️先選(xuan)用的(de)流量(liang)計之(zhi)一。
5氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的缺(que)陷
　　由(you)于氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)難以(yi)長期(qi)保持(chi)穩定(ding)的計(ji)量特(te)性,需(xu)要定(ding)期檢(jian)定或(huo)者校(xiao)準。對(dui)于貿(mao)易儲(chu)運和(he)高精(jing)度測(ce)量的(de)要求(qiu),需要(yao)經🔴常(chang)對流(liu)量計(ji)進行(hang)在線(xian)實流(liu)檢定(ding)以保(bao)持其(qi)特性(xing),同時(shi)氣體(ti)密度(du)對儀(yi)表精(jing)度有(you)較大(da)影響(xiang),由于(yu)密度(du)與溫(wen)度和(he)壓力(li)密切(qie)相關(guan),現場(chang)溫度(du)和壓(ya)力的(de)波動(dong)是不(bu)可避(bi)免的(de),應根(gen)據其(qi)對流(liu)量計(ji)計量(liang)特性(xing)的影(ying)響程(cheng)度采(cai)取補(bu)償措(cuo)施,以(yi)保持(chi)高精(jing)度。”1因(yin)此保(bao)持渦(wo)輪流(liu)量計(ji)精度(du)的同(tong)時,需(xu)要對(dui)👣現場(chang)溫度(du)、壓力(li)進行(hang)定期(qi)校準(zhun)和補(bu)㊙️償,從(cong)而确(que)保天(tian)然氣(qi)管道(dao)貿易(yi)計量(liang)的準(zhun)确性(xing)。
　　流量(liang)計受(shou)速度(du)分布(bu)和旋(xuan)轉流(liu)的畸(ji)變影(ying)響很(hen)大。傳(chuan)感器(qi)的🤞上(shang)下兩(liang)側需(xu)要設(she)置長(zhang)直管(guan)段。如(ru)果安(an)裝空(kong)❓間有(you)限,可(ke)以安(an)裝整(zheng)流器(qi)以縮(suo)短直(zhi)管段(duan)的長(zhang)度,這(zhe)不适(shi)合測(ce)量脈(mo)動流(liu)和混(hun)溶流(liu)。被測(ce)氣體(ti)的清(qing)潔度(du)要求(qiu)很高(gao)。如果(guo)氣體(ti)👌變髒(zang),可以(yi)☂️安裝(zhuang)過濾(lü)器,但(dan)同時(shi)也會(hui)帶來(lai)壓力(li)損失(shi)增大(da)、維護(hu)增加(jia)。
6小結(jie)
　　氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計是(shi)一種(zhong)速度(du)流量(liang)計,具(ju)有精(jing)度高(gao)、重✌️複(fu)性好(hao)、無零(ling)漂移(yi)、量程(cheng)比大(da)等優(you)點。采(cai)用先(xian)進的(de)🍓超低(di)功耗(hao)單片(pian)微機(ji)技術(shu)⚽研制(zhi)的渦(wo)輪流(liu)量計(ji),特别(bie)适合(he)與計(ji)算機(ji)🏃‍♀️控制(zhi)系統(tong)(例如(ru)PLC和DCS)來(lai)配套(tao)使用(yong)改善(shan)天然(ran)氣自(zi)動化(hua)流量(liang)計量(liang)水平(ping),其量(liang)程比(bi)🏃🏻‍♂️寬非(fei)常适(shi)合流(liu)量變(bian)化幅(fu)度較(jiao)大的(de)✏️場合(he),可降(jiang)低測(ce)量管(guan)直徑(jing),從而(er)較少(shao)投資(zi)👈;短期(qi)重複(fu)性可(ke)達(0.05~0.2)%，如(ru)經常(chang)校準(zhun)或在(zai)線校(xiao)準可(ke)得極(ji)高的(de)精度(du)🐇;安裝(zhuang)維護(hu)💛方便(bian),流通(tong)能力(li)大适(shi)用高(gao)壓測(ce)量,在(zai)🌈天然(ran)氣管(guan)道貿(mao)易結(jie)算中(zhong)是優(you)先選(xuan)用的(de)流量(liang)計;然(ran)而☂️氣(qi)體密(mi)度對(dui)流量(liang)計精(jing)度有(you)較大(da)影響(xiang),需要(yao)定期(qi)校準(zhun)🔅。

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