天然气计量技术—涡轮流量计ppt课件

1、概概 述述 气体涡轮番量计具有灵敏度高，反复性好，量程比宽，准确度高的特点，从而在欧、美国家的天然气流量计量中被广泛采用。在欧洲，目前天然气流量丈量中运用气体涡轮番量计的比例已到达流量仪表的4060%；在美国，仅阿卡拉公司从80年代末至90年代初，就有超越3500台气体涡轮番量计经过在线实流检定的运用报导；美国哥伦比亚气体公司已有670台气体涡轮番量计运用在大型计量站。 概概 述述 气体涡轮番量计较差压式流量计更适宜流量变化幅度较大的场所，其较宽的量程比，在某种程度上又可降低丈量管直径，降低投资。随着天然气计量技术的开展和对天然气贸易、交接计量要求的提高，气体涡轮番量计将会逐渐运用于天然气流量

2、计量中。1 任务原理任务原理 涡轮番量计是属于速度式流量计。如图5.1所示，其任务原理是在管道中安装一个自在转动、轴与管道 同心的叶轮。当被测气体流过传感器时，在气流作用下，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动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。管道中流体的流速大小与叶轮转速成正比。在实践运用中，涡轮是要求进展实流校准的，流量计算公式如下： 式中：qf工况体积流量,m3/s; N流量计每秒的脉冲数； k流量计仪表系数，1/m3。 kNfq 1 任务原理任务原理 1叶轮 2轴承 3磁

3、铁 4感应线圈 5壳体 6导向件图1 涡轮番量构造图2 计量特性计量特性2 计量特性计量特性 从特性曲线可以看出，当天然气从零开场增大流量时，叶轮必需先抑制轴与轴承间产生的静磨擦力矩后才开场旋转，极小量的气体经过气体涡轮番量计时，涡轮并不转动，只需当流量大于某一最小值时，抑制了起动磨擦力矩，涡轮才开场转动。这一最小流量值与气体的密度成平方根关系，所以它对密度较大的流体灵敏度较好，在流量较小时，流量特性变化很大，主要受粘滞性磨擦力矩影响。2 计量特性计量特性 当流量大于某一数值后，流量与转数才近似为线性关系，这就是气体涡轮番量计的任务区域。 当然，由于轴承寿命，叶轮的强度和压损等条件的限制，涡轮

4、也不能转得太快，所以气体涡轮番量计和其它流量计一样，也有丈量上、下限的限制 。3 主要特性主要特性1准确度高，普通流量计的准确度为11.5，特殊公用型为0.50.2。 2反复性好，短期反复性可达0.050.2，正是由于具有良好的反复性，如经常校准或在线校准可得极高的准确度，在贸易结算中是优先选用的流量计。 3输出脉冲频率信号，适于总量计量及与计算机衔接，无零点漂移，抗干扰才干强。 4可获得很高的频率信号3-4kHz，信号分辨力强。 5量程比宽，中大口径可达40：1至10：1，小口径为6：1或5：1。 3 主要特性主要特性 6构造紧凑轻巧，安装维护方便，流通才干大。 7适用高压丈量，仪表表体上不

5、用开孔，易制成高压型仪表。 8难以长期坚持校准特性，需求定期检定。对于贸易储运和高准确度丈量的要求，最好对流量计进展在线实流检定以坚持其特性。 9气体密度对仪表特性有较大影响。气体流量计易受密度影响，由于密度与温度、压力关系亲密，在现场温度、压力动摇是难免的，要根据它们对准确度影响的程度采取补偿措施，才干坚持较高的计量准确度。 3 主要特性主要特性 10流量计受来流流速分布畸变和旋转流的影响较大，传感器上下游侧需设置较长的直管段，如安装空间有限制，可加装流动调整器整流器以缩短直管段长度。 11不适于脉动流和混相流的丈量。 12 对被测气体的清洁度要求较高，假设气质较脏，可安装过滤器，但亦带来压

6、损增大、维护量添加等副作用。 4 改良产品改良产品 为了提高涡轮番量计的计量性能和顺应性，不同厂家都对涡轮进展了改良，目前有如下产品。 双叶轮，提高涡轮的可靠性。铝合金叶轮，提高涡轮的灵敏度和抗冲击才干。一体化整流器，提高涡轮的准确度和和抗冲击才干。密封式轴承，提高涡轮的抗脏污才干。 4 改良产品改良产品 图图5.2 涡轮一体化整流器涡轮一体化整流器5 规范化规范化 针对气体涡轮番量计ISO制定了ISO9951规范，美国制定了AGA7号报告。我国亦参照ISO 9951制定了涡轮番量计的国家规范GB/T18940-2003 。6 涡轮番量计的计算涡轮番量计的计算 AGA7号报告规定了涡轮番量计的

7、安装要求，规定了涡轮番量计取压和测温元件的位置；给出了涡轮番量计用于天然气流量的计算方法。其计算公式如下： Qb=QfPf/PbTb/TfZb/Zf 6 涡轮番量计的计算涡轮番量计的计算 式中： Qb规范条件下的流量；Qf工况条件下的流量；Pb规范形状下压力；Pf工况条件下绝对气体静压；Tb规范形状下温度；Tf工况条件下气体温度；Zb规范形状下气体的紧缩因子；Zf工况条件下气体的紧缩因子。7 计算公式推推导计算公式推推导根据形状方程: 在规范形状下: PbVb=(R/M) Tb Zb 在流动形状下: PfVf=(R/M) Tf Zf 那么:Vb/Vf=Pf Tb Zb/(Pb Tf Zf) 除

8、以时间 t 得: Qb=QfPf/PbTb/TfZb/Zf Qf =N/K 替代得: Qb= N/K Pf/PbTb/TfZb/Zf8涡轮番量计的安装与运用涡轮番量计的安装与运用 具有转动部件的速度式涡轮番量计的安装与运用，总体上讲，应满足其计量特性、性能不受影响；在规定的流量范围内维持其准确性，不缩短其运用寿命。 1.安装要求(a)普通要求程度安装，防止垂直安装。 (b)气体涡轮番量计引荐上游至少10D，当有整流器时，整流器出口到涡轮番量计入口端面至少为5D的直管段分别从流量计的上、下游端面算起。其内径与流量计公称内径DN之差，普通应不超越DN的1%，并不超越5mm。 8涡轮番量计的安装与运

9、用涡轮番量计的安装与运用 (c)用于静压补偿的取压孔应位于气体涡轮番量计叶片相对应的位置处。如有多个静压取压孔，在气体密度为1.2kg/m3的最大流速下，其不同取压孔的静压差应小于100Pa。静压取压孔普通在流量计本体上，由制造厂商确定，其直径普通在3mm12mm。 (d)测温元件的位置测温元件应安装在流量计下游，在叶轮下游的5D内，尽能够接近流量计。 8涡轮番量计的安装与运用涡轮番量计的安装与运用 (e)过滤器的安装当气体涡轮番量计安装于能够存在各种机械杂质的天然气管道中，必需安装过滤器，过滤器的尺寸可参考表1。流量计口径(mm)筛网号 筛网孔的尺寸mm 12、201000.1525、50、

10、75800.18100、150600.25200、250、300400.428涡轮番量计的安装与运用涡轮番量计的安装与运用 f限流元件 为防止气体涡轮番量计遭到超高速天然气气流的冲击，可在其下游安装限流元件。通常气体涡轮番量计超速上限为额定上限值的150%，对于高压天然气，宜为120%。 (g)放空管的位置 放空管应放在气体涡轮番量计的下游，且放空阀的口径应小于流量计口径的1/6。 8涡轮番量计的安装与运用涡轮番量计的安装与运用 (h)旁通的设置 对于重要的计量管路，应设置旁通管，旁通管应是零走漏且可检漏，以便流量计的维修。 (i)对于没有安装限流元件或旁通管的大口径丈量管路DN300时，应在其上游截断阀处安装小型截止旁通阀，以便对丈量管路缓慢升压或降压，防止压力忽然变化，防止高流速冲击流量计。 j其它安装要求：除按产品运用阐明书，可参见GB/T18940规范。 9运用本卷须知运用本卷须知 a投表操作步骤： a.1翻开旁路截止阀； a.2翻开流量计上游截止阀； a.3缓慢翻开流量计下游截止阀； a.4缓慢封锁旁路截止阀。b停表操作步骤： b.1翻开旁路截止阀； b.2封锁流量计下游截止阀； b.3封锁流量计上游截止阀。