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天然氣渦輪流量計的應用與故障分析
隨著西氣東輸、川氣東送等長距離、大口徑、高壓力的輸氣管道的建成投產以及天然 氣輸配網絡的逐漸形成，管道運營商對天然氣貿易計量的科學性、可靠性、公正性提出了 高的要求。依賴電子技術、互聯網和計算機技術的迅猛發展， 氣計量方式亦向自動化、智能化、遠程化方向發展，目前 氣渦輪流量計已經實現了實時、在線、遠程控制，并逐步向渦輪流量計、變送器，SCADA系統、色譜分析儀等組成的智能計量系統方向發展。
由于渦輪流量計靈敏度高、重復性好、量程比寬、結構緊湊，因此廣泛應用于工業貿易計量。在設計標準方面，氣體渦輪流量計針對性的標準規范，在計量性能、材料要求、輸出、標記、文件資料等方面對氣體渦輪流量計提出了具體要求。
一、渦輪流量計的測量原理
渦輪流量計是一種速度式流量儀表，測量本體是渦輪流量傳感器，主要由葉輪和磁電感應線圈組成，葉輪軸心與管道中心相同，可以自由轉動，其葉片與氣體流動方向成 角度。在流體沖擊下，渦輪沿管道軸向旋轉，其旋轉速率隨流量變化而不同，流速越高，動能越大，渦輪的轉速也越高。渦輪的轉速經磁電感應轉換器轉換為相應頻率的電脈沖，通過展示儀表進行積算和展示。
渦輪流量計通過不同的計算方法，可分別展示累計流量和瞬時流量。當渦輪葉片切割殼體內 磁鋼產生的磁力線時，將引起傳感線圈磁通的變化，磁通周期變化信號經前置放大器放大、整形，產生與流速成正比的脈沖信號，脈沖信號經流量積算電路換算后展示累積流量值，同時經頻率電流轉換電路轉換成模擬電流量，進而展示瞬時流量值。
二、渦輪流量計的應用
1、起始流量
渦輪葉片克服摩擦力做功，當氣體流量較小時，葉片未啟動旋轉，導致渦輪流量計存在計量盲區。當壓力、溫度，密度等氣體參數發生改變時，渦輪流量計的起始流量也會發生相應變化。被測天然 氣的靜壓增大時，所測流量范圍也相應增大，同時天然 氣的密度會引起不同的壓損。氣體渦輪流量計適合流量幅度較大的場合，但當氣量過小時，渦輪流量計不能克服摩擦力矩轉動。氣量大于額定 值后，流量與轉速呈線性關系；受葉輪強度、氣流壓損、軸承壽命等條件的限制，氣流量也不宜過大。大多數渦輪流量計在大氣壓下的測量范圍是1：10~1：30，準確度可達到±0.5%~±1.0%。
2、安裝要求
渦輪流量計對管輸 天然 氣的流態非常敏感，而流量計入口前端的阻流設備(分離除塵、管道彎頭、旋風分離器和過濾器等)可能使流態改變而影響轉子的旋轉。為此，一般推薦在渦輪流量計入口和出口端各加接一直管段，其入口端長度不小于10倍管段內徑，出口端長度不小于5倍管段內徑。若安裝空間不能滿足上述要求，可在阻流設備與渦輪流量計之間安裝整流器。另外，變送器電源線需采用金屬屏蔽線，且接地良好可靠。
三、故障分析與維護處理
天然 氣正常流動，渦輪流量計不計數。故障分析：電源線、功能選擇開關和信號線有無斷路或接觸不良；觀察內部印制電路板、接觸件有無接觸不良；線圈是否良好；葉輪是否碰撞傳感器內壁，有無異物卡住，軸和軸承有無雜物卡住或斷裂。維護處理：用歐姆表排查故障點；印制電路板故障檢查采用替換“備用板”法，換下故障板再作細致檢查；檢查線圈有無斷線和焊點脫落；去除異物，清洗或 換損壞零件，復原后氣吹或手拔動葉輪，應無摩擦聲， 換軸承等零件后應重新校驗，求得新的儀表系數。
未作減量操作，流量展示逐漸下降。故障分析：渦輪流量計前的過濾器是否堵塞；流量傳感器管段上的閥門開度自動減少；傳感器葉輪受雜物阻礙或軸承間隙進入異物，阻力增加而減緩轉速。操作維護：清洗過濾器；調節流量計上游閥門，判斷有無故障，確認后再修理或 跟換；清除 雜物， 重新校驗。
氣不流動，流量展示不為零。故障分析：傳輸信號線路屏蔽不良，外界信號干擾；管道外部振動，葉輪隨之抖動，產生誤信號；截止閥關閉不嚴發生內漏；展示儀線路板之間或電子元件損壞產生干擾。操作維護：檢查動力電纜與信號電纜是否分開鋪設，展示儀端子接地是否良好；加固管道，安裝防止振動的設備；檢修或 換截止閥；檢查展示儀電路，判斷干擾源，查出故障點。
四、注意事項
(1)渦輪流量計投用前，通過流量計算機的控制面板完成儀表系數的重新設定。
(2)渦輪流量計投運時，其前后壓差不能過大，氣體流速不能過快，應緩慢地手動開啟入口閥門，待管道充滿天然 氣且壓力平衡后手動開啟出口閥門，以防止發生冰堵和瞬間氣流沖擊而損壞渦輪。
(3)定期對渦輪流量計進行清洗、檢查和復校，定期注入潤滑油，以維持葉輪良好運行；關注流量計算機的流量展示狀況，評估流量情況，有異常時立即檢查。
(4)保持管路暢通。可以依據過濾器入口、出口處的差壓變送器的差壓值來判斷過濾器是否被堵塞。天然 氣流量計渦輪運轉失常時應清洗管路，將流量計的渦輪拆除后用輕質高標號汽油 清洗后重新安裝。
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