天然氣計(jì)量技術(shù)渦輪流量計(jì)課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,天然氣計(jì)量技術(shù)渦輪流量計(jì),天然氣計(jì)量技術(shù)渦輪流量計(jì)天然氣計(jì)量技術(shù)渦輪流量計(jì)概 述 氣體渦輪流量計(jì)較差壓式流量計(jì)更適合流量變化幅度較大的場合，其較寬的量程比，在某種程度上又可降低測量管直徑，降低投資。隨著天然氣計(jì)量技術(shù)的發(fā)展和對天然氣貿(mào)易、交接計(jì)量要求的提高，氣體渦輪流量計(jì)將會逐步使用于天然氣流量計(jì)量中。12/20/20

2、202,概 述,氣體渦輪流量計(jì)較差壓式流量計(jì)更適合流量變化幅度較大的場合，其較寬的量程比，在某種程度上又可降低測量管直徑，降低投資。隨著天然氣計(jì)量技術(shù)的發(fā)展和對天然氣貿(mào)易、交接計(jì)量要求的提高，氣體渦輪流量計(jì)將會逐步使用于天然氣流量計(jì)量中。,10/14/2024,2,1,工作原理,渦輪流量計(jì)是屬于速度式流量計(jì)。如圖,5.1,所示，其工作原理是在管道中安裝一個自由轉(zhuǎn)動、軸與管道 同心的葉輪。,當(dāng)被測氣體流過傳感器時，在氣流作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送

3、至顯示儀表顯示。,管道中流體的流速大小與葉輪轉(zhuǎn)速成正比。在實(shí)際應(yīng)用中，渦輪是要求進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)的，流量計(jì)算公式如下：,式中：,q,f,工況體積流量,m,3,/s;,N,流量計(jì)每秒的脈沖數(shù)；,k,流量計(jì)儀表系數(shù)，,1/m,3,。,10/14/2024,3,1,工作原理,1,葉輪,2,軸承,3,磁鐵,4,感應(yīng)線圈,5,殼體,6,導(dǎo)向件,圖,1,渦輪流量結(jié)構(gòu)圖,10/14/2024,4,2,計(jì)量特性,10/14/2024,5,2,計(jì)量特性,從特性曲線可以看出，,當(dāng)天然氣從零開始增大流量時，葉輪必須先克服軸與軸承間產(chǎn)生的靜磨擦力矩后才開始旋轉(zhuǎn)，,極小量的氣體通過氣體渦輪流量計(jì)時，渦輪并不轉(zhuǎn)動，只有當(dāng)流量

4、大于某一最小值時，克服了起動磨擦力矩，渦輪才開始轉(zhuǎn)動。這一最小流量值與氣體的密度成平方根關(guān)系，所以它對密度較大的流體靈敏度較好，在流量較小時，流量特性變化很大，主要受粘滯性磨擦力矩影響。,10/14/2024,6,2,計(jì)量特性,當(dāng)流量大于某一數(shù)值后，流量與轉(zhuǎn)數(shù)才近似為線性關(guān)系，這就是氣體渦輪流量計(jì)的工作區(qū)域。,當(dāng)然，由于軸承壽命，葉輪的強(qiáng)度和壓損等條件的限制，渦輪也不能轉(zhuǎn)得太快，所以氣體渦輪流量計(jì)和其它流量計(jì)一樣，也有測量上、下限的限制,。,10/14/2024,7,3,主要特性,1,）準(zhǔn)確度高，普通流量計(jì)的準(zhǔn)確度為,1,1.5,，特殊專用型為,0.5,0.2,。,2,）重復(fù)性好，短期重復(fù)性可

5、達(dá),0.05,0.2,，正是由于具有良好的重復(fù)性，如經(jīng)常校準(zhǔn)或在線校準(zhǔn)可得極高的精確度，在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計(jì)。,3,）輸出脈沖頻率信號，適于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接，無零點(diǎn)漂移，抗干擾能力強(qiáng)。,4,）可獲得很高的頻率信號（,3-4kHz,），信號分辨力強(qiáng)。,5,）量程比寬，中大口徑可達(dá),40,：,1,至,10,：,1,，小口徑為,6,：,1,或,5,：,1,。,10/14/2024,8,3,主要特性,6,）結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，安裝維護(hù)方便，流通能力大。,7,）適用高壓測量，儀表表體上不必開孔，易制成高壓型儀表。,8,）難以長期保持校準(zhǔn)特性，需要定期檢定。對于貿(mào)易儲運(yùn)和高準(zhǔn)確度測量的要求，最好

6、對流量計(jì)進(jìn)行在線實(shí)流檢定以保持其特性。,9,）氣體密度對儀表特性有較大影響。氣體流量計(jì)易受密度影響，由于密度與溫度、壓力關(guān)系密切，在現(xiàn)場溫度、壓力波動是難免的，要根據(jù)它們對準(zhǔn)確度影響的程度采取補(bǔ)償措施，才能保持較高的計(jì)量準(zhǔn)確度。,10/14/2024,9,3,主要特性,10,）流量計(jì)受來流流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大，傳感器上下游側(cè)需設(shè)置較長的直管段，如安裝空間有限制，可加裝流動調(diào)整器（整流器）以縮短直管段長度。,11,）不適于脈動流和混相流的測量。,12,）對被測氣體的清潔度要求較高，若氣質(zhì)較臟，可安裝過濾器，但亦帶來壓損增大、維護(hù)量增加等副作用。,10/14/2024,10,4,改進(jìn)產(chǎn)品

7、,為了提高渦輪流量計(jì)的計(jì)量性能和適應(yīng)性，不同廠家都對渦輪進(jìn)行了改進(jìn)，目前有如下產(chǎn)品。,雙葉輪，提高渦輪的可靠性。,鋁合金葉輪，提高渦輪的靈敏度和抗沖擊能力。,一體化整流器，提高渦輪的準(zhǔn)確度和和抗沖擊能力。,密封式軸承，提高渦輪的抗臟污能力。,10/14/2024,11,4,改進(jìn)產(chǎn)品,圖5.2 渦輪,一體化整流器,10/14/2024,12,5,標(biāo)準(zhǔn)化,針對氣體渦輪流量計(jì),ISO,制定了,ISO9951,標(biāo)準(zhǔn)，美國制定了,AGA7,號報(bào)告。,我國亦參照,ISO 9951,制定了,渦輪,流量計(jì)的,國家,標(biāo)準(zhǔn),GB/T18940-2003,密封管道中氣體流量的測量,渦輪流量計(jì),。,10/14/202

8、4,13,6,渦輪流量計(jì)的計(jì)算,AGA7,號報(bào)告規(guī)定了渦輪流量計(jì)的安裝要求，規(guī)定了渦輪流量計(jì)取壓和測溫元件的位置；給出了渦輪流量計(jì)用于天然氣流量,的計(jì)算方法。其計(jì)算公式如下：,Q,b,=Q,f,（,P,f,/P,b,）（,T,b,/T,f,）（,Z,b,/Z,f,）,10/14/2024,14,6,渦輪流量計(jì)的計(jì)算,式中：,Q,b,標(biāo)準(zhǔn)條件下的流量；,Q,f,工況條件下的流量；,P,b,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力；,P,f,工況條件下絕對氣體靜壓；,T,b,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度；,T,f,工況條件下氣體溫度；,Z,b,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的壓縮因子；,Z,f,工況條件下氣體的壓縮因子。,10/14/2024,15,7

9、,計(jì)算公式推推導(dǎo),根據(jù)狀態(tài)方程,:,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,:P,b,V,b,=(R/M)T,b,Z,b,在流動狀態(tài)下,:P,f,V,f,=(R/M)T,f,Z,f,則,:V,b,/V,f,=P,f,T,b,Z,b,/(P,b,T,f,Z,f,),除以時間,t,得,:,Q,b,=Q,f,（,P,f,/P,b,）（,T,b,/T,f,）（,Z,b,/Z,f,）,Q,f,=N/K,代替得,:,Q,b,=N/K,（,P,f,/P,b,）（,T,b,/T,f,）（,Z,b,/Z,f,）,10/14/2024,16,8,渦輪流量計(jì)的安裝與使用,具有轉(zhuǎn)動部件的速度式渦輪流量計(jì)的安裝與使用，總體上講，應(yīng)滿足其計(jì)量特性

10、、性能不受影響；在規(guī)定的流量范圍內(nèi)維持其準(zhǔn)確性，不縮短其使用壽命。,1.,安裝要求,(a),一般要求水平安裝，避免垂直安裝。,(b),氣體渦輪流量計(jì)推薦上游至少,10D,，當(dāng)有整流器時，整流器出口到渦輪流量計(jì)入口端面至少為,5D,的直管段（分別從流量計(jì)的上、下游端面算起）。其內(nèi)徑與流量計(jì)公稱內(nèi)徑,DN,之差，一般應(yīng)不超過,DN,的,1%,，并不超過,5mm,。,10/14/2024,17,8,渦輪流量計(jì)的安裝與使用,(c),用于靜壓補(bǔ)償?shù)娜嚎讘?yīng)位于氣體渦輪流量計(jì)葉片相對應(yīng)的位置處。如有多個靜壓取壓孔，在氣體密度為,1.2kg/m,3,的最大流速下，其不同取壓孔的靜壓差應(yīng)小于,100Pa,。靜

11、壓取壓孔一般在流量計(jì)本體上，由制造廠商確定，其直徑一般在,3mm,12mm,。,(d),測溫元件的位置,測溫元件應(yīng)安裝在流量計(jì)下游，在葉輪下游的,5D,內(nèi)，盡可能靠近流量計(jì)。,10/14/2024,18,8,渦輪流量計(jì)的安裝與使用,(e),過濾器的安裝,當(dāng)氣體渦輪流量計(jì)安裝于可能存在各種機(jī)械雜質(zhì)的天然氣管道中，必須安裝過濾器，過濾器的尺寸可參考表,1,。,10/14/2024,19,8,渦輪流量計(jì)的安裝與使用,（,f,）限流元件,為避免氣體渦輪流量計(jì)受到超高速天然氣氣流的沖擊，可在其下游安裝限流元件。通常氣體渦輪流量計(jì)超速上限為額定上限值的,150%,，對于高壓天然氣，宜為,120%,。,(g

12、),放空管的位置,放空管應(yīng)放在氣體渦輪流量計(jì)的下游，且放空閥的口徑應(yīng)小于流量計(jì)口徑的,1/6,。,10/14/2024,20,8,渦輪流量計(jì)的安裝與使用,(h),旁通的設(shè)置,對于重要的計(jì)量管路，應(yīng)設(shè)置旁通管，旁通管應(yīng)是零泄漏且可檢漏，以便流量計(jì)的維修。,(i),對于沒有安裝限流元件或旁通管的大口徑測量管路（,DN300,）時，應(yīng)在其上游截?cái)嚅y處安裝小型截止旁通閥，以便對測量管路緩慢升壓或降壓，防止壓力突然變化，避免高流速沖擊流量計(jì)。,（,j,）其它安裝要求：除按產(chǎn)品使用說明書，可參見,GB/T18940,標(biāo)準(zhǔn)。,10/14/2024,21,9,使用注意事項(xiàng),（,a,）投表操作步驟：,（,a.1

13、,）打開旁路截止閥；,（,a.2,）打開流量計(jì)上游截止閥；,（,a.3,）緩慢打開流量計(jì)下游截止閥；,（,a.4,）緩慢關(guān)閉旁路截止閥。,（,b,）停表操作步驟：,（,b.1,）打開旁路截止閥；,（,b.2,）關(guān)閉流量計(jì)下游截止閥；,（,b.3,）關(guān)閉流量計(jì)上游截止閥。,10/14/2024,22,9,使用注意事項(xiàng),（,c,）新安裝或修理后的管路必須進(jìn)行吹掃。吹掃計(jì)量管路時，必須拆下流量計(jì)，用相應(yīng)短節(jié)代替流量計(jì)進(jìn)行吹掃。,（,d,）流量計(jì)管路投產(chǎn)時，應(yīng)緩慢升壓，逐步增加流速。停產(chǎn)時，應(yīng)緩慢降壓。,（,e,）運(yùn)行中檢查氣體渦輪流量計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音或殼體振動來判斷渦輪葉片及軸承是否工作正常。低流速下應(yīng)關(guān)注其聲音變化情況，高流速下觀察其殼體振動的變化。,10/14/2024,23,謝謝大家！,結(jié) 語,