導讀：天然氣渦輪流量計的應用與故障分析

隨著西氣東輸、川氣東送等長距離、大口徑、高壓力的輸氣管道的建成投產(chǎn)以及      氣輸配網(wǎng)絡(luò)的逐漸形成，管道運營商對   氣貿(mào)易計量的科學性、可靠性、公正性提出了   高的要求。依賴電子技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，   氣計量方式亦向自動化、智能化、遠程化方向發(fā)展，目前   氣渦輪流量計已經(jīng)實現(xiàn)了實時、在線、遠程控制，并逐步向渦輪流量計、變送器，SCADA系統(tǒng)、色譜分析儀等組成的智能計量系統(tǒng)方向發(fā)展。

　　由于渦輪流量計靈敏度高、重復性好、量程比寬、結(jié)構(gòu)緊湊，因此廣泛應用于工業(yè)貿(mào)易計量。在設(shè)計標準方面，歐洲PrEN12261是目前氣體渦輪流量計   全面、   具針對性的標準規(guī)范，在計量性能、材料要求、輸出、標記、文件資料等方面對氣體渦輪流量計提出了具體要求；其他設(shè)計標準還包括   AGANo7、   標準化組織ISO9951：1993、   法制計量組織OIMLR137-1、日本JISZ8765-1980等。國內(nèi)主要采用GB/T18940-2003進行渦輪流量計的設(shè)計。

　　一、渦輪流量計的測量原理

　　渦輪流量計是一種速度式流量儀表，測量本體是渦輪流量傳感器，主要由葉輪和磁電感應線圈組成，葉輪軸心與管道中心相同，可以自由轉(zhuǎn)動，其葉片與氣體流動方向成   角度。在流體沖擊下，渦輪沿管道軸向旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速率隨流量變化而不同，流速越高，動能越大，渦輪的轉(zhuǎn)速也越高。渦輪的轉(zhuǎn)速經(jīng)磁電感應轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應頻率的電脈沖，通過展示儀表進行積算和展示。

　　渦輪流量計通過不同的計算方法，可分別展示累計流量和瞬時流量。當渦輪葉片切割殼體內(nèi)   磁鋼產(chǎn)生的磁力線時，將引起傳感線圈磁通的變化，磁通周期變化信號經(jīng)前置放大器放大、整形，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號，脈沖信號經(jīng)流量積算電路換算后展示累積流量值，同時經(jīng)頻率電流轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成模擬電流量，進而展示瞬時流量值。

　　二、渦輪流量計的應用

　　1、起始流量

　　渦輪葉片克服摩擦力做功，當氣體流量較小時，葉片未啟動旋轉(zhuǎn)，導致渦輪流量計存在計量盲區(qū)。當壓力、溫度，密度等氣體參數(shù)發(fā)生改變時，渦輪流量計的起始流量也會發(fā)生相應變化。被測   氣的靜壓增大時，所測流量范圍也相應增大，同時   氣的密度會引起不同的壓損。氣體渦輪流量計適合流量幅度較大的場合，但當氣量過小時，渦輪流量計不能克服摩擦力矩轉(zhuǎn)動。氣量大于   值后，流量與轉(zhuǎn)速呈線性關(guān)系；受葉輪強度、氣流壓損、軸承壽命等條件的限制，氣流量也不宜過大。大多數(shù)渦輪流量計在大氣壓下的測量范圍是1：10~1：30，準確度可達到±0.5%~±1.0%。

　　2、安裝要求

　　渦輪流量計對管輸   氣的流態(tài)非常敏感，而流量計入口前端的阻流設(shè)備(分離除塵、管道彎頭、旋風分離器和過濾器等)可能使流態(tài)改變而影響轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。為此，一般推薦在渦輪流量計入口和出口端各加接一直管段，其入口端長度不小于10倍管段內(nèi)徑，出口端長度不小于5倍管段內(nèi)徑。若安裝空間不能滿足上述要求，可在阻流設(shè)備與渦輪流量計之間安裝整流器。另外，變送器電源線需采用金屬屏蔽線，且接地良好可靠。

　　三、故障分析與維護處理

　　   氣正常流動，渦輪流量計不計數(shù)。故障分析：電源線、功能選擇開關(guān)和信號線有無斷路或接觸不良；展示儀內(nèi)部印制電路板、接觸件有無接觸不良；線圈是否良好；葉輪是否碰撞傳感器內(nèi)壁，有無異物卡住，軸和軸承有無雜物卡住或斷裂。維護處理：用歐姆表排查故障點；印制電路板故障檢查采用替換“備用板”法，換下故障板再作細致檢查；檢查線圈有無斷線和焊點脫落；去除異物，清洗或   換損壞零件，復原后氣吹或手拔動葉輪，應無摩擦聲，   換軸承等零件后應重新校驗，求得新的儀表系數(shù)。

　　未作減量操作，流量展示逐漸下降。故障分析：渦輪流量計前的過濾器是否堵塞；流量傳感器管段上的閥門開度自動減少；傳感器葉輪受雜物阻礙或軸承間隙進入異物，阻力增加而減緩轉(zhuǎn)速。操作維護：清洗過濾器；調(diào)節(jié)流量計上游閥門，判斷有無故障，確認后再修理或   換；卸下傳感器   雜物，   時重新校驗。

　　   氣不流動，流量展示不為零。故障分析：傳輸信號線路屏蔽不良，外界信號干擾；管道外部振動，葉輪隨之抖動，產(chǎn)生誤信號；截止閥關(guān)閉不嚴發(fā)生內(nèi)漏；展示儀線路板之間或電子元件損壞產(chǎn)生干擾。操作維護：檢查動力電纜與信號電纜是否分開鋪設(shè)，展示儀端子接地是否良好；加固管道，安裝防止振動的設(shè)備；檢修或   換截止閥；檢查展示儀電路，判斷干擾源，查出故障點。

　　四、注意事項

　　(1)渦輪流量計投用前，通過流量計算機的控制面板完成儀表系數(shù)的重新設(shè)定。

　　(2)渦輪流量計投運時，其前后壓差不能過大，氣體流速不能過快，應緩慢地手動開啟入口閥門，待管道   充滿   氣且壓力平衡后手動開啟出口閥門，以防止發(fā)生冰堵和瞬間氣流沖擊而損壞渦輪。

　　(3)定期對渦輪流量計進行清洗、檢查和復校，定期注入潤滑油，以維持葉輪良好運行；關(guān)注流量計算機的流量展示狀況，評估流量情況，有異常時立即檢查。

　　(4)保持管路暢通?？梢砸罁?jù)過濾器入口、出口處的差壓變送器的差壓值來判斷過濾器是否被堵塞。   氣流量計渦輪運轉(zhuǎn)失常時應清洗管路，將流量計的渦輪拆除后用輕質(zhì)高標號汽油   清洗后重新安裝。 

 天然氣流量調(diào)節(jié)閥

調(diào)節(jié)閥是工業(yè)過程控制中的主要執(zhí)行單元儀表，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變流體流量?？刂崎y一般由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥組成。如果按其所配執(zhí)行機構(gòu)使用的動力，控制閥可以分為氣動、電動、液動三種，即以壓縮空氣為動力源的氣動調(diào)節(jié)閥，以電為動力源的電動控制閥，以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動力的電液動控制閥，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場總線型控制閥等。

誤差產(chǎn)生的原因

天然氣渦輪流量計同樣存在以下缺點：有可動部件，易于損壞，關(guān)鍵件軸承易磨損，抗臟污能力差，對介質(zhì)的干凈程度要求較高，難以長期保持校準特性，需要定期校驗。造成誤差的原因有：計量表自身質(zhì)量問題，設(shè)計選型不合理，安裝不到位，運行中維護保養(yǎng)不當?shù)取?/p>

天然氣渦輪流量計安裝要求

1.氣體天然氣渦輪流量計前必須安裝過濾器；應保持過濾器暢通，若發(fā)現(xiàn)過濾器堵塞（可憑過濾器進出壓差來判斷）時，應及時對過濾器進行清洗，若未配差壓計的每月清洗一次。

2.要保證直管段的要求，尤其是表前有縮徑或半開閥門的情況。

3.安裝時，密封墊不得突入管道中，流量計與管路軸線目測不得有明顯偏差，不得產(chǎn)生安裝應力。

4.安裝時一定要清掃干凈管道內(nèi)的所有雜質(zhì)，以防軸承和渦輪卡死。