摘(zhai)要:在天然氣(qì)輸氣場站中(zhōng)渦輪流量計(ji) 起着關鍵的(de)計量作用,計(jì)量的正确率(lü)往往影響着(zhe)輸差和貿易(yì)結算,而輸差(cha)和貿易結算(suàn)又影響利潤(run)和資金流轉(zhuǎn)。所以要求流(liú)量計準确計(jì)量就顯得尤(yóu)爲重要。以S省(sheng)天然氣長輸(shū)管道🐕爲依托(tuō)，從天然氣場(chang)站設備設施(shi)出發，基于渦(wō)輪流量計原(yuán)理❗，分析在實(shi)際日常輸氣(qì)過程中影響(xiǎng)渦輪流量計(jì)計量的原因(yin)💁,從.而提出在(zài)輸氣過程中(zhōng)如何減少影(yǐng)響貿易結算(suàn)和輸差的方(fang)法和策略,以(yǐ)此提高渦❤️輪(lún)流量計的使(shi)用效率和經(jīng)濟價值。
0引言(yan)
　　随着城市化(huà)進程的不斷(duàn)加快，人口越(yuè)來越集中，人(rén)民收入越來(lai)越高，天然氣(qì)作爲一種高(gāo)效的清潔能(néng)源已經走進(jìn)了城市🔴和鄉(xiāng)村，有望和電(dian)力一樣走進(jìn)每家每戶。此(cǐ)外人們對空(kōng)氣質🔞量越來(lái)🈲越重視，因此(cǐ)在工業領域(yu)煤改氣項目(mu)實施💜的越來(lái)越多。再者作(zuo)爲傳統清潔(jie)能源的核能(neng)，由于福島事(shì)件的影響，現(xian)🏃🏻在核電廠在(zai)歐洲處于不(bú)斷關停的趨(qū)勢;風能和太(tài)陽能雖然🏃‍♂️都(dōu)是最清潔的(de)能源但是由(you)于自身分布(bu)太廣且利用(yòng)率低和上網(wang)困難等問題(tí)也很難發展(zhǎn)壯大;水能雖(suī)然較爲理想(xiang)，但是😍适合建(jian)壩的地方并(bìng)不多。所以從(cong)長遠來看，天(tian)然氣在能源(yuan)中的消耗占(zhàn)比也将不斷(duan)增加。反映到(dao)地方企業，上(shang)某天然氣股(gǔ)❤️份有限公司(si)的天然氣場(chǎng)站每年冬運(yùn)的輸氣量确(què)實在不斷增(zēng)長，很多天然(rán)氣場站⛹🏻‍♀️在冬(dong)季都是滿負(fù)荷運行。因此(cǐ)給工作人員(yuan)和設備設施(shī)運行帶來了(le)壓力。而作爲(wei)天然氣場站(zhàn)關鍵的計量(liàng)設備之一的(de)渦輪流量計(ji)在計量中發(fā)揮着重要作(zuò)用。它因爲計(jì)量準确、易于(yú)安裝、占地面(miàn)積小、維護保(bao)養簡單、事故(gu)少。越來越受(shòu)到天然氣輸(shū)氣場站青睐(lai)。而且在油氣(qi)👈田、化工企業(yè)、天然氣門站(zhan)等發揮着越(yuè)來越重要的(de)角色。
1渦輪流(liú)計的原理
　　當(dāng)天然氣通過(guo)渦輪流量計(jì)的渦輪時，氣(qì)體分子通過(guo)碰📧撞渦輪葉(ye)片，将動能和(hé)勢能傳遞給(gěi)渦輪，使渦輪(lún)做圓周運動(dong)産生旋轉㊙️，在(zai)一定的流量(liang)範圍内，對一(yī)定的氣體介(jiè)質，渦輪的旋(xuán)轉角速度與(yu)流體流速成(cheng)正比。因💁此，流(liu)體流速可通(tong)過渦輪的旋(xuán)轉角速度🔞得(de)到，并通過機(jī)械傳動傳給(gěi)機械表頭通(tōng)過計數器從(cóng)而得到氣體(tǐ)的工況流量(liang)。渦輪的旋轉(zhuan)角速度通過(guo)安裝在👅流量(liang)計外面的信(xin)号檢測放大(dà)器用電磁感(gan)應的原理來(lái)測量。當渦輪(lún)旋轉時，渦輪(lún)上螺旋形葉(ye)，片依次接近(jin)和遠離處于(yu)管壁外的磁(cí)電感應線㊙️圈(quan)，周期性的改(gǎi)變感應線🈲圈(quān)磁回路磁阻(zu)，使通過線圈(quān)的磁通量發(fa)生周期性的(de)變化而産生(sheng)與流量成正(zheng)比的信号。由(you)于剛感應出(chū)的☂️信号還很(hen)微弱，因此🎯需(xū)要通過級聯(lian)的多個放大(da)電路放大後(hou)再輸出;此時(shi)的信号中由(you)于存㊙️在諸多(duo)幹擾和噪音(yin)，爲了去除幹(gan)擾信号得到(dao)有用信号，就(jiu)要對信号進(jìn)行濾波。這時(shi)的信号由于(yú)不是規整🐕的(de)脈沖信号，因(yīn)💔此就需要通(tong)過電壓比較(jiào)器轉化爲磁(ci)脈沖信号再(zài)通過表頭的(de)計數器來得(de)出，可🈲以得到(dào)瞬時流量和(he)累計流量,再(zai)上傳到PLC櫃就(jiù)可以顯示在(zài)工控機上,并(bìng)且通過衛星(xīng)通信或以太(tai)網就可以傳(chuán)到調控中心(xīn)。
2影響計量的(de)原因
　　衆所周(zhou)知，影響計量(liang)的原因很多(duō)。除了天然氣(qi)的一些原✨因(yīn)♌，也有設備設(she)施的原因和(he)在管理.上的(de)--些原因。下面(mian)我們就從日(rì)常工🌈作中逐(zhu)一分析。
(1)因爲(wèi)天然氣剛開(kai)采出來時本(běn)身含有硫化(huà)氫，如果淨化(huà)廠除硫除不(bu)幹淨，就會有(yǒu)殘留氣體存(cún)到長輸管網(wang)🐪中。硫化氫氣(qì)體與水汽結(jie)合會形成酸(suan)性氣體，而酸(suān)性💘氣體不👨‍❤️‍👨僅(jǐn)會腐蝕流量(liang)計金屬主體(tǐ)，而且會腐蝕(shi)渦輪，使渦輪(lún)變脆,影響渦(wō)輪流量計的(de)使用壽命和(he)計量精度。
(2)在(zai)冬季由于采(cǎi)暖原因晚上(shang)輸氣量較大(da)，且在陝北地(di)區氣溫在夜(yè)間有時甚至(zhi)會達到零下(xia)二十度左右(yòu)，當⭐溫度⛹🏻‍♀️低于(yú)💋露點時就🏃‍♂️會(hui)有水汽在管(guan)線中析出形(xing)成水珠，由于(yú)✌️溫度低于零(líng)下❤️所以水就(jiù)會在渦輪中(zhōng)結冰造成渦(wo)輪冰堵現象(xiàng)，使得供氣出(chū)現停輸。
(3)氣體(tǐ)中的粉塵會(huì)給葉片旋轉(zhuan)時帶來阻力(li),粉塵多時就(jiù)會導緻㊙️氣體(ti)通道被堵，影(ying)響葉片旋轉(zhuǎn)，進而影響計(ji)量，産生粉塵(chen)的‼️原因是管(guǎn)線在施工完(wan)成後沒有清(qīng)理幹淨，還♈有(you)就是管道内(nèi)🚩壁在氣體的(de)沖擊下會生(shēng)成鐵粉。
(4)在天(tian)然氣開采過(guò)程中，會伴随(sui)着一定的油(yóu)分子帶出👅，如(rú)果太多的話(hua)還會産生凝(ning)析油，如果在(zai)淨化過⭐程中(zhong).處理不幹淨(jing)，則會沾到渦(wō)輪葉片或者(zhe)葉輪的内壁(bi)上，并在渦輪(lún)高速旋轉下(xia)做離心運動(dong)，影響渦輪做(zuo)圓周運動。
(5)壓(yā)力傳感器和(hé)溫變信号#的(de)傳輸也會影(yǐng)響渦輪流量(liàng)計的計量，因(yin)爲檢測的信(xìn)号都有可能(néng)因爲各種🐇原(yuán)因導緻🏃‍♂️減小(xiao)👈或者增大，因(yīn)此确保渦輪(lún)流量計的🚶‍♀️壓(ya)變和溫變、流(liú)量計算機每(měi)半年按時✉️效(xiào)驗一次。
(6)因爲(wei)天然氣中除(chú)過甲烷，還會(huì)有少量的乙(yi)烷、丙烷、丁烷(wán)、戊烷等。所以(yǐ)用色譜分析(xi)儀定期對氣(qi)體組分進行(háng)标定,确定氣(qì)體的具體組(zǔ)分，可以使得(de)計量更加精(jīng)準☎️。
(7)因爲用氣(qi)有高低峰，當(dang)氣體流量大(da)于額定量程(cheng)的❤️百🚶分之八(ba)十或者低于(yú)百分之二十(shi)時就會計量(liang)不準确，所以(yi)選定合适量(liàng)程渦輪流量(liang)計确保流量(liàng)範圍在百分(fèn)之二十到百(bai)分之八十之(zhi)間，如果流量(liang)太低或者太(tai)高應根據實(shí)際情況切換(huan)到備用支路(lu)或🔞者更合适(shì)量程的渦輪(lun)流♌量計來計(jì)量。
3渦輪流H計(ji)在天然氣場(chang)站中使用的(de)技術
(1)SCADA(數據采(cǎi)集與監視控(kong)制系統)5),以計(ji)算機爲核心(xin)的控制系統(tong)😄。在鐵路、電力(li)、化工、石油行(háng)業中具有極(ji)其重要的作(zuò)用。在天然氣(qi)長輸管網公(gōng)司中，調控中(zhong)心SCADA系統控制(zhi)主機，通過路(lù)由器将數據(ju)傳到衛星主(zhǔ)站和DNN/PSTN公網，通(tong)過衛星天線(xian)将數據傳到(dào)衛星再👌傳到(dao)各個♌場站的(de)衛星㊙️天線再(zai)經過衛星通(tōng)訊設備到場(chǎng)站PLC控制櫃。公(gong)網數據通過(guo)光纖将傳給(gei)場站交換機(jī)再到場站PLC櫃(gui)。而PLC連接了天(tiān)然氣場站的(de)機組數據，快(kuài)速截斷閥， 電(diàn)動球閥 ， 超聲(sheng)波流量計 ，壓(ya)變，溫變，渦輪(lun)流量計，輔助(zhu)設備設施等(děng)數據。渦輪流(liu)量計在運行(hang)過程中将采(cǎi)集的壓力、溫(wen)度、和渦輪💁數(shu)據，傳到🌍渦輪(lun)流量計表頭(tou)(流量積算儀(yi))。以愛拓力流(liu)量計爲例，表(biao)頭具有流量(liang)計算、數據🌈采(cai)集、參數設置(zhi)、時鍾設置、數(shù)據通訊、數據(jù)存🏒儲、故障診(zhen)斷等功能👌。利(li)用Modbus協議将采(cai)集的流量信(xin)号上傳到PLC(可(ke)編程邏輯控(kòng)制器)的計量(liàng)‼️模塊，再傳到(dào)工控機就可(ke)以在🧑🏽‍🤝‍🧑🏻電腦桌(zhuō)面上顯示瞬(shun)時流量、累計(ji)流量。然後PLC根(gen)據TCP/IP協議可以(yi)将數據上傳(chuán)到以太網,通(tong)過通訊設備(bei)傳到調控中(zhōng)心，調控🛀中心(xin)根據輸♈氣計(ji)劃就可以随(sui)時給場站✔️下(xià)達指令或者(zhě)自己對用戶(hù)進行輸氣計(ji)劃調整。其原(yuan)理圖見圖1。
 
(2)渦(wō)輪流量計采(cǎi)用先進的集(jí)成芯片和微(wei)機技術，表頭(tou)😘功耗低，内部(bu)電池可以使(shi)用兩年左右(you)，不僅可以讀(du)取累計瞬時(shí)氣量、昨日累(lei)計氣量、今日(ri)累計流量、曆(lì)史流量數據(jù)🥵，可輸出标準(zhǔn)的模拟信号(hào)，将信号遠傳(chuán)和上位機進(jin)行通訊，方便(biàn)數據記錄。
(3)渦(wō)輪流量計采(cǎi)用RS485通訊，接口(kǒu)組成半雙工(gong)網絡采用兩(liang)☁️線制，用😄屏蔽(bi)的雙絞線傳(chuán)輸，這種接線(xiàn)方式爲總⭐線(xian)式☁️拓撲🔞結構(gòu)在同一總🌈線(xiàn).上最多可以(yǐ)挂接32個結點(diǎn)。RS485較之,RS232不容易(yì)損壞接口電(diàn)路💋芯片，且該(gāi)電平與TTL電路(lu)兼容，可方便(bian)與TTL電路連接(jie)。數🐆據傳輸效(xiào)率高，速度♈可(kě)以到10Mbps,抗共模(mó)能力增強，抗(kàng)噪聲幹擾好(hǎo)，傳輸距離可(kě)以到3KM。
4渦輪流(liu)量計的維護(hu)保養
4.1日維護(hù)保養
　　對渦輪(lun)流量計進行(háng)巡檢，觀察讀(du)數顯示及電(diàn)池電量顯示(shì)是否清晰、真(zhen)實、正确。檢查(cha)渦輪流量計(ji)各密封點🤩有(you)無洩漏現象(xiàng)，如有洩漏現(xiàn)象應及時處(chu)理;
保持渦輪(lún)流量計外觀(guān)及其附件的(de)清潔狀态;
檢(jiǎn)查儀表檢定(dìng)标識是否清(qīng)晰、有效，鉛封(feng)是否良好。
4.2月(yue)維護保養
檢(jiǎn)查渦輪流量(liang)計本體及附(fu)件是否完整(zhěng)、是否有鏽蝕(shi)或損壞🐉，銘牌(pái)是否清晰，接(jie)插件是否接(jie)觸良好，端子(zi)接👈線等是否(fǒu)牢固✂️;
檢查防(fáng)爆撓性管連(lian)接是否可靠(kao)，若有松動應(ying)及時緊固;
檢(jian)查防雷接地(di)是否可靠，确(que)保防雷接地(di)線各連接處(chu)無✌️松❗動🔴、無鏽(xiu)蝕。
4.3季維護保(bao)養
春秋檢時(shi)對所配用的(de)過濾除塵器(qì)進行拆解檢(jiǎn)查并清潔;
春(chun)秋檢時對渦(wo)輪流量計的(de)葉輪及軸承(chéng)進行清潔⛹🏻‍♀️和(hé)潤滑保養，并(bing)經檢定合格(gé)後方可恢複(fú)正常使用;
春(chun)秋檢時根據(ju)電池電量提(tí)示及時更換(huan)液晶顯示屏(ping)電池;
春秋檢(jiǎn)檢查防爆撓(nao)性管是否老(lǎo)化、龜裂，對影(yǐng)響防爆性能(neng)的及時更換(huan)。.
4.4年維護保養(yǎng)
每半年效驗(yàn)一次。
5渦輪流(liu)計的安裝注(zhu)意事項
确保(bǎo)完好的渦輪(lun)流量計上有(you)箭頭方向表(biǎo)明流體方向(xiang)不能裝反:
安(ān)裝的管道必(bi)須吹掃幹淨(jìng)裏面的殘渣(zhā):.
渦輪流量計(ji)必須水平安(ān)裝，表頭朝上(shang);
　　渦輪流量計(jì).上遊必須安(ān)裝帶有差壓(ya)表的過濾器(qi)🙇‍♀️，且🐇過濾器💁距(jù)離渦輪有一(yī)段較長的直(zhí)管段，以确保(bao)流體正常平(píng)穩的流❌動。
6渦(wo)輪流懸計的(de)使用的優缺(quē)點
優點:
(1)結構(gòu)簡易，使用範(fan)圍廣
　　主要部(bù)件有:流量計(ji)主體、穩流器(qi)、渦輪的測量(liàng)單元🥵、軸承、累(lei)❄️加👣器、磁耦合(hé)裝置，校正儀(yi)。該流量計适(shi)用于♋低，中，高(gao)壓氣體都可(ke)以計量。管道(dao)公稱直徑從(cóng)DN50~DN500範圍都有，溫(wēn)度範圍從-20℃-+60℃.因(yin)此計量範圍(wei)廣，大🐅流量、小(xiao)流量都可以(yi)，既能适應寒(han)冷地區，也适(shi)應高溫地區(qū)。
(2)使用方便，量(liang)程寬
　　以S省場(chǎng)站應用最多(duō)的渦輪流量(liang)計，正在逐漸(jian)取代孔闆🚩流(liú)量計。因爲渦(wō)輪流量計量(liang)程寬，在一次(ci)更換🏃‍♂️後基本(ben)可以滿足全(quán)年高🙇‍♀️低峰的(de)使用要求。不(bú)需要再頻繁(fan)更換孔闆流(liu)量計的孔闆(pan)和效驗壓變(bian)。該流量計量(liang)程一般量程(cheng)是1:30,最大甚至(zhì)可擴展至1:50。而(er)孔闆流量計(ji)标準量程比(bi)113,最大可拓展(zhǎn)至130，比渦輪流(liu)量計🌈少了很(hěn)多。
(3)計量精度(dù)準确
以愛托(tuo)利流量計爲(wei)例最大允許(xǔ)誤差爲最小(xiao)流量的+/-2%，最大(dà)流量的0.2。
缺點(dian):
對氣質要求(qiú)高，測量氣體(tǐ)必須純度高(gāo)，雜質少,
7渦輪(lun)流計常見問(wen)題及故陶處(chù)理(見表1)
 
8結語(yǔ)
　　目前天然氣(qì)場站現行的(de)例行工作和(he)工藝條件不(bú)能有效🐆降低(di)天然氣氣質(zhì)中的雜質。所(suǒ)以爲了提高(gao)渦輪流量🧡計(jì)計量的精度(du)，應該從以下(xià)幾點得到加(jiā)強。
　　第一是從(cong)日常工作方(fang)面加強沿線(xiàn)天然氣場站(zhàn)卧💯分和過濾(lǜ)🌈器的層層排(pai)污，目的是在(zai)天然氣進入(ru)流量計之前(qian)設置層層屏(píng)障，在雜質進(jin)入流量計之(zhi)前就把它清(qīng)理幹淨。第二(èr)定期采💋取清(qīng)管作業，當管(guǎn)輸效率降低(dī)到90%以下時對(dui)管道裏的污(wu)物定期清理(li)幹🏃淨。第三根(gen)據在場站排(pái)污時所排的(de)雜質的多少(shǎo)，判💜斷是否要(yao)進行多次排(pái)污，以确定是(shi)否已經達标(biāo)。第💃四個是流(liú)量計的使用(yòng)說明書、合格(gé)證書、檢定證(zhèng)書都應該具(jù)備且在有效(xiao)期内，及備品(pin)備件原則上(shàng)按使用總數(shu)的3%儲備。場站(zhan)應該應該有(you)計量管理人(ren)員負責計量(liang)器具及資料(liào)的🌂管理，保證(zhèng)計量器具資(zi)料🐕的完整。從(cóng)技術方面在(zài)做好平時渦(wo)輪流量計的(de)維🏃‍♂️護保養和(hé)每年的檢定(dìng)，确保流🏃🏻量計(jì)的運行在檢(jiǎn)定周期内。第(dì)五加強日常(cháng)工作的考核(hé)力度，确保每(mei)項工作都順(shùn)利完成。

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