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時,渦輪并不轉(zhuǎn)動,只有當(dāng)流量大于某一最小值時,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。
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的工作區(qū)域。
當(dāng)然,由于軸承壽命,葉輪的強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和其它流量計一樣,也有測量上、下限的限制 。
三、主要特性
1)準(zhǔn)確度高,普通流量計的準(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。
3)輸出脈沖頻率信號,適于總量計量及與計算機連接,無零點漂移,抗干擾能力強。
4)可獲得很高的頻率信號(3-4kHz),信號分辨力強。
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。
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)易儲運和高準(zhǔn)確度測量的要求,最好對流量計進(jìn)行在線實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償措施,才能保持較高的計量準(zhǔn)確度。
10)流量計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。
四、改進(jìn)產(chǎn)品
為了提高渦輪流量計的計量性能和適應(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。
五、渦輪流量計的安裝與使用
具有轉(zhuǎn)動部件的速度式渦輪流量計的安裝與使用,總體上講,應(yīng)滿足其計量特性、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入口端面至少為5D的直管段(分別從流量計的上、下游端面算起)。其內(nèi)徑與流量計公稱內(nèi)徑DN之差,一般應(yīng)不超過DN的±1%,并不超過5mm。
(c)用于靜壓補償?shù)娜嚎讘?yīng)位于氣體渦輪流量計葉片相對應(yīng)的位置處。如有多個靜壓取壓孔,在氣體密度為1.2kg/m3的最大流速下,其不同取壓孔的靜壓差應(yīng)小于100Pa。靜壓取壓孔一般在流量計本體上,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)安裝在流量計下游,在葉輪下游的5D內(nèi),盡可能靠近流量計。
(e)過濾器的安裝
當(dāng)氣體渦輪流量計安裝于可能存在各種機械雜質(zhì)的天然氣管道中,必須安裝過濾器。
f)限流元件
為避免氣體渦輪流量計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超速上限為額定上限值的150%,對于高壓天然氣,宜為120%。
(g)放空管的位置
放空管應(yīng)放在氣體渦輪流量計的下游,且放空閥的口徑應(yīng)小于流量計口徑的1/6。
h)旁通的設(shè)置
對于重要的計量管路,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(DN≥300)時,應(yīng)在其上游截斷閥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。
(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)
六、渦輪流量計操作規(guī)程
1、渦輪流量計啟動操作
1)檢查渦輪流量計的電源線和信號線是否安裝正確。
2)檢查渦輪流量計處的壓力變送器與溫度變送器安裝、接線是否正確。
3)檢查法蘭及管線連接處有無泄漏。
4)確保計數(shù)器正確旋轉(zhuǎn),接通流量計算機電源。
5)緩開渦輪流量計上游閥門,然后緩開流量計下游閥門,渦輪流量計啟動。
2、渦輪流量計關(guān)閉操作
1)關(guān)閉渦輪流量計上游閥門,切斷來氣。
2)關(guān)閉渦輪流量計下游閥門
3、渦輪流量計的維護(hù)保養(yǎng)
1)運行時檢查渦輪流量計各連接點是否有漏氣現(xiàn)象。
2)注意聽渦輪是否有異響,若有,仔細(xì)分析,判斷原因,并排除。
3)長時間沒有使用渦輪流量計,啟用前應(yīng)仔細(xì)檢查和試運行。
4)渦輪在運轉(zhuǎn)時每年加注6次(每兩個月一次)專用潤滑油。
七、使用注意事項
(a)新安裝或修理后的管路必須進(jìn)行吹掃。吹掃計量管路時,必須拆下流量計,用相應(yīng)短節(jié)代替流量計進(jìn)行吹掃。
(b)流量計管路投產(chǎn)時,應(yīng)緩慢升壓,逐步增加流速。停產(chǎn)時,應(yīng)緩慢降壓。
(c)運行中檢查氣體渦輪流量計運轉(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。
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