關(guān)于如何有效提高丁烷流量計(jì)使用精度的探討
點(diǎn)擊次數(shù)：2205 發(fā)布時間：2020-11-06 08:09:04
近年來，得益于**能源結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)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?xì)馍a(chǎn)企業(yè)*基礎(chǔ)的一項(xiàng)工作，其計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與測量精度的要求直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對于這一點(diǎn)尤其要得到企業(yè)的重視。丁烷流量計(jì)用于天燃?xì)獾臏y算與計(jì)量，目前已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)的主力流量計(jì)量儀表之一，因?yàn)槠渚哂徐`敏度髙、重復(fù)性好、量程比寬、精度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于天然氣貿(mào)易結(jié)算計(jì)量，逐步成為我國城鎮(zhèn)燃?xì)馍虡I(yè)貿(mào)易和交接計(jì)量的*選儀表之一。丁烷流量計(jì)*重要特點(diǎn)就是精度高，這也是它之所以能用于計(jì)量地場合的原因，但是需要注意的是，要保證丁烷流量計(jì)的精度有幾個要點(diǎn)必須保證，設(shè)計(jì)選型、檢定精度、安裝工藝、維護(hù)保養(yǎng)等，每一項(xiàng)對于保證丁烷流量計(jì)的精度都都很重要。本文結(jié)合丁烷流量計(jì)的實(shí)際使用情況，分析了丁烷流量計(jì)的性能特點(diǎn)，設(shè)計(jì)選型時需考慮的幾點(diǎn)因素，總結(jié)歸納出了在檢定精度的基礎(chǔ)上提高其使用精度的基本方法。
1、渦輪流量計(jì)的原理
渦輪流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，利用氣體推動流量計(jì)葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪旋轉(zhuǎn)的速度與流體體積流量成正比，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用磁敏傳感器從同步轉(zhuǎn)動的葉輪上感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號，經(jīng)運(yùn)算處理得出體積流量。其測量精度較高，精度等級可達(dá)到1.0級、1.5級；量程比寬，一般為1:20測量范圍寬；結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，裝維護(hù)方便前后直管段要求較低，可用于中、高壓計(jì)量。
2、誤差產(chǎn)生的原因
渦輪流量計(jì)同樣存在以下缺點(diǎn)：有可動部件，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，難以長期保持校準(zhǔn)特性，需要定期校驗(yàn)。造成誤差的原因有：計(jì)量表本身質(zhì)量問題，設(shè)計(jì)選型不合理，安裝不到位，運(yùn)行中維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)?shù)取?br /> 3、如何控制誤差
3.1正確確定流量計(jì)使用的場所及規(guī)格
由于渦輪流量計(jì)渦輪慣性的存在，在流量波動頻繁的場合不宜使用。否則會降低計(jì)量精度。要比較準(zhǔn)確地估計(jì)用氣量的峰谷值和介質(zhì)的壓力情況，正確確定流量計(jì)的規(guī)格。從渦輪流量計(jì)誤差特性曲線可以看出，應(yīng)使流量計(jì)的工作流景范圍20%Qmax?80%Qmax(Qmax為流量計(jì)的*大流量）。
3.2渦輪流量計(jì)安裝要求
(1)丁烷流量計(jì)前必須安裝過濾器；應(yīng)保持過濾器暢通，若發(fā)現(xiàn)過濾器堵塞(可憑過濾器進(jìn)出壓差來判斷)時，應(yīng)及時對過濾器進(jìn)行清洗，若未配差壓計(jì)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閥門的情況。
(3)安裝時，密封墊不得突入管道中，流量計(jì)與管路軸線目測不得有明顯偏差，不得產(chǎn)生安裝應(yīng)力。
(4)安裝時一定要清掃干凈管道內(nèi)的所有雜質(zhì)，以防軸承和渦輪卡死。
4、提高渦輪流量計(jì)使用精度的常用方法
(1)只要滿足流量計(jì)的使用條件（包括流體的流動特性，介質(zhì)特性，操作過程及流量范圍）與檢定時相一致，便會得到與流量計(jì)檢定精度等量的使用精度。這就要求流量計(jì)的使用與檢定的流體的流動特性(流量計(jì)進(jìn)口的速度分布）相同；流體的物理性質(zhì)(密度等)也相同；檢定過程相同，并且在流量計(jì)的檢定流量范圍內(nèi)使用儀表常數(shù)，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(jì)的使用與檢定條件滿足上述相同性原則，并且流量計(jì)在檢定流量范圍內(nèi)定點(diǎn)使用時(使用其檢定流量下的儀表系數(shù)的平均值），則流量計(jì)的使用精度將會大大優(yōu)于其檢定精度。
(3)若流量計(jì)在檢定該范圍內(nèi)實(shí)際使用時，可用特性方程，即依據(jù)檢定中得到的各個流量下的平均儀表系數(shù)與流量Q的對應(yīng)關(guān)系，借助*小二乘法原理，直線擬合得到Kl=aq+b,用擬合后的K1代替儀表常數(shù)k，也可提高流量計(jì)的使用精度。
5、渦輪流量計(jì)運(yùn)行管理及維護(hù)要求
(1)渦輪流量計(jì)的通氣和停氣要求。通氣順序：保證流量計(jì)后端的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；再緩慢開啟流量計(jì)前端的閥門，確保升壓速度<35kPa/S;*后緩慢開啟流量計(jì)后端的閥門，使其從小流量下運(yùn)行直至調(diào)節(jié)至需要值。整個過程保持有壓啟動。停氣順序：先緩慢關(guān)閉流量計(jì)后端閥門；再緩慢關(guān)閉流量計(jì)前端閥門。
(2)防止長時間超量運(yùn)行。超流量運(yùn)行會嚴(yán)重影響使用壽命，降低計(jì)量精度，導(dǎo)致誤差增大；（注意觀察表頭工況流量百分比不宜長時間超百分百)瞬時流量：從瞬時流量的觀察，結(jié)合用戶當(dāng)時用氣情況判斷是否有小火不走，大火超量程現(xiàn)象。儀表運(yùn)行時流量范圍應(yīng)在20%?70%之間。如果長期低限運(yùn)行或高限運(yùn)行都會對計(jì)量有影響；是否是用戶用氣負(fù)荷或用氣設(shè)備發(fā)生了改變，應(yīng)及時解決。
(3)注意溫度、壓力的數(shù)值。
根據(jù)氣態(tài)方程式；方程式中：為標(biāo)準(zhǔn)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(shù)。P=Pa+Pg為流量計(jì)壓力檢測點(diǎn)處的絕對壓力（kPa);Pa為當(dāng)
地大氣壓(kPa);PKS流量計(jì)壓力檢測點(diǎn)的表壓力(kPa);P。為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.325kPa);T(,為標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)流量、溫度、壓力值與實(shí)際偏差較大或示值不穩(wěn)定時，或與以前經(jīng)驗(yàn)數(shù)值存在較大偏差時，要及時處理。
(4)在日常維護(hù)中或抄表檢查時，應(yīng)査看顯示儀表上是否有異常符號。如有電池符號的閃爍，表示電池快沒電了，應(yīng)及時更換電池；如有異常報(bào)警、異常警告的符號出現(xiàn)，要及時發(fā)現(xiàn)，有助于處理和發(fā)現(xiàn)用戶的違規(guī)用氣行為。
(5)對于有機(jī)械讀數(shù)帶修正儀的進(jìn)口渦輪表，除抄取標(biāo)況體積值之外，同時應(yīng)該及時比對基表讀數(shù)與修正儀上的工況流量是否一致，兩者正常情況下應(yīng)該是相差不大的。
(6)工藝管道檢修時應(yīng)拆下流量計(jì)，然后用干凈的布把兩端包好，防止污物、鐵霄等落人流量計(jì)將渦輪葉片損壞。
(7)為保證渦輪流量計(jì)長期正常工作，應(yīng)加強(qiáng)儀表的運(yùn)行檢査，監(jiān)測葉輪旋轉(zhuǎn)情況，如聲音異常應(yīng)及時卸下檢查傳感器內(nèi)部零件。渦輪軸承磨損嚴(yán)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(yīng)按要求定期注入潤滑油或清洗液，保證葉輪良好運(yùn)行。在無潤滑油情況下長期連續(xù)運(yùn)行，勢必造成致命磨損，阻尼力增加而導(dǎo)致運(yùn)行變慢，計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生負(fù)差并且影響使用壽命；
6、結(jié)語
(1)渦輪流量計(jì)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足計(jì)量學(xué)相同性原則時，使用儀表常數(shù)的精度才可以等同于其檢定精度，反之將低于檢定精度。而滿足計(jì)量學(xué)相同性原則的檢定方法為在線檢定。
(2)在滿足計(jì)量學(xué)相同性原則的基礎(chǔ)上提髙流量計(jì)使用精度的方法主要是流量計(jì)的使用條件和日常運(yùn)行維護(hù)。
(3)上述方法對精密渦輪流量計(jì)和丁烷流量計(jì)具有同樣的效果。
1、渦輪流量計(jì)的原理
渦輪流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，利用氣體推動流量計(jì)葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪旋轉(zhuǎn)的速度與流體體積流量成正比，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用磁敏傳感器從同步轉(zhuǎn)動的葉輪上感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號，經(jīng)運(yùn)算處理得出體積流量。其測量精度較高，精度等級可達(dá)到1.0級、1.5級；量程比寬，一般為1:20測量范圍寬；結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，裝維護(hù)方便前后直管段要求較低，可用于中、高壓計(jì)量。
2、誤差產(chǎn)生的原因
渦輪流量計(jì)同樣存在以下缺點(diǎn)：有可動部件，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，難以長期保持校準(zhǔn)特性，需要定期校驗(yàn)。造成誤差的原因有：計(jì)量表本身質(zhì)量問題，設(shè)計(jì)選型不合理，安裝不到位，運(yùn)行中維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)?shù)取?br /> 3、如何控制誤差
3.1正確確定流量計(jì)使用的場所及規(guī)格
由于渦輪流量計(jì)渦輪慣性的存在，在流量波動頻繁的場合不宜使用。否則會降低計(jì)量精度。要比較準(zhǔn)確地估計(jì)用氣量的峰谷值和介質(zhì)的壓力情況，正確確定流量計(jì)的規(guī)格。從渦輪流量計(jì)誤差特性曲線可以看出，應(yīng)使流量計(jì)的工作流景范圍20%Qmax?80%Qmax(Qmax為流量計(jì)的*大流量）。
3.2渦輪流量計(jì)安裝要求
(1)丁烷流量計(jì)前必須安裝過濾器；應(yīng)保持過濾器暢通，若發(fā)現(xiàn)過濾器堵塞(可憑過濾器進(jìn)出壓差來判斷)時，應(yīng)及時對過濾器進(jìn)行清洗，若未配差壓計(jì)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閥門的情況。
(3)安裝時，密封墊不得突入管道中，流量計(jì)與管路軸線目測不得有明顯偏差，不得產(chǎn)生安裝應(yīng)力。
(4)安裝時一定要清掃干凈管道內(nèi)的所有雜質(zhì)，以防軸承和渦輪卡死。
4、提高渦輪流量計(jì)使用精度的常用方法
(1)只要滿足流量計(jì)的使用條件（包括流體的流動特性，介質(zhì)特性，操作過程及流量范圍）與檢定時相一致，便會得到與流量計(jì)檢定精度等量的使用精度。這就要求流量計(jì)的使用與檢定的流體的流動特性(流量計(jì)進(jìn)口的速度分布）相同；流體的物理性質(zhì)(密度等)也相同；檢定過程相同，并且在流量計(jì)的檢定流量范圍內(nèi)使用儀表常數(shù)，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(jì)的使用與檢定條件滿足上述相同性原則，并且流量計(jì)在檢定流量范圍內(nèi)定點(diǎn)使用時(使用其檢定流量下的儀表系數(shù)的平均值），則流量計(jì)的使用精度將會大大優(yōu)于其檢定精度。
(3)若流量計(jì)在檢定該范圍內(nèi)實(shí)際使用時，可用特性方程，即依據(jù)檢定中得到的各個流量下的平均儀表系數(shù)與流量Q的對應(yīng)關(guān)系，借助*小二乘法原理，直線擬合得到Kl=aq+b,用擬合后的K1代替儀表常數(shù)k，也可提高流量計(jì)的使用精度。
5、渦輪流量計(jì)運(yùn)行管理及維護(hù)要求
(1)渦輪流量計(jì)的通氣和停氣要求。通氣順序：保證流量計(jì)后端的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；再緩慢開啟流量計(jì)前端的閥門，確保升壓速度<35kPa/S;*后緩慢開啟流量計(jì)后端的閥門，使其從小流量下運(yùn)行直至調(diào)節(jié)至需要值。整個過程保持有壓啟動。停氣順序：先緩慢關(guān)閉流量計(jì)后端閥門；再緩慢關(guān)閉流量計(jì)前端閥門。
(2)防止長時間超量運(yùn)行。超流量運(yùn)行會嚴(yán)重影響使用壽命，降低計(jì)量精度，導(dǎo)致誤差增大；（注意觀察表頭工況流量百分比不宜長時間超百分百)瞬時流量：從瞬時流量的觀察，結(jié)合用戶當(dāng)時用氣情況判斷是否有小火不走，大火超量程現(xiàn)象。儀表運(yùn)行時流量范圍應(yīng)在20%?70%之間。如果長期低限運(yùn)行或高限運(yùn)行都會對計(jì)量有影響；是否是用戶用氣負(fù)荷或用氣設(shè)備發(fā)生了改變，應(yīng)及時解決。
(3)注意溫度、壓力的數(shù)值。
根據(jù)氣態(tài)方程式；方程式中：為標(biāo)準(zhǔn)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(shù)。P=Pa+Pg為流量計(jì)壓力檢測點(diǎn)處的絕對壓力（kPa);Pa為當(dāng)
地大氣壓(kPa);PKS流量計(jì)壓力檢測點(diǎn)的表壓力(kPa);P。為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.325kPa);T(,為標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)流量、溫度、壓力值與實(shí)際偏差較大或示值不穩(wěn)定時，或與以前經(jīng)驗(yàn)數(shù)值存在較大偏差時，要及時處理。
(4)在日常維護(hù)中或抄表檢查時，應(yīng)査看顯示儀表上是否有異常符號。如有電池符號的閃爍，表示電池快沒電了，應(yīng)及時更換電池；如有異常報(bào)警、異常警告的符號出現(xiàn)，要及時發(fā)現(xiàn)，有助于處理和發(fā)現(xiàn)用戶的違規(guī)用氣行為。
(5)對于有機(jī)械讀數(shù)帶修正儀的進(jìn)口渦輪表，除抄取標(biāo)況體積值之外，同時應(yīng)該及時比對基表讀數(shù)與修正儀上的工況流量是否一致，兩者正常情況下應(yīng)該是相差不大的。
(6)工藝管道檢修時應(yīng)拆下流量計(jì)，然后用干凈的布把兩端包好，防止污物、鐵霄等落人流量計(jì)將渦輪葉片損壞。
(7)為保證渦輪流量計(jì)長期正常工作，應(yīng)加強(qiáng)儀表的運(yùn)行檢査，監(jiān)測葉輪旋轉(zhuǎn)情況，如聲音異常應(yīng)及時卸下檢查傳感器內(nèi)部零件。渦輪軸承磨損嚴(yán)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(yīng)按要求定期注入潤滑油或清洗液，保證葉輪良好運(yùn)行。在無潤滑油情況下長期連續(xù)運(yùn)行，勢必造成致命磨損，阻尼力增加而導(dǎo)致運(yùn)行變慢，計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生負(fù)差并且影響使用壽命；
6、結(jié)語
(1)渦輪流量計(jì)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足計(jì)量學(xué)相同性原則時，使用儀表常數(shù)的精度才可以等同于其檢定精度，反之將低于檢定精度。而滿足計(jì)量學(xué)相同性原則的檢定方法為在線檢定。
(2)在滿足計(jì)量學(xué)相同性原則的基礎(chǔ)上提髙流量計(jì)使用精度的方法主要是流量計(jì)的使用條件和日常運(yùn)行維護(hù)。
(3)上述方法對精密渦輪流量計(jì)和丁烷流量計(jì)具有同樣的效果。