關(guān)于如何有效提高丁烷流量計使用精度的探討
點擊次數(shù)：2415 發(fā)布時間：2020-11-06 08:09:04
近年來，得益于**能源結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國的天然氣產(chǎn)業(yè)突飛猛進的發(fā)展。對于天然氣的流量測量是燃氣生產(chǎn)企業(yè)*基礎的一項工作，其計量標準與測量精度的要求直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益，對于這一點尤其要得到企業(yè)的重視。丁烷流量計用于天燃氣的測算與計量，目前已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)的主力流量計量儀表之一，因為其具有靈敏度髙、重復性好、量程比寬、精度高等優(yōu)點，被廣泛應用于天然氣貿(mào)易結(jié)算計量，逐步成為我國城鎮(zhèn)燃氣商業(yè)貿(mào)易和交接計量的*選儀表之一。丁烷流量計*重要特點就是精度高，這也是它之所以能用于計量地場合的原因，但是需要注意的是，要保證丁烷流量計的精度有幾個要點必須保證，設計選型、檢定精度、安裝工藝、維護保養(yǎng)等，每一項對于保證丁烷流量計的精度都都很重要。本文結(jié)合丁烷流量計的實際使用情況，分析了丁烷流量計的性能特點，設計選型時需考慮的幾點因素，總結(jié)歸納出了在檢定精度的基礎上提高其使用精度的基本方法。
1、渦輪流量計的原理
渦輪流量計是一種速度式流量計，利用氣體推動流量計葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪旋轉(zhuǎn)的速度與流體體積流量成正比，根據(jù)電磁感應原理，利用磁敏傳感器從同步轉(zhuǎn)動的葉輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號，經(jīng)運算處理得出體積流量。其測量精度較高，精度等級可達到1.0級、1.5級；量程比寬，一般為1:20測量范圍寬；結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，裝維護方便前后直管段要求較低，可用于中、高壓計量。
2、誤差產(chǎn)生的原因
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：計量表本身質(zhì)量問題，設計選型不合理，安裝不到位，運行中維護保養(yǎng)不當?shù)取?br /> 3、如何控制誤差
3.1正確確定流量計使用的場所及規(guī)格
由于渦輪流量計渦輪慣性的存在，在流量波動頻繁的場合不宜使用。否則會降低計量精度。要比較準確地估計用氣量的峰谷值和介質(zhì)的壓力情況，正確確定流量計的規(guī)格。從渦輪流量計誤差特性曲線可以看出，應使流量計的工作流景范圍20%Qmax?80%Qmax(Qmax為流量計的*大流量）。
3.2渦輪流量計安裝要求
(1)丁烷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。
4、提高渦輪流量計使用精度的常用方法
(1)只要滿足流量計的使用條件（包括流體的流動特性，介質(zhì)特性，操作過程及流量范圍）與檢定時相一致，便會得到與流量計檢定精度等量的使用精度。這就要求流量計的使用與檢定的流體的流動特性(流量計進口的速度分布）相同；流體的物理性質(zhì)(密度等)也相同；檢定過程相同，并且在流量計的檢定流量范圍內(nèi)使用儀表常數(shù)，那么在對介質(zhì)密度壓力修正后，其使用精度便等同于其檢定精度。
（2)若流量計的使用與檢定條件滿足上述相同性原則，并且流量計在檢定流量范圍內(nèi)定點使用時(使用其檢定流量下的儀表系數(shù)的平均值），則流量計的使用精度將會大大優(yōu)于其檢定精度。
(3)若流量計在檢定該范圍內(nèi)實際使用時，可用特性方程，即依據(jù)檢定中得到的各個流量下的平均儀表系數(shù)與流量Q的對應關(guān)系，借助*小二乘法原理，直線擬合得到Kl=aq+b,用擬合后的K1代替儀表常數(shù)k，也可提高流量計的使用精度。
5、渦輪流量計運行管理及維護要求
(1)渦輪流量計的通氣和停氣要求。通氣順序：保證流量計后端的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；再緩慢開啟流量計前端的閥門，確保升壓速度<35kPa/S;*后緩慢開啟流量計后端的閥門，使其從小流量下運行直至調(diào)節(jié)至需要值。整個過程保持有壓啟動。停氣順序：先緩慢關(guān)閉流量計后端閥門；再緩慢關(guān)閉流量計前端閥門。
(2)防止長時間超量運行。超流量運行會嚴重影響使用壽命，降低計量精度，導致誤差增大；（注意觀察表頭工況流量百分比不宜長時間超百分百)瞬時流量：從瞬時流量的觀察，結(jié)合用戶當時用氣情況判斷是否有小火不走，大火超量程現(xiàn)象。儀表運行時流量范圍應在20%?70%之間。如果長期低限運行或高限運行都會對計量有影響；是否是用戶用氣負荷或用氣設備發(fā)生了改變，應及時解決。
(3)注意溫度、壓力的數(shù)值。
根據(jù)氣態(tài)方程式；方程式中：為標準狀態(tài)下的體積量(m3);V為工作狀態(tài)下的體積量(m3);Zg為工作狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù)。P=Pa+Pg為流量計壓力檢測點處的絕對壓力（kPa);Pa為當
地大氣壓(kPa);PKS流量計壓力檢測點的表壓力(kPa);P。為標準大氣壓(101.325kPa);T(,為標準狀態(tài)下的絕對溫度(293.15K);T為介質(zhì)工況條件下的絕對溫度(273.15+t);為被測介質(zhì)攝氏溫度℃;FZ為氣體壓縮因子從公式可以看出，誤差主要集中在壓力、溫度的檢測精度兩方面，在發(fā)現(xiàn)流量、溫度、壓力值與實際偏差較大或示值不穩(wěn)定時，或與以前經(jīng)驗數(shù)值存在較大偏差時，要及時處理。
(4)在日常維護中或抄表檢查時，應査看顯示儀表上是否有異常符號。如有電池符號的閃爍，表示電池快沒電了，應及時更換電池；如有異常報警、異常警告的符號出現(xiàn)，要及時發(fā)現(xiàn)，有助于處理和發(fā)現(xiàn)用戶的違規(guī)用氣行為。
(5)對于有機械讀數(shù)帶修正儀的進口渦輪表，除抄取標況體積值之外，同時應該及時比對基表讀數(shù)與修正儀上的工況流量是否一致，兩者正常情況下應該是相差不大的。
(6)工藝管道檢修時應拆下流量計，然后用干凈的布把兩端包好，防止污物、鐵霄等落人流量計將渦輪葉片損壞。
(7)為保證渦輪流量計長期正常工作，應加強儀表的運行檢査，監(jiān)測葉輪旋轉(zhuǎn)情況，如聲音異常應及時卸下檢查傳感器內(nèi)部零件。渦輪軸承磨損嚴重或葉片打壞的，必須維修更換，并重新檢定。
(8)有潤滑油或清洗液注人口的傳感器，應按要求定期注入潤滑油或清洗液，保證葉輪良好運行。在無潤滑油情況下長期連續(xù)運行，勢必造成致命磨損，阻尼力增加而導致運行變慢，計量結(jié)果產(chǎn)生負差并且影響使用壽命；
6、結(jié)語
(1)渦輪流量計的檢定精度是在檢定條件下確定的，只有在使用條件與檢定條件滿足計量學相同性原則時，使用儀表常數(shù)的精度才可以等同于其檢定精度，反之將低于檢定精度。而滿足計量學相同性原則的檢定方法為在線檢定。
(2)在滿足計量學相同性原則的基礎上提髙流量計使用精度的方法主要是流量計的使用條件和日常運行維護。
(3)上述方法對精密渦輪流量計和丁烷流量計具有同樣的效果。
1、渦輪流量計的原理
渦輪流量計是一種速度式流量計，利用氣體推動流量計葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪旋轉(zhuǎn)的速度與流體體積流量成正比，根據(jù)電磁感應原理，利用磁敏傳感器從同步轉(zhuǎn)動的葉輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號，經(jīng)運算處理得出體積流量。其測量精度較高，精度等級可達到1.0級、1.5級；量程比寬，一般為1:20測量范圍寬；結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，裝維護方便前后直管段要求較低，可用于中、高壓計量。
2、誤差產(chǎn)生的原因
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：計量表本身質(zhì)量問題，設計選型不合理，安裝不到位，運行中維護保養(yǎng)不當?shù)取?br /> 3、如何控制誤差
3.1正確確定流量計使用的場所及規(guī)格
由于渦輪流量計渦輪慣性的存在，在流量波動頻繁的場合不宜使用。否則會降低計量精度。要比較準確地估計用氣量的峰谷值和介質(zhì)的壓力情況，正確確定流量計的規(guī)格。從渦輪流量計誤差特性曲線可以看出，應使流量計的工作流景范圍20%Qmax?80%Qmax(Qmax為流量計的*大流量）。
3.2渦輪流量計安裝要求
(1)丁烷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。
4、提高渦輪流量計使用精度的常用方法
(1)只要滿足流量計的使用條件（包括流體的流動特性，介質(zhì)特性，操作過程及流量范圍）與檢定時相一致，便會得到與流量計檢定精度等量的使用精度。這就要求流量計的使用與檢定的流體的流動特性(流量計進口的速度分布）相同；流體的物理性質(zhì)(密度等)也相同；檢定過程相同，并且在流量計的檢定流量范圍內(nèi)使用儀表常數(shù)，那么在對介質(zhì)密度壓力修正后，其使用精度便等同于其檢定精度。
（2)若流量計的使用與檢定條件滿足上述相同性原則，并且流量計在檢定流量范圍內(nèi)定點使用時(使用其檢定流量下的儀表系數(shù)的平均值），則流量計的使用精度將會大大優(yōu)于其檢定精度。
(3)若流量計在檢定該范圍內(nèi)實際使用時，可用特性方程，即依據(jù)檢定中得到的各個流量下的平均儀表系數(shù)與流量Q的對應關(guān)系，借助*小二乘法原理，直線擬合得到Kl=aq+b,用擬合后的K1代替儀表常數(shù)k，也可提高流量計的使用精度。
5、渦輪流量計運行管理及維護要求
(1)渦輪流量計的通氣和停氣要求。通氣順序：保證流量計后端的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；再緩慢開啟流量計前端的閥門，確保升壓速度<35kPa/S;*后緩慢開啟流量計后端的閥門，使其從小流量下運行直至調(diào)節(jié)至需要值。整個過程保持有壓啟動。停氣順序：先緩慢關(guān)閉流量計后端閥門；再緩慢關(guān)閉流量計前端閥門。
(2)防止長時間超量運行。超流量運行會嚴重影響使用壽命，降低計量精度，導致誤差增大；（注意觀察表頭工況流量百分比不宜長時間超百分百)瞬時流量：從瞬時流量的觀察，結(jié)合用戶當時用氣情況判斷是否有小火不走，大火超量程現(xiàn)象。儀表運行時流量范圍應在20%?70%之間。如果長期低限運行或高限運行都會對計量有影響；是否是用戶用氣負荷或用氣設備發(fā)生了改變，應及時解決。
(3)注意溫度、壓力的數(shù)值。
根據(jù)氣態(tài)方程式；方程式中：為標準狀態(tài)下的體積量(m3);V為工作狀態(tài)下的體積量(m3);Zg為工作狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù)。P=Pa+Pg為流量計壓力檢測點處的絕對壓力（kPa);Pa為當
地大氣壓(kPa);PKS流量計壓力檢測點的表壓力(kPa);P。為標準大氣壓(101.325kPa);T(,為標準狀態(tài)下的絕對溫度(293.15K);T為介質(zhì)工況條件下的絕對溫度(273.15+t);為被測介質(zhì)攝氏溫度℃;FZ為氣體壓縮因子從公式可以看出，誤差主要集中在壓力、溫度的檢測精度兩方面，在發(fā)現(xiàn)流量、溫度、壓力值與實際偏差較大或示值不穩(wěn)定時，或與以前經(jīng)驗數(shù)值存在較大偏差時，要及時處理。
(4)在日常維護中或抄表檢查時，應査看顯示儀表上是否有異常符號。如有電池符號的閃爍，表示電池快沒電了，應及時更換電池；如有異常報警、異常警告的符號出現(xiàn)，要及時發(fā)現(xiàn)，有助于處理和發(fā)現(xiàn)用戶的違規(guī)用氣行為。
(5)對于有機械讀數(shù)帶修正儀的進口渦輪表，除抄取標況體積值之外，同時應該及時比對基表讀數(shù)與修正儀上的工況流量是否一致，兩者正常情況下應該是相差不大的。
(6)工藝管道檢修時應拆下流量計，然后用干凈的布把兩端包好，防止污物、鐵霄等落人流量計將渦輪葉片損壞。
(7)為保證渦輪流量計長期正常工作，應加強儀表的運行檢査，監(jiān)測葉輪旋轉(zhuǎn)情況，如聲音異常應及時卸下檢查傳感器內(nèi)部零件。渦輪軸承磨損嚴重或葉片打壞的，必須維修更換，并重新檢定。
(8)有潤滑油或清洗液注人口的傳感器，應按要求定期注入潤滑油或清洗液，保證葉輪良好運行。在無潤滑油情況下長期連續(xù)運行，勢必造成致命磨損，阻尼力增加而導致運行變慢，計量結(jié)果產(chǎn)生負差并且影響使用壽命；
6、結(jié)語
(1)渦輪流量計的檢定精度是在檢定條件下確定的，只有在使用條件與檢定條件滿足計量學相同性原則時，使用儀表常數(shù)的精度才可以等同于其檢定精度，反之將低于檢定精度。而滿足計量學相同性原則的檢定方法為在線檢定。
(2)在滿足計量學相同性原則的基礎上提髙流量計使用精度的方法主要是流量計的使用條件和日常運行維護。
(3)上述方法對精密渦輪流量計和丁烷流量計具有同樣的效果。