氣體渦輪流量計(jì)精度影響因素及檢定方法

氣體渦輪流量計(jì)原理渦輪流量計(jì)是速度式流量計(jì)的一種,由渦輪、導(dǎo)流器、前置放大器、感應(yīng)線圈和殼體等部件組成。如圖1所示。當(dāng)氣體進(jìn)入安裝在管道上的氣體流量計(jì)時(shí),流量計(jì)的葉輪受力旋轉(zhuǎn),在一定的流量范圍內(nèi),渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與氣體流速成正比。由此,可通過(guò)渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到氣體流速,從而可以計(jì)算得到通過(guò)管道的氣體流量。

氣體渦輪流量計(jì)渦輪的轉(zhuǎn)速通過(guò)裝在機(jī)殼外的傳感線圈來(lái)檢測(cè)。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,渦輪葉片切割殼體內(nèi)永久磁鋼引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測(cè)到的磁通周期變化信號(hào)送入前置放大器,對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、整形,產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號(hào),送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值;同時(shí)亦將脈沖信號(hào)送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路,將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電流量,進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值。

近年來(lái),由于其具有精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)部件少、耐壓高、溫度范圍寬、維修方便、重量輕、體積小、壓力損失小、量程比大、安裝維護(hù)方便、前后直管段要求較低等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于天然氣貿(mào)易結(jié)算計(jì)量,逐步成為我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)馍虡I(yè)貿(mào)易和交接計(jì)量的首選儀表之一。1-緊固件;2-殼體;3-前導(dǎo)向件;4-止推片;5-葉輪;6-電磁感應(yīng)信號(hào)檢出器;7-軸承;8-后導(dǎo)向件圖1渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖2氣體渦輪流量計(jì)精度影響因素在渦輪流量計(jì)的檢定工作中,我們發(fā)現(xiàn)除了流量計(jì)本身結(jié)構(gòu)造成的系統(tǒng)正常計(jì)量偏差之外,絕大多數(shù)送檢渦輪流量計(jì)在其檢定有效期內(nèi)均出現(xiàn)了不同程度的磨損、腐蝕和阻塞等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了流量計(jì)的正常工作,是導(dǎo)致計(jì)量誤差增大的主要原因。

2.1磨損由于氣體渦輪流量計(jì)對(duì)介質(zhì)的要求較高。通過(guò)流量計(jì)的檢測(cè)氣體如果不清潔,就會(huì)導(dǎo)致細(xì)小固體雜質(zhì)顆粒粘附在流量計(jì)軸承上,致使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)不靈,葉輪旋轉(zhuǎn)不正常,產(chǎn)生機(jī)械磨損;此外由于葉輪長(zhǎng)期高速旋轉(zhuǎn),仍會(huì)有磨損產(chǎn)生。磨損后的氣體渦輪流量計(jì),檢測(cè)精度下降。

2.2腐蝕若被測(cè)介質(zhì)中含有腐蝕性氣體,當(dāng)氣體流經(jīng)流量計(jì)時(shí),會(huì)對(duì)流量計(jì)的轉(zhuǎn)子部分產(chǎn)生腐蝕,造成轉(zhuǎn)子腐蝕變形、表層脫落,這樣就會(huì)引起轉(zhuǎn)子質(zhì)量的變化,從而改變流量計(jì)的計(jì)量參數(shù),影響轉(zhuǎn)子的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和計(jì)量的準(zhǔn)確性。

2.3阻塞我們?cè)跈z定中還發(fā)現(xiàn),部分流量計(jì)葉輪上纏繞有廢棄螺紋密封膠帶等纖維狀污物,阻塞轉(zhuǎn)子,減小通過(guò)轉(zhuǎn)子的有效流動(dòng)斷面,引起流速剖面的顯著改變,導(dǎo)致計(jì)量數(shù)據(jù)失真。   

2.4油污現(xiàn)場(chǎng)油氣分離不徹底,導(dǎo)致多數(shù)流量計(jì)內(nèi)壁和葉輪上附著有黑色原油,阻礙葉輪轉(zhuǎn)動(dòng),部分原油隨氣流進(jìn)入渦輪流量計(jì),并在葉輪高速旋轉(zhuǎn)離心力的作用下,滯留在殼體內(nèi),引起計(jì)量誤差。綜上所述,這些影響因素的存在,使一些氣體渦輪流量計(jì)在檢定后很短的時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)的問(wèn)題,嚴(yán)重影響天然氣的準(zhǔn)確計(jì)量和油氣田開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)的可靠錄取,必須加以消除。

3氣體渦輪流量計(jì)檢定項(xiàng)目與檢定方法根據(jù)氣體渦輪流量計(jì)檢定規(guī)程的要求,計(jì)量部門(mén)應(yīng)該對(duì)氣體渦輪流量計(jì)的外觀、隨機(jī)文件、示值誤差、重復(fù)性等進(jìn)行檢定。目前計(jì)量部門(mén)一般都使用氣體流量標(biāo)準(zhǔn)表法標(biāo)定氣體渦輪流量計(jì)。這種檢定裝置由于使用方便,校驗(yàn)費(fèi)用低,逐步業(yè)內(nèi)的認(rèn)可,成為檢定氣體流量計(jì)的常用裝置。我們將被檢流量計(jì)安裝到試驗(yàn)管路中,利用氣體在相同時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)表和被檢表,試驗(yàn)時(shí)可以采用1臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)表與1臺(tái)被檢表進(jìn)行比較;也可以用兩臺(tái)以上并聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)表與1臺(tái)被檢表進(jìn)行比較。比較兩者的輸出瞬時(shí)流量值,或比較一段時(shí)間內(nèi)的累積流量值,用比較的方法得到被檢流量計(jì)的試驗(yàn)結(jié)果。首先,確保流量計(jì)在最大檢定流量的70%-100%范圍內(nèi)運(yùn)行5分鐘以上,待流體溫度、壓力、流量穩(wěn)定后開(kāi)始進(jìn)行檢定校驗(yàn)。其次,選定流量檢定點(diǎn),minQ、maxQ、0.40maxQ,若流量計(jì)等級(jí)較高,還需要增加幾個(gè)流量檢測(cè)點(diǎn),