影響氣體渦輪流量計測量精度的原因及處理措施

1 氣體渦輪流量計原理
                           
                        渦輪流量計是速度式流量計的一種，由渦輪、導流器、前置放大器、感應線圈和殼體等部件組成。如圖1所示。當氣體進入安裝在管道上的氣體流量計時，流量計的葉輪受力旋轉，在一定的流量范圍內，渦輪的旋轉角速度與氣體流速成正比。由此，可通過渦輪的旋轉角速度得到氣體流速，從而可以計算得到通過管道的氣體流量。渦輪的轉速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。根據電磁感應原理，渦輪葉片切割殼體內*磁鋼引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器，對信號進行放大、整形，產生與流速成正比的脈沖信號，送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值；同時亦將脈沖信號送入頻率電流轉換電路，將脈沖信號轉換成模擬電流量，進而指示瞬時流量值。
                           
                        近年來，由于其具有精度高、結構簡單、運動部件少、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、安裝維護方便、前后直管段要求較低等優點，被廣泛應用于天然氣貿易結算計量，逐步成為我國城鎮燃氣商業貿易和交接計量的儀表之一。

                        1-緊固件；2-殼體；3-前導向件；4-止推片；5-葉輪；
                        6-電磁感應信號檢出器；7-軸承；8-后導向件
                        圖1 渦輪流量計結構示意圖
                            2 氣體渦輪流量計精度影響因素
                           
                        在渦輪流量計的檢定工作中，我們發現除了流量計本身結構造成的系統正常計量偏差之外，絕大多數送檢渦輪流量計在其檢定有效期內均出現了不同程度的磨損、腐蝕和阻塞等現象，嚴重影響了流量計的正常工作，是導致計量誤差增大的主要原因。
                            2.1 磨損
                           
                        由于氣體渦輪流量計對介質的要求較高。通過流量計的檢測氣體如果不清潔，就會導致細小固體雜質顆粒粘附在流量計軸承上，致使軸承運轉不靈，葉輪旋轉不正常，產生機械磨損；此外由于葉輪長期高速旋轉，仍會有磨損產生。磨損后的氣體渦輪流量計，檢測精度下降。
                            2.2 腐蝕
                           
                        若被測介質中含有腐蝕性氣體，當氣體流經流量計時，會對流量計的轉子部分產生腐蝕，造成轉子腐蝕變形、表層脫落，這樣就會引起轉子質量的變化，從而改變流量計的計量參數，影響轉子的正常運轉和計量的準確性。
                            2.3 阻塞
                           
                        我們在檢定中還發現，部分流量計葉輪上纏繞有廢棄螺紋密封膠帶等纖維狀污物，阻塞轉子，減小通過轉子的有效流動斷面，引起流速剖面的顯著改變，導致計量數據失真。
                            2.4 油污
                           
                        現場油氣分離不*，導致多數流量計內壁和葉輪上附著有黑色原油，阻礙葉輪轉動，部分原油隨氣流進入渦輪流量計，并在葉輪高速旋轉離心力的作用下，滯留在殼體內，引起計量誤差。
                           
                        綜上所述，這些影響因素的存在，使一些氣體渦輪流量計在檢定后很短的時間內即出現計量不準的問題，嚴重影響天然氣的準確計量和油氣田開發數據的可靠錄取，必須加以消除。
                            3 氣體渦輪流量計檢定項目與檢定方法
                           
                        根據氣體渦輪流量計檢定規程的要求，*應該對氣體渦輪流量計的外觀、隨機文件、示值誤差、重復性等進行檢定。目前*一般都使用氣體流量標準表法標定氣體渦輪流量計。這種檢定裝置由于使用方便，校驗費用低，逐步業內的認可，成為檢定氣體流量計的常用裝置。我們將被檢流量計安裝到試驗管路中，利用氣體在相同時間間隔內連續通過標準表和被檢表，試驗時可以采用1臺標準表與1臺被檢表進行比較；也可以用兩臺以上并聯的標準表與1臺被檢表進行比較。比較兩者的輸出瞬時流量值，或比較一段時間內的累積流量值，用比較的方法得到被檢流量計的試驗結果。
                           
                        首先，確保流量計在zui大檢定流量的70%-范圍內運行5分鐘以上，待流體溫度、壓力、流量穩定后開始進行檢定校驗。其次，選定流量檢定點，minQ、maxQ、0.40maxQ，若流量計等級較高，還需要增加幾個流量檢測點，如0.1maxQ、0.25maxQ、0.70maxQ等。將流量調到規定的流量值，流量穩定后啟動裝置和被檢流量計，記錄標準裝置和被檢流量計的初始示值，運行一段時間后，同時停止標準專職和被檢流量計，記錄zui終示值，計算流量計和標準裝置的累積流量值和瞬時流量值。在瞬時流量檢定過程中，各個檢測點實際流量與測定流量的誤差要低于±5%。每個檢測點的檢驗次數不得低于3次。zui后，檢定人員根據公式計算出被檢定氣體流量計的示值誤差。對檢驗合格的流量計下發檢定證書，對檢定不合格的流量計下發檢定結果通知，注明不合格的項目。
                            4 提高氣體流量計精度的方法
                            通過總結檢定渦輪氣體流量計的工作經驗，在平時使用過程中，有如下幾種方法可提高流量計的使用精度。
                           
                        （1）氣體渦輪流量計的使用條件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，使用儀表常數的精度才可以等同于其檢定精度，反之將低于檢定精度。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（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使用儀表常數，那么在對介質密度壓力修正后，其使用精度便等同于其檢定精度。
                            （2）防止流量計長時間超量運行，加強氣體流量計日常運行維護。
                           
                        超流量運行會嚴重影響氣體流量計的使用壽命，降低計量精度，導致誤差增大。在日常儀表的使用維護中還要加強儀表的運行檢查，監測葉輪旋轉情況，如聲音有異常應及時卸下檢查傳感器內部零件。若發現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。在工藝管道檢修時，檢修人員要及時拆下流量計，用干凈的布把兩端包好，防止污物、鐵霄等落入流量計將渦輪葉片損壞。