天然气计量技术—涡轮流量计
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天然气涡轮流量计的测量误差
天然气涡轮流量计本身不具备现场显示功能,仅将流量信号以脉冲信号的方式远传输出。
仪表价格低廉,集成度高,体积小巧。
天然气涡轮流量计的计量误差分析,在实际应用中,用气高峰和低峰时刻,天然气涡轮流量计均处于可测流量区间,但高峰时流量已超过旋进旋天然气涡轮流量计的测量上限,有相当一部分气量未能计人,表现为天然气涡轮流量计所计量要比旋进旋涡高出许多。
所以两者的比对百分量较高,主要是由工作点的选取和两仪表基本误差造成的。
天然气涡轮流量计的计量误差原因,天然气涡轮流量计量程比宽,有效测量区间大,更适合流量变化较大的场合;气体天然气涡轮流量计选型时应注意长期工作点应高于20 %;上游直管段应尽可能大于20 d ,避免旋涡流对叶轮旋转的影响;在使用时应选择外部手动润滑油泵,即使两轴承是永久的润滑,并同传动机构全密封,但气体天然气涡轮流量计对气质要求高,这样更能保持涡轮的精度和使用寿命;阀门开闭应尽量平缓,最好采用“两段开启、两段关闭”方式,防止叶轮受到流体突然冲击而损坏; 保持过滤器畅通,通过其入口、出口处压力表读数差的增大来判断是否被杂质堵塞,及时清除,否则堵塞严重会降低流量;天然气涡轮流量计是一种灵敏度高,重复性好,量程比宽,准确度高,维护量小,具有推广和应用价值的流量仪表。
天然气涡轮流量计的计量精度高,稳定性好,能够很准确的测量,具有出色的低压和高压计量性能,多种信号输出方式以及对流体扰动
的低敏感性。
天然气涡轮流量计的输出信号
天然气涡轮流量计利用板弹簧给张紧带加上适当的张力,由此除振动与涡旋压力之外的压力变化等难以造成影响,从而可得到稳定的扭转与振动。
天然气涡轮流量计的输出信号,综合性能传感器的性能指标是相互制约的,如样本中压力上限为2MPA;温度为250℃,口径为1M;则当口径为1M时,压力可能只能为1.5MPA,温度只能是200℃,不可能同为极限值,输出信号一般为标准的模拟信号(0~10V,4~20MA 等)已不能适应系统发展要求。
通讯要求数字信号,ROSEMOUNT推出了HART协议,RS232/RS485转换器,RS232限于2KM以内,RS485可达10KM。
天然气涡轮流量计的压力检测,涡流是从涡旋发生器两端交替发生的,因此涡旋发生器两端交替产生的,因此涡旋发生器的两端的压力也是交替变化,这种压力的变化通过涡流发生器下游侧锥型柱上的导压孔引导到反光镜腔中,反光镜腔中的反光镜是用很细的张紧带张紧的,所以,张紧带上出现扭曲与振动,此外,利用板弹簧给张紧带加上适当的张力,由此,除振动与涡旋压力之外的压力变化等难以造成影响,从而可得到稳定的扭转与振动。
因涡旋出现而形成的压力经导压孔到反光镜腔中,与反射腔中的压力变化同步、反光镜在张紧带上形成扭转、振动。
反光镜非常轻巧,即使在低流量、压力变化非常小的状况下,也会动作。
天然气涡轮流量计在反光镜的上部,相应配置有发光二极管与光敏三极管等构成的光传感器,二极管发出的光经反光镜反射,并射到光敏三极管上时,就会变成电流,经波形电路后输出。
涡轮流量计涡轮流量计(以下简称TUF)是叶轮式流量(流速)计的主要品种,叶轮式流量计还有风速计、水表等。
在各种流量计中,TUF、容积式流量计和科氏质量流量计是三类重复性、精确度最佳的产品,而TUF又具有自己的特点,如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大(同样口径可通过的流量大)和可适应高参数(高温、高压和低温)等。
至今,这类流量计产品可达技术参数:口径4-750mm,压力达250MPa,温度为-240-700℃,像这样的技术参数其他两类流量计则是难以达到的。
TUF广泛应用于以下一些测量对象:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气、煤气和低温流体等。
在国外液化石油气、成品油和轻质原油等的转运及集输站,大型原油输送管线的首末站都大量采用它进行贸易结算。
在欧洲和美国TUF是仅次于孔板流量计的天然气计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8MPa到6.5MPa的气体TUF,他们已成为优良的天然气流量计。
尽管TUF的优良计量特性受到人们的青睐,可是给人的印象是由活动部件,使用期短,在选用时不免踌躇,经过人们的不懈努力,应该说情况大有改观。
TUF作为最通用的流量计,其产品已发展为多品种、全系列、多规格批量生产的规模。
应该指出,TUF除前述工业部门大量应用外,在一些特殊部门亦得到广泛应用,如科研实验、国防科技、计量部门,这些领域的使用恰好避开了其弱点(不适于长期连续使用),充分发挥其特点(高精度,重复性好,可用于高压、高温、低温及微流量等条件)。
在这些领域,大多是根据被测对象的特殊要求进行专门的结构设计,它们是专用仪表不进行批量生产。
第二节工作原理图1所示为TUF传感器结构图,由图可见,当被测流体流过传感器时,在流体作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,叶轮的转动周期地改变磁电转换器的磁阻值。
检测线圈中磁通随之发生周期性变化,产生周期性的感应电势,即电脉冲信号,经放大器放大后,送至显示仪表显示。
涡轮流量计的优缺点涡轮流量计是速度式流量计之一,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而计算出流量或总量的仪表。
由传感器和积算显示仪两部分组成,也可做成整体式。
涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度好。
优点:(1)高精度,在所有流量计中,属于好的流量计;(2)重复性好;(3)无零点漂移,抗干扰能力好;(4)量程范围度宽;(5)结构紧凑。
缺点:(1)不能长期保持校准特性;(2)流体物性对流量特性有较大影响。
应用概况:涡轮流量计在以下现场获得较好地应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气等。
涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的计量仪表,气体涡轮流量计已成为天然气主要计量仪表。
液体涡轮流量计为什么能达到很长的使用寿命液体涡轮流量计是的流量测量计,之所以说它受欢迎,除了它的使用方便、高精度之外,另外还有特点十分的重要,就是它在使用的时候,有着很长的使用寿命,寿命对产品十分重要,因为凡是使用到这种东西的单位或个人,也都是想长久性的使用,所以也就要求它的使用重复性良好,。
那么它是怎么样达到很长的使用寿命的呢?一、磨损性低。
我们也都知道,在对于高流量的环境下使用的东西,也都存在着很大的磨损量,不但是和介质之间的接触,还是物体本身的转动产生的摩擦,也都会产生很大的磨损度,但因为液体涡轮流量计有着很好的设计,尽量的不减少自身的摩擦,同时也和介质之间的接触,进行了一些设计上面的处理,所以才会让它在使用的时候,不会出现磨损,没有磨损,自然也就提高了它的使用寿命。
二、抗腐蚀性强。
不得不说,只要是流量的东西,对于物品也都有一定的腐蚀性,特别是钢铁类的东西,容易受流体的腐蚀,何况它在工作的时候,更多的时候也都是在化学流体下进行工作,又有工作和间歇的时间差,所以腐蚀严重,但是液体涡轮流量计在选择的材料上面十分的先进,有着很大的抗腐蚀性,所以在使用的时候不会出现任何的腐蚀,即使是在氧化的流体之下长期不使用也不会出现任何腐蚀。