摘要:在天然氣輸(shu)氣場站中渦輪流(liu)量計 起着關鍵的(de)計量作用,計量的(de)正确率往往影響(xiang)着輸差⛷️和貿易結(jié)算,而輸差和貿易(yi)結算又影響利潤(run)和資金流轉。所以(yǐ)要求流量計準确(què)計量就顯得尤爲(wèi)重要🐅。以S省天然氣(qi)長輸管道爲依托(tuo)，從天然氣場站設(shè)備設施出發，基🙇🏻于(yu)渦輪流量計原理(lǐ)，分析在實際日常(chang)輸氣過程中影響(xiǎng)🔱渦輪流量計🚩計量(liàng)的原因,從.而提出(chu)在輸氣過程中如(ru)何🈲減少影響貿易(yi)結算和輸差的方(fāng)法和策略,以此提(tí)高渦輪流量計的(de)使用效率和經濟(jì)價值。
0引言
　　随着城(cheng)市化進程的不斷(duàn)加快，人口越來越(yuè)集中，人民收入越(yue)來越高，天然氣作(zuo)爲一種高效的清(qing)潔能源已經走進(jìn)了城市和鄉村，有(you)望和電力一樣走(zǒu)進每家每㊙️戶。此外(wai)人們對空氣質量(liang)越來越重視，因此(cǐ)在工業領域煤改(gǎi)氣項目實施的越(yuè)來越💃多。再者作爲(wèi)傳統清潔能源的(de)核能，由于福島事(shi)件的影響，現在核(he)電廠在歐洲處于(yú)不斷關停的趨勢(shì);風能和太陽能雖(sui)然⁉️都是最清潔的(de)能源但是由于自(zì)身分布太廣且利(li)用率低和上網困(kun)難等問題也很難(nan)發展😘壯大;水能雖(suī)然較爲理想，但是(shi)适合建壩的地方(fang)并❄️不多。所以從長(zhang)遠來看，天然氣在(zai)能源中🌈的消耗占(zhan)比也将不斷增加(jia)。反映到☀️地方企業(yè)，上某天然氣股🌈份(fèn)有限公司的天然(rán)氣場站每年⭐冬運(yùn)的輸氣量确實在(zai)不斷增長，很多天(tiān)然氣場站🐕在冬季(ji)都是滿負荷運行(hang)。因此給工作人員(yuán)和設備設🌈施運行(háng)帶來✍️了♍壓力。而作(zuo)爲天然氣場站關(guān)鍵的計量設備之(zhī)一的渦輪流量計(ji)在計量中發揮着(zhe)重要作用。它因爲(wèi)計量準确、易于安(an)裝、占地面積小、維(wei)護保養簡單、事故(gù)少。越來越受到天(tiān)然氣輸氣場站青(qing)睐🔱。而且在油氣田(tián)、化工企業、天然氣(qì)門站等🔆發揮着越(yue)來越重要的🍉角色(sè)。
1渦輪流計的原理(li)
　　當天然氣通過渦(wo)輪流量計的渦輪(lún)時，氣體分子通過(guò)🤞碰撞渦輪葉片，将(jiang)動能和勢能傳遞(dì)給渦輪，使渦輪做(zuò)圓周運動産生旋(xuan)轉，在一定的流量(liang)範圍内，對一定的(de)氣體介🔴質，渦輪的(de)旋轉角速度與流(liú)體流速⛱️成正比。因(yīn)😍此，流體流♋速可通(tong)過渦輪的旋轉角(jiǎo)速度🐅得到，并通過(guò)機械傳動傳給機(jī)械表頭通過計數(shu)器從而得到氣體(ti)的工況流量。渦輪(lun)的旋轉角速🧑🏾‍🤝‍🧑🏼度通(tong)過安裝在流量計(ji)外面的信号檢測(ce)放大器用電磁感(gan)應的原理來測量(liang)。當渦輪旋轉時，渦(wō)輪上螺旋形葉，片(piàn)依次接近和遠離(li)處于管壁外的磁(cí)電感應線圈，周期(qi)性的改變✌️感應線(xian)圈磁回路磁阻，使(shǐ)通過線❄️圈的磁通(tong)量發生周期性❗的(de)變化而産生與流(liú)量成正比的信号(hao)。由于剛感應❓出的(de)信号還很微弱，因(yin)此需要通過級聯(lián)的多個放大電路(lù)放大🔞後再輸出;此(cǐ)時的信号中由于(yu)存🚶‍♀️在諸多幹擾和(hé)噪音，爲了去除幹(gàn)擾信号得到有用(yong)㊙️信号，就要對信号(hào)進行濾波。這時的(de)信号由于不是規(gui)整的脈沖信号，因(yīn)♻️此就需要通過電(dian)壓比較器轉化爲(wei)磁脈🏃沖信号再通(tong)過表頭的計數器(qi)來得出，可以得到(dao)瞬時流量🚶‍♀️和累計(ji)流量,再上傳到PLC櫃(guì)就可以顯示在工(gōng)控機上,并且通過(guo)衛星通信或以太(tài)網就可以傳到調(diào)控中心。
2影響計量(liang)的原因
　　衆所周知(zhī)，影響計量的原因(yīn)很多。除了天然氣(qì)的一些原因⭐，也有(yǒu)設備設施的原因(yin)和在管理.上的--些(xie)原👉因。下面我們就(jiù)從日常工💘作中逐(zhu)一分析。
(1)因爲天然(ran)氣剛開采出來時(shí)本身含有硫化氫(qing)，如果淨♻️化❄️廠除硫(liú)除不幹淨，就會有(you)殘留氣體存到長(zhǎng)輸管網中。硫化氫(qīng)氣體與水汽結合(hé)會形成酸性氣體(ti)，而酸性氣體不㊙️僅(jǐn)會腐💃🏻蝕流量計金(jīn)屬主體，而且會腐(fu)蝕渦輪，使渦輪變(bian)脆,影響渦輪流量(liàng)計的使用壽命和(he)計量精度。
(2)在冬季(ji)由于采暖原因晚(wǎn)上輸氣量較大，且(qie)在陝北地區🐆氣溫(wen)在夜間有時甚至(zhì)會達到零下二十(shi)度左🐇右，當溫度低(di)于露點時就🏃會有(you)水汽在管線中析(xi)出形成水珠，由于(yú)❌溫度低☂️于零下所(suo)以水😘就會在渦輪(lún)中結冰造成渦輪(lun)冰堵現象，使得供(gòng)氣出現停輸。
(3)氣體(ti)中的粉塵會給葉(yè)片旋轉時帶來阻(zǔ)力,粉塵多🍓時🐉就會(huì)導🎯緻氣體通道被(bèi)堵，影響葉片旋轉(zhuǎn)，進而影響計量，産(chan)生粉塵的原因是(shi)管線在施工完成(cheng)後沒有清理幹淨(jing)，還有就是💃管道内(nèi)壁在氣體的沖擊(ji)下會生成鐵✂️粉。
(4)在(zài)天然氣開采過程(cheng)中，會伴随着一定(ding)的油分子帶出🤟，如(ru)果太多🈲的話還會(hui)産生凝析油，如果(guo)在淨化過程中.處(chù)理不幹淨，則會沾(zhān)到渦輪葉片或者(zhe)葉輪的内壁上，并(bìng)在渦輪高速旋轉(zhuǎn)下做離心🐇運動，影(yǐng)響渦✂️輪做圓周運(yùn)動。
(5)壓力傳感器和(he)溫變信号#的傳輸(shu)也會影響渦輪流(liú)量計的計❗量🛀，因爲(wèi)檢測的信号都有(you)可能因爲各種原(yuan)因導緻減小或者(zhe)📐增大，因此确保渦(wō)輪流量計的壓變(bian)和♍溫變、流量計算(suàn)機每半年按時效(xiao)驗一次。
(6)因爲天然(ran)氣中除過甲烷，還(hai)會有少量的乙烷(wan)、丙烷⛹🏻‍♀️、丁🐪烷、戊烷🐪等(deng)。所以用色譜分析(xi)儀定期對氣體組(zǔ)分進行标定,确定(dìng)氣體的具體組分(fèn)，可以使得計量更(gèng)加精準。
(7)因爲用氣(qi)有高低峰，當氣體(ti)流量大于額定量(liang)程的百分之🥰八十(shi)🚩或者低于百分之(zhi)二十時就會計量(liàng)不準确🏃‍♂️，所以選定(ding)㊙️合适量程渦輪流(liú)量計确保流量範(fan)圍在百分之二十(shí)到百分之八十之(zhī)間，如果流量太低(di)或者太高應根據(ju)實際情況切換到(dao)備用支路或者更(gèng)合适量程的渦輪(lun)流量計來計量。
3渦(wo)輪流H計在天然氣(qi)場站中使用的技(jì)術
(1)SCADA(數據采集與監(jiān)視控制系統)5),以計(ji)算機爲核心的控(kong)制系統。在鐵路、電(dian)力、化工、石油行業(ye)中具有極其重要(yao)的作用。在天然氣(qi)長輸管網公司中(zhōng)，調控中心SCADA系統控(kòng)制主機，通過路由(yóu)☂️器将數據傳到衛(wei)星主站和DNN/PSTN公網，通(tōng)過衛星天線将數(shu)據傳到衛星再傳(chuan)到各個🌐場站的衛(wèi)星天線再經過衛(wei)星通訊設💞備到場(chang)站PLC控制櫃。公網數(shù)📞據通過光纖将傳(chuán)給場站交換機再(zài)到場站PLC櫃。而PLC連接(jiē)了天然氣場站的(de)機☔組數據，快速截(jie)斷閥， 電動球閥 ， 超(chao)聲波流量計 ，壓變(bian)，溫變，渦輪流量計(jì)，輔助設備設施等(deng)數據。渦輪流量計(ji)在運行過程中将(jiang)采集的壓力、溫度(du)、和渦輪數據🌐，傳到(dào)渦輪流量計表頭(tóu)(流量積算儀)。以愛(ai)拓力流量計爲例(li)，表頭具有流量計(jì)算、數據采集、參數(shu)設置、時鍾設置、數(shu)據通訊、數據存🙇🏻儲(chu)、故障診斷等功能(néng)🧡。利用Modbus協議将采集(ji)的流量信号上傳(chuán)到💃🏻PLC(可編程邏輯控(kong)制器)的計量模塊(kuài)，再傳到工🈲控機就(jiù)可以在電腦桌面(mian)上顯示瞬時流量(liang)、累㊙️計流量。然後PLC根(gēn)據TCP/IP協議可以将數(shù)據上傳到以太網(wang),通過通訊設備☔傳(chuan)到調控🔱中心，調控(kòng)📞中心根據輸氣計(ji)劃🐆就可以随時給(gěi)場站☂️下達指令或(huò)者自己對用戶進(jìn)行輸氣計劃調整(zhěng)。其💞原理圖見圖1。
 
(2)渦(wo)輪流量計采用先(xiān)進的集成芯片和(he)微機技術，表頭功(gong)耗低，内🚶部電池可(kě)以使用兩年左右(you)，不僅可以讀取⁉️累(lèi)計瞬時🏒氣量、昨日(rì)累計氣量、今日累(lèi)計流量🤩、曆史流量(liang)數據🆚，可輸出标準(zhǔn)的模拟信🌈号，将信(xìn)号遠傳和上位機(jī)進行通訊，方便數(shu)☀️據記錄。
(3)渦輪流量(liang)計采用RS485通訊，接口(kou)組成半雙工網絡(luò)采用兩線制，用屏(píng)蔽的雙絞線傳輸(shu)，這種接線方式爲(wei)總線式拓撲結構(gòu)在同一總線.上最(zui)多可以挂接32個結(jie)點。RS485較之,RS232不容易損(sun)壞接口電路芯片(pian)，且該電平與TTL電路(lu)兼容，可❤️方便與TTL電(dian)路連接。數據傳輸(shu)效率高，速度🔞可以(yǐ)到10Mbps,抗共模能力增(zēng)強🐉，抗噪聲幹擾好(hǎo)，傳輸距離可以到(dao)3KM。
4渦輪流量計的維(wei)護保養
4.1日維護保(bao)養
　　對渦輪流量計(ji)進行巡檢，觀察讀(dú)數顯示及電池電(dian)量顯🌍示是🍓否清晰(xī)、真實、正确。檢查渦(wo)輪流量計各密封(feng)點有無洩漏🐉現象(xiang)，如有🔞洩漏現象應(yīng)及時處理;
保持渦(wō)輪流量計外觀及(ji)其附件的清潔狀(zhuàng)态;
檢查儀表檢定(dìng)标識是否清晰、有(you)效，鉛封是否良好(hǎo)。
4.2月維護保養
檢查(chá)渦輪流量計本體(ti)及附件是否完整(zhěng)、是否有鏽蝕或損(sǔn)壞，銘牌是否清晰(xī)，接插件是否接觸(chù)良好，端子接線等(děng)是否牢固🌈;
檢查防(fáng)爆撓性管連接是(shì)否可靠，若有松動(dòng)應及時緊固;
檢查(cha)防雷接地是否可(kě)靠，确保防雷接地(dì)線各連接處無松(song)動、無🏒鏽蝕。
4.3季維護(hù)保養
春秋檢時對(duì)所配用的過濾除(chu)塵器進行拆解檢(jian)查并📱清潔;
春秋檢(jian)時對渦輪流量計(ji)的葉輪及軸承進(jin)行清潔和⚽潤滑保(bǎo)養🌐，并經檢定合格(ge)後方可恢複正常(chang)使用🌍;
春秋檢時根(gēn)據電池電量提示(shì)及時更換液晶顯(xiǎn)示屏電池;
春秋檢(jian)檢查防爆撓性管(guǎn)是否老化、龜裂，對(dui)影響防爆🔴性⛷️能的(de)及時更換。.
4.4年維護(hu)保養
每半年效驗(yan)一次。
5渦輪流計的(de)安裝注意事項
确(que)保完好的渦輪流(liu)量計上有箭頭方(fāng)向表明流體方向(xiàng)不能裝反:
安裝的(de)管道必須吹掃幹(gàn)淨裏面的殘渣:.
渦(wō)輪流量計必須水(shui)平安裝，表頭朝上(shang);
　　渦輪流量計.上遊(yóu)必須安裝帶有差(chà)壓表的過濾器，且(qiě)過濾器距🔴離渦輪(lún)有一段較長的直(zhí)管段，以确保流體(ti)正常平穩的流動(dong)。
6渦輪流懸計的使(shǐ)用的優缺點
優點(dian):
(1)結構簡易，使用範(fàn)圍廣
　　主要部件有(you):流量計主體、穩流(liú)器、渦輪的測量單(dan)元、軸承、累加器、磁(cí)耦合裝置，校正儀(yí)。該流量計适用于(yu)低，中☔，高壓氣體都(dou)可✉️以計量。管道公(gōng)稱直徑從DN50~DN500範圍都(dōu)有，溫度範圍從-20℃-+60℃.因(yīn)此計量範圍廣，大(dà)流量、小流量🔞都可(ke)以，既能适應寒🏃🏻‍♂️冷(leng)地區，也适應高溫(wēn)地區。
(2)使用方便，量(liang)程寬
　　以S省場站應(yīng)用最多的渦輪流(liú)量計，正在逐漸取(qu)代⚽孔闆流量計㊙️。因(yīn)爲渦輪流量計量(liàng)程寬，在一次更換(huan)後基本可以滿足(zu)全年高㊙️低峰的使(shi)用要求。不需要再(zài)頻繁更換孔闆流(liu)量計的孔闆和效(xiao)驗壓變。該流量計(jì)量程♍一般量程是(shi)1:30,最大甚至可擴展(zhan)至1:50。而孔闆流量計(jì)标準量程比113,最大(da)可拓展至130，比渦輪(lún)流量計♈少了很多(duo)。
(3)計量精度準确
以(yǐ)愛托利流量計爲(wèi)例最大允許誤差(chà)爲最小流量♻️的+/-2%，最(zuì)大🈚流量的0.2。
缺點:
對(dui)氣質要求高，測量(liang)氣體必須純度高(gao)，雜質少,
7渦輪流計(ji)常見問題及故陶(tao)處理(見表1)
 
8結語
　　目(mù)前天然氣場站現(xiàn)行的例行工作和(hé)工藝條件不能🔞有(yǒu)效📐降低天然氣氣(qi)質中的雜質。所以(yi)爲了提高🌈渦輪流(liu)量計計量的精度(du)，應該從以下幾點(diǎn)得到加強。
　　第一是(shi)從日常工作方面(mian)加強沿線天然氣(qi)場站卧分和過濾(lü)器的層層排污，目(mù)的是在天然氣進(jìn)入流量計之前設(shè)置層層屏障🤩，在雜(zá)質進入流量計之(zhi)前就把它清理幹(gan)💁淨。第二定期采取(qu)清管作業，當管輸(shū)效率降低到90%以下(xià)時對管道裏的污(wū)物定期清理幹淨(jìng)。第三根據在場站(zhan)排污時所排的雜(zá)質的多少，判斷是(shì)否要進行多次排(pái)污，以确定是否已(yi)經達标。第四個是(shì)流量計的使用說(shuō)😘明書、合格證書、檢(jian)定證書都🔞應該具(ju)備且在有🈚效期内(nèi)，及備品備件原則(zé)上按使用總數的(de)3%儲備。場站🔆應該應(yīng)該有計量管理人(ren)員🐉負責計量器具(ju)及資料的管理，保(bao)證計量❤️器具資料(liao)⁉️的完整。從技術方(fāng)面在做⛹🏻‍♀️好🔞平時渦(wo)輪流量計的維護(hù)保養和每年的檢(jiǎn)定，确保流量計的(de)運行在檢定周期(qi)内。第五加強日常(cháng)工作的考核力度(du)🈚，确保每項工作都(dōu)順利完成。

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