氣體渦輪流量計精度影響因素及檢定方法

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(zhuǎn),在一定的流量范圍內(nèi),渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與氣體流速成正比。由此,可通過渦輪的旋轉(zhuǎn)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。

氣體渦輪流量計渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。根據(jù)電磁感應原理,渦輪葉片切割殼體內(nèi)永久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(chǎn)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(zhuǎn)換電路,將脈沖信號轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(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)易和交接計量的首選儀表之一。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(jié)構(gòu)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(fā)現(xiàn)除了流量計本身結(jié)構(gòu)造成的系統(tǒng)正常計量偏差之外,絕大多數(shù)送檢渦輪流量計在其檢定有效期內(nèi)均出現(xiàn)了不同程度的磨損、腐蝕和阻塞等現(xiàn)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(zhì)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(zhì)顆粒粘附在流量計軸承上,致使軸承運轉(zhuǎn)不靈,葉輪旋轉(zhuǎn)不正常,產(chǎn)生機械磨損;此外由于葉輪長期高速旋轉(zhuǎn),仍會有磨損產(chǎn)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(zhì)中含有腐蝕性氣體,當氣體流經(jīng)流量計時,會對流量計的轉(zhuǎn)子部分產(chǎn)生腐蝕,造成轉(zhuǎn)子腐蝕變形、表層脫落,這樣就會引起轉(zhuǎn)子質(zhì)量的變化,從而改變流量計的計量參數(shù),影響轉(zhuǎn)子的正常運轉(zhuǎn)和計量的準確性。

2.3阻塞我們在檢定中還發(fā)現(xiàn),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(zhuǎn)子,減小通過轉(zhuǎn)子的有效流動斷面,引起流速剖面的顯著改變,導致計量數(shù)據(jù)失真。   

2.4油污現(xiàn)場油氣分離不徹底,導致多數(shù)流量計內(nèi)壁和葉輪上附著有黑色原油,阻礙葉輪轉(zhuǎn)動,部分原油隨氣流進入渦輪流量計,并在葉輪高速旋轉(zhuǎn)離心力的作用下,滯留在殼體內(nèi),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(nèi)即出現(xiàn)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(fā)數(shù)據(jù)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(jù)氣體渦輪流量計檢定規(guī)程的要求,計量部門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。目前計量部門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(yè)內(nèi)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(nèi)連續(xù)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(lián)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(nèi)的累積流量值,用比較的方法得到被檢流量計的試驗結(jié)果。首先,確保流量計在最大檢定流量的70%-100%范圍內(nèi)運行5分鐘以上,待流體溫度、壓力、流量穩(wěn)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,