關(guān)于如何有效提高智能柴油管道流量計使用精度的探討
點(diǎn)擊次數：1776 發(fā)布時(shí)間：2021-01-19 15:12:38
近年來(lái)，得益于國家能源結構與產(chǎn)業(yè)結構的調整，我國的天然氣產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展。對于天然氣的流量測量是燃氣生產(chǎn)企業(yè)最基礎的一項工作，其計量標準與測量精度的要求直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益，對于這一點(diǎn)尤其要得到企業(yè)的重視。智能柴油管道流量計用于天燃氣的測算與計量，目前已經(jīng)成為行業(yè)內的主力流量計量?jì)x表之一，因為其具有靈敏度髙、重復性好、量程比寬、精度高等優(yōu)點(diǎn)，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(yè)貿易和交接計量的首選儀表之一。智能柴油管道流量計最重要特點(diǎn)就是精度高，這也是它之所以能用于計量地場(chǎng)合的原因，但是需要注意的是，要保證智能柴油管道流量計的精度有幾個(gè)要點(diǎn)必須保證，設計選型、檢定精度、安裝工藝、維護保養等，每一項對于保證智能柴油管道流量計的精度都都很重要。本文結合智能柴油管道流量計的實(shí)際使用情況，分析了智能柴油管道流量計的性能特點(diǎn)，設計選型時(shí)需考慮的幾點(diǎn)因素，總結歸納出了在檢定精度的基礎上提高其使用精度的基本方法。
1、渦輪流量計的原理
渦輪流量計是一種速度式流量計，利用氣體推動(dòng)流量計葉輪轉動(dòng)，葉輪旋轉的速度與流體體積流量成正比，根據電磁感應原理，利用磁敏傳感器從同步轉動(dòng)的葉輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號，經(jīng)運算處理得出體積流量。其測量精度較高，精度等級可達到1.0級、1.5級；量程比寬，一般為1:20測量范圍寬；結構緊湊輕巧，裝維護方便前后直管段要求較低，可用于中、高壓計量。
2、誤差產(chǎn)生的原因
渦輪流量計同樣存在以下缺點(diǎn)：有可動(dòng)部件，易于損壞，關(guān)鍵件軸承易磨損，抗臟污能力差，對介質(zhì)的干凈程度要求較高，難以長(cháng)期保持校準特性，需要定期校驗。造成誤差的原因有：計量表本身質(zhì)量問(wèn)題，設計選型不合理，安裝不到位，運行中維護保養不當等。
3、如何控制誤差
3.1正確確定流量計使用的場(chǎng)所及規格
由于渦輪流量計渦輪慣性的存在，在流量波動(dòng)頻繁的場(chǎng)合不宜使用。否則會(huì )降低計量精度。要比較準確地估計用氣量的峰谷值和介質(zhì)的壓力情況，正確確定流量計的規格。從渦輪流量計誤差特性曲線(xiàn)可以看出，應使流量計的工作流景范圍20%Qmax?80%Qmax(Qmax為流量計的最大流量）。
3.2渦輪流量計安裝要求
(1)智能柴油管道流量計前必須安裝過(guò)濾器；應保持過(guò)濾器暢通，若發(fā)現過(guò)濾器堵塞(可憑過(guò)濾器進(jìn)出壓差來(lái)判斷)時(shí)，應及時(shí)對過(guò)濾器進(jìn)行清洗，若未配差壓計的每月清洗一次。
(2)要保證直管段的要求，尤其是表前有縮徑或半開(kāi)閥門(mén)的情況。
(3)安裝時(shí)，密封墊不得突入管道中，流量計與管路軸線(xiàn)目測不得有明顯偏差，不得產(chǎn)生安裝應力。
(4)安裝時(shí)一定要清掃干凈管道內的所有雜質(zhì)，以防軸承和渦輪卡死。
4、提高渦輪流量計使用精度的常用方法
(1)只要滿(mǎn)足流量計的使用條件（包括流體的流動(dòng)特性，介質(zhì)特性，操作過(guò)程及流量范圍）與檢定時(shí)相一致，便會(huì )得到與流量計檢定精度等量的使用精度。這就要求流量計的使用與檢定的流體的流動(dòng)特性(流量計進(jìn)口的速度分布）相同；流體的物理性質(zhì)(密度等)也相同；檢定過(guò)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(zhì)密度壓力修正后，其使用精度便等同于其檢定精度。
（2)若流量計的使用與檢定條件滿(mǎn)足上述相同性原則，并且流量計在檢定流量范圍內定點(diǎn)使用時(shí)(使用其檢定流量下的儀表系數的平均值），則流量計的使用精度將會(huì )大大優(yōu)于其檢定精度。
(3)若流量計在檢定該范圍內實(shí)際使用時(shí)，可用特性方程，即依據檢定中得到的各個(gè)流量下的平均儀表系數與流量Q的對應關(guān)系，借助最小二乘法原理，直線(xiàn)擬合得到Kl=aq+b,用擬合后的K1代替儀表常數k，也可提高流量計的使用精度。
5、渦輪流量計運行管理及維護要求
(1)渦輪流量計的通氣和停氣要求。通氣順序：保證流量計后端的閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)；再緩慢開(kāi)啟流量計前端的閥門(mén)，確保升壓速度<35kPa/S;最后緩慢開(kāi)啟流量計后端的閥門(mén)，使其從小流量下運行直至調節至需要值。整個(gè)過(guò)程保持有壓?jiǎn)?dòng)。停氣順序：先緩慢關(guān)閉流量計后端閥門(mén)；再緩慢關(guān)閉流量計前端閥門(mén)。
(2)防止長(cháng)時(shí)間超量運行。超流量運行會(huì )嚴重影響使用壽命，降低計量精度，導致誤差增大；（注意觀(guān)察表頭工況流量百分比不宜長(cháng)時(shí)間超百分百)瞬時(shí)流量：從瞬時(shí)流量的觀(guān)察，結合用戶(hù)當時(shí)用氣情況判斷是否有小火不走，大火超量程現象。儀表運行時(shí)流量范圍應在20%?70%之間。如果長(cháng)期低限運行或高限運行都會(huì )對計量有影響；是否是用戶(hù)用氣負荷或用氣設備發(fā)生了改變，應及時(shí)解決。
(3)注意溫度、壓力的數值。
根據氣態(tài)方程式；方程式中：為標準狀態(tài)下的體積量(m3);V為工作狀態(tài)下的體積量(m3);Zg為工作狀態(tài)下的氣體壓縮系數。P=Pa+Pg為流量計壓力檢測點(diǎn)處的絕對壓力（kPa);Pa為當
地大氣壓(kPa);PKS流量計壓力檢測點(diǎn)的表壓力(kPa);P。為標準大氣壓(101.325kPa);T(,為標準狀態(tài)下的絕對溫度(293.15K);T為介質(zhì)工況條件下的絕對溫度(273.15+t);為被測介質(zhì)攝氏溫度℃;FZ為氣體壓縮因子從公式可以看出，誤差主要集中在壓力、溫度的檢測精度兩方面，在發(fā)現流量、溫度、壓力值與實(shí)際偏差較大或示值不穩定時(shí)，或與以前經(jīng)驗數值存在較大偏差時(shí)，要及時(shí)處理。
(4)在日常維護中或抄表檢查時(shí)，應査看顯示儀表上是否有異常符號。如有電池符號的閃爍，表示電池快沒(méi)電了，應及時(shí)更換電池；如有異常報警、異常警告的符號出現，要及時(shí)發(fā)現，有助于處理和發(fā)現用戶(hù)的違規用氣行為。
(5)對于有機械讀數帶修正儀的進(jìn)口渦輪表，除抄取標況體積值之外，同時(shí)應該及時(shí)比對基表讀數與修正儀上的工況流量是否一致，兩者正常情況下應該是相差不大的。
(6)工藝管道檢修時(shí)應拆下流量計，然后用干凈的布把兩端包好，防止污物、鐵霄等落人流量計將渦輪葉片損壞。
(7)為保證渦輪流量計長(cháng)期正常工作，應加強儀表的運行檢査，監測葉輪旋轉情況，如聲音異常應及時(shí)卸下檢查傳感器內部零件。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。
(8)有潤滑油或清洗液注人口的傳感器，應按要求定期注入潤滑油或清洗液，保證葉輪良好運行。在無(wú)潤滑油情況下長(cháng)期連續運行，勢必造成致命磨損，阻尼力增加而導致運行變慢，計量結果產(chǎn)生負差并且影響使用壽命；
6、結語(yǔ)
(1)渦輪流量計的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(mǎn)足計量學(xué)相同性原則時(shí)，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。而滿(mǎn)足計量學(xué)相同性原則的檢定方法為在線(xiàn)檢定。
(2)在滿(mǎn)足計量學(xué)相同性原則的基礎上提髙流量計使用精度的方法主要是流量計的使用條件和日常運行維護。
(3)上述方法對精密渦輪流量計和智能柴油管道流量計具有同樣的效果。
1、渦輪流量計的原理
渦輪流量計是一種速度式流量計，利用氣體推動(dòng)流量計葉輪轉動(dòng)，葉輪旋轉的速度與流體體積流量成正比，根據電磁感應原理，利用磁敏傳感器從同步轉動(dòng)的葉輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號，經(jīng)運算處理得出體積流量。其測量精度較高，精度等級可達到1.0級、1.5級；量程比寬，一般為1:20測量范圍寬；結構緊湊輕巧，裝維護方便前后直管段要求較低，可用于中、高壓計量。
2、誤差產(chǎn)生的原因
渦輪流量計同樣存在以下缺點(diǎn)：有可動(dòng)部件，易于損壞，關(guān)鍵件軸承易磨損，抗臟污能力差，對介質(zhì)的干凈程度要求較高，難以長(cháng)期保持校準特性，需要定期校驗。造成誤差的原因有：計量表本身質(zhì)量問(wèn)題，設計選型不合理，安裝不到位，運行中維護保養不當等。
3、如何控制誤差
3.1正確確定流量計使用的場(chǎng)所及規格
由于渦輪流量計渦輪慣性的存在，在流量波動(dòng)頻繁的場(chǎng)合不宜使用。否則會(huì )降低計量精度。要比較準確地估計用氣量的峰谷值和介質(zhì)的壓力情況，正確確定流量計的規格。從渦輪流量計誤差特性曲線(xiàn)可以看出，應使流量計的工作流景范圍20%Qmax?80%Qmax(Qmax為流量計的最大流量）。
3.2渦輪流量計安裝要求
(1)智能柴油管道流量計前必須安裝過(guò)濾器；應保持過(guò)濾器暢通，若發(fā)現過(guò)濾器堵塞(可憑過(guò)濾器進(jìn)出壓差來(lái)判斷)時(shí)，應及時(shí)對過(guò)濾器進(jìn)行清洗，若未配差壓計的每月清洗一次。
(2)要保證直管段的要求，尤其是表前有縮徑或半開(kāi)閥門(mén)的情況。
(3)安裝時(shí)，密封墊不得突入管道中，流量計與管路軸線(xiàn)目測不得有明顯偏差，不得產(chǎn)生安裝應力。
(4)安裝時(shí)一定要清掃干凈管道內的所有雜質(zhì)，以防軸承和渦輪卡死。
4、提高渦輪流量計使用精度的常用方法
(1)只要滿(mǎn)足流量計的使用條件（包括流體的流動(dòng)特性，介質(zhì)特性，操作過(guò)程及流量范圍）與檢定時(shí)相一致，便會(huì )得到與流量計檢定精度等量的使用精度。這就要求流量計的使用與檢定的流體的流動(dòng)特性(流量計進(jìn)口的速度分布）相同；流體的物理性質(zhì)(密度等)也相同；檢定過(guò)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(zhì)密度壓力修正后，其使用精度便等同于其檢定精度。
（2)若流量計的使用與檢定條件滿(mǎn)足上述相同性原則，并且流量計在檢定流量范圍內定點(diǎn)使用時(shí)(使用其檢定流量下的儀表系數的平均值），則流量計的使用精度將會(huì )大大優(yōu)于其檢定精度。
(3)若流量計在檢定該范圍內實(shí)際使用時(shí)，可用特性方程，即依據檢定中得到的各個(gè)流量下的平均儀表系數與流量Q的對應關(guān)系，借助最小二乘法原理，直線(xiàn)擬合得到Kl=aq+b,用擬合后的K1代替儀表常數k，也可提高流量計的使用精度。
5、渦輪流量計運行管理及維護要求
(1)渦輪流量計的通氣和停氣要求。通氣順序：保證流量計后端的閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)；再緩慢開(kāi)啟流量計前端的閥門(mén)，確保升壓速度<35kPa/S;最后緩慢開(kāi)啟流量計后端的閥門(mén)，使其從小流量下運行直至調節至需要值。整個(gè)過(guò)程保持有壓?jiǎn)?dòng)。停氣順序：先緩慢關(guān)閉流量計后端閥門(mén)；再緩慢關(guān)閉流量計前端閥門(mén)。
(2)防止長(cháng)時(shí)間超量運行。超流量運行會(huì )嚴重影響使用壽命，降低計量精度，導致誤差增大；（注意觀(guān)察表頭工況流量百分比不宜長(cháng)時(shí)間超百分百)瞬時(shí)流量：從瞬時(shí)流量的觀(guān)察，結合用戶(hù)當時(shí)用氣情況判斷是否有小火不走，大火超量程現象。儀表運行時(shí)流量范圍應在20%?70%之間。如果長(cháng)期低限運行或高限運行都會(huì )對計量有影響；是否是用戶(hù)用氣負荷或用氣設備發(fā)生了改變，應及時(shí)解決。
(3)注意溫度、壓力的數值。
根據氣態(tài)方程式；方程式中：為標準狀態(tài)下的體積量(m3);V為工作狀態(tài)下的體積量(m3);Zg為工作狀態(tài)下的氣體壓縮系數。P=Pa+Pg為流量計壓力檢測點(diǎn)處的絕對壓力（kPa);Pa為當
地大氣壓(kPa);PKS流量計壓力檢測點(diǎn)的表壓力(kPa);P。為標準大氣壓(101.325kPa);T(,為標準狀態(tài)下的絕對溫度(293.15K);T為介質(zhì)工況條件下的絕對溫度(273.15+t);為被測介質(zhì)攝氏溫度℃;FZ為氣體壓縮因子從公式可以看出，誤差主要集中在壓力、溫度的檢測精度兩方面，在發(fā)現流量、溫度、壓力值與實(shí)際偏差較大或示值不穩定時(shí)，或與以前經(jīng)驗數值存在較大偏差時(shí)，要及時(shí)處理。
(4)在日常維護中或抄表檢查時(shí)，應査看顯示儀表上是否有異常符號。如有電池符號的閃爍，表示電池快沒(méi)電了，應及時(shí)更換電池；如有異常報警、異常警告的符號出現，要及時(shí)發(fā)現，有助于處理和發(fā)現用戶(hù)的違規用氣行為。
(5)對于有機械讀數帶修正儀的進(jìn)口渦輪表，除抄取標況體積值之外，同時(shí)應該及時(shí)比對基表讀數與修正儀上的工況流量是否一致，兩者正常情況下應該是相差不大的。
(6)工藝管道檢修時(shí)應拆下流量計，然后用干凈的布把兩端包好，防止污物、鐵霄等落人流量計將渦輪葉片損壞。
(7)為保證渦輪流量計長(cháng)期正常工作，應加強儀表的運行檢査，監測葉輪旋轉情況，如聲音異常應及時(shí)卸下檢查傳感器內部零件。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。
(8)有潤滑油或清洗液注人口的傳感器，應按要求定期注入潤滑油或清洗液，保證葉輪良好運行。在無(wú)潤滑油情況下長(cháng)期連續運行，勢必造成致命磨損，阻尼力增加而導致運行變慢，計量結果產(chǎn)生負差并且影響使用壽命；
6、結語(yǔ)
(1)渦輪流量計的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(mǎn)足計量學(xué)相同性原則時(shí)，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。而滿(mǎn)足計量學(xué)相同性原則的檢定方法為在線(xiàn)檢定。
(2)在滿(mǎn)足計量學(xué)相同性原則的基礎上提髙流量計使用精度的方法主要是流量計的使用條件和日常運行維護。
(3)上述方法對精密渦輪流量計和智能柴油管道流量計具有同樣的效果。