淺析天然氣用渦輪流量計測量的優勢與注意事項
發布日期:2018-06-30
在流量計中渦輪流量計、容積式流量計和科氏質量流量計是三類重複性、精確度最佳的產品,而渦輪流量計有具有自己的特點,如結構簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大和科適應高參數(高溫、高壓和低溫)等是容積式流量計和科氏流量計難以達到的。
1、渦輪流量計原理和結構
渦輪流量計的工作原理:
    渦輪流量計的原理方框圖如圖1所示。在管道中心安放一個渦輪,兩端由軸承支撐。當流體通過管道時,衝擊渦輪葉片,對渦輪產生驅動力矩,使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產生旋轉。在一定的流量範圍內,對一定的流體介質粘度,渦輪的旋轉角速度與流體流速成正比。由此,流體流速可通過渦輪的旋轉角速度得到,從而可以計算得到通過管道的流體流量。
 
  渦輪流量計結構圖
 
渦輪流量計原理方框圖
渦輪的轉速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。當渦輪葉片切割由殼體內永久磁鋼產生的磁力線時,就會引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器,對信號進行放大、整形,產生與流速成正比的脈衝信號,送入單位換算與流量積算電路得到並顯示累積流量值;同時亦將脈衝信號送入頻率電流轉換電路,將脈衝信號轉換成模擬電流量,進而指示瞬時流量值。
渦輪流量計原理方框圖見圖2。
    流體從機殼的進口流入。通過支架將一對袖承固定在管中心軸線上,渦輪安裝在軸承上。在渦輪上下遊的支架上裝有呈輻射形的整流板,以對流體起導向作用,以避免流體自旋而改變對渦輪葉片的作用角度。在渦輪上方機殼外部裝有傳感線圈,接收磁通變化信號。其主要部件有:
(1)渦輪
    渦輪由導磁不鏽鋼材料製成,裝有螺旋狀葉片。葉片數量根據直徑變化而不同,2-24片不等。為了使渦輪對流速有很好的響應,要求質量盡可能小。
    對渦輪葉片結構參數的一般要求為:葉片傾角10°~15°;葉片重疊度P為1~1.2;葉片與內殼間的間隙為0.5~1mm。
(2)軸承
    渦輪的軸承一般采用滑動配合的硬質合金軸承,要求耐磨性能好。由於流體通過渦輪時會對渦輪產生一個軸向推力,使鈾承的摩擦轉矩增大,加速鈾承磨損,為了消除軸向力,需在結構上采取水力平衡措施,其原理見圖3所示。由於渦輪處直徑DH略小於前後支架處直徑Ds,所以,在渦輪段流通截而擴大,流速降低,使流體靜壓上升ΔP,這個ΔP的靜壓將起到抵消部分軸向推力的作用。
水力平衡原理示意圖
(3)前置放大器
    前置放大器由磁電感應轉換器與放大整形電路兩部分組成,示意圖見圖4所示。
磁電轉換器國內一般采用磁阻式,它由永久磁鋼及外部纏繞的感應線圈組成。當流體通過使諷輪旋轉的,葉片在永久磁鋼正下方時磁阻zui小,兩葉片空隙在磁鋼下方時磁阻zui大,渦輪旅轉,不斷地改變磁路的磁通量,使線圈中產生變化的感應電勢,送入放大整形電路,變成脈衝信號。
    輸出脈衝的頻率與通過流量計的流量成正比,其比例係數K為
                                K=f/qv
式中: f--渦輪流量計輸出脈衝頻率;
     qv--通過流量計的流量。
     該比例係數亦稱為渦輪流量計的儀表係數。
 
(4)信號接收與顯示
    信號接收與顯示器內係數校正器、加法器和頻電轉換器等組成,其作用是將從前置放大器送來的脈衝信號變換成累積流量和瞬時流量並顯。
2、進口渦輪流量計(以愛拓利渦輪流量計為例)
就原理而言,進口和國產渦輪流量計的原理相同,都是一種速度式流量計,當氣體流入流量計時,首先通過流量計入口的整流器,在整流器收縮段加速,並調整流速的分布,克服氣體擾動的影響,然後進入管網,由於渦輪葉片設計成角度的重疊,使氣體在低速時能夠zui大限度的吸收氣體能量。由於氣體的衝力,渦輪克服摩擦力矩和阻力力矩開始轉動,當力矩達到平衡,速度穩定,渦輪的角頻率與流入流量計的氣體平均流速成正比。
愛拓利渦輪流量計主要由表體、表體前端的導流翼(整流器)、渦輪(葉輪)、齒輪傳送裝置和計數器五個部分組成,另外根據實際需要表體上可以選配溫度套管、壓力接口、高頻發生器、參考高頻發生器、潤滑油泵等。愛拓利渦輪流量計為機械傳動計量,無需任何耗電即可在表頭計數器內進行工況流量的總計量。其溫壓補償及壓縮係數補償在電子體積校正儀內完成。所以既保證計量的穩定性又能做到選配的靈活性。愛拓利渦輪流量計的設計製造符合歐共體標準、OIML IR-32/88建議標準及ISO/DIN9951標準,結構形式符合國際規範。
 
 愛拓利渦輪流量計
對於進口渦輪流量計的原理和結構在這裏不再贅述,下麵重點談談愛拓利渦輪流量計的主要特點:
l         高精確度:對於氣體介質,渦輪流量計精度一般為±1%R~±1.5%R,特殊專用型為±0.5%R~±1.0%R。在所用流量計中屬於zui精確之一。
l         重複性好:短期重複性可以達到0.05%~0.2%,正是由於具有良好的重複性,是在燃氣貿易結算中zui優先選擇的流量計。如果經常校準或在線校準,可得到極高的精確度。
l         低頻脈衝信號:低頻脈衝信號適於總量計量及與流量計算機或校正儀連接,無零點漂移,抗幹擾能力強,同時具有高頻輸出,可用於流量計的運行狀態在線監測。
l         範圍度寬:1:20或1:30的量程比,高壓可以擴展到1:50。
l         自潤滑軸承:愛拓利渦輪流量計采用永久自潤滑軸承,可以實現8年免維護(對氣質清潔、幹燥的天然氣而言)。
l         直管段要求低:愛拓利渦輪流量計結構緊湊、安裝方便,隻要求入口有兩倍的直管段,出口無要求。
渦輪流量計使用受限的主要原因有:1、軸承磨損;2、粘附性的雜質對渦輪和軸承的影響。愛拓利渦輪流量計針對這些原因,經過對流量計的材質和結構的改進,采用永久自潤滑軸承,使用壽命一般都很長。
四、氣體體積校正儀
隨著城市化進程的加快和國家“西氣東輸”工程的全麵啟動,天然氣作為一種高效、清潔的燃料和優質化工原料越來越多的用於企業生產和居民生活中。如何保障保證天然氣計量係統的準確可靠,保證渦輪流量計長期正常工作,已經越來越成為供用雙方關注的焦點。
下麵以渦輪流量計為例,簡要介紹一下在安裝、使用和維護過程中應該需要注意的事項:
 渦輪流量計在安裝時需要注意事項:
1.安裝渦輪流量計前,工藝管道要清掃幹淨;
                           
 2.流體流向必須與流量計外殼上的箭頭指向一致,不能裝反,並符合說明書的安裝環境要求,尤其室外安裝應有避陽光直射和防雨淋措施;
                           
 3.流量計連接的前後管道的內徑應與流量計口徑一致,管道與流量計連接處不能有凸出物(如凸出的焊縫和墊片等)伸入管道內,並注意管道軸線和流量計軸線保持同心;
 4.流量計前應安裝過濾器,以消除雜質的影響。
渦輪流量計在使用和維護過程中需要注意事項:
1.渦輪流量計投運前要先進行儀表係數的設定,仔細檢查,確定流量計接線無誤、接地良好後方可送電;
                           
2.定期對流量計進行清洗、檢查和複校,有潤滑油或清洗液注入口的流量計,應按說明書的要求定期注入潤滑油或清洗液,以維護葉輪良好運行;
3.監查顯示儀表狀況,評估顯示儀表讀數,有異常要及時檢查;
4.保持過濾器暢通,過濾器堵塞情況可以從其入口、出口處壓力表讀數差的增大來判斷出,出現堵塞及時排除;
5.對於貿易結算用渦輪流量計,為保證計量的準確可靠,必須定期進行檢定。

文章信息歸屬於江蘇AG亚游集团自動化儀表有限公司所有:/view-295-1.html 轉載請注明出處


客戶服務熱線
0517-86889909

微信掃二維碼有驚喜
網站地圖:sitemap
网站地图:sitemap