摘要:在天然氣(qi)輸氣場站中渦(wō)輪流量計 起着(zhe)關鍵的計量作(zuo)用,計量的正确(què)率往往影響着(zhe)🐉輸差和貿🔅易結(jie)算,而輸差和貿(mao)易結算又影響(xiǎng)利潤😍和資🚩金流(liu)❌轉。所以要求流(liu)量計準确計量(liang)就顯得尤爲重(zhong)要。以S省天🌍然氣(qì)長輸管道爲依(yī)托，從天然氣場(chang)站設備設施出(chu)發，基于渦輪流(liú)🌈量計原理，分析(xi)在實🏒際日常輸(shū)氣過程中影響(xiang)渦輪流量計👄計(ji)量的原因,從.而(er)提出在輸氣過(guo)程中如何減少(shǎo)影響貿易結算(suàn)📐和輸差的方法(fa)和🌍策略,以此提(ti)高渦輪流量計(ji)的使用☂️效率和(hé)經濟價值。
0引言(yán)
　　随着城市化進(jìn)程的不斷加快(kuài)，人口越來越集(jí)中，人民收入🔞越(yue)來越高，天然氣(qi)作爲一種高效(xiao)的清潔能源已(yǐ)經走進了城市(shì)和鄉🙇‍♀️村，有望和(he)電力一樣走進(jìn)每家每戶。此外(wai)人們對空氣質(zhì)🐆量越來越重視(shi)，因此在工業領(lǐng)域煤改氣👈項目(mù)實施⚽的越來越(yuè)🙇🏻多。再者作🐉爲傳(chuan)統清潔能源的(de)核能，由于福島(dao)事件的影響，現(xian)在核電廠在歐(ou)洲處于不斷關(guan)停的趨勢;風能(néng)和太👣陽能雖然(rán)都是最清潔的(de)能源但是由于(yu)自身分布太廣(guang)且利用率低和(he)上網困難等問(wen)題㊙️也☔很難發展(zhan)壯大;水能雖然(rán)較爲理想，但是(shi)适合建壩的地(di)方并不多。所以(yi)從長遠來看，天(tian)然氣在能源中(zhōng)的消耗占✨比也(ye)将不斷❗增加。反(fan)映到🎯地方企業(ye)，上某天然氣股(gǔ)📐份有限公司的(de)天然氣場站每(měi)年冬運的輸氣(qi)量确實在不斷(duàn)👅增長，很多天然(ran)氣場站在冬季(ji)都是滿負荷運(yùn)行。因此給工作(zuo)人員和設備設(shè)施運行帶來🤩了(le)壓力。而作爲天(tian)然氣場站關鍵(jian)的計量設備之(zhī)一的渦輪流量(liang)計在計量中發(fa)揮着重要作用(yòng)♉。它因爲計量準(zhǔn)确、易于安裝、占(zhan)地面積小、維護(hu)保養簡單、事故(gu)少。越來越受到(dao)天然氣輸氣場(chang)站青睐。而且在(zài)油氣田、化工企(qi)業、天然氣門站(zhan)等發揮着越來(lai)越重要的角色(se)。
1渦輪流計的原(yuán)理
　　當天然氣通(tōng)過渦輪流量計(ji)的渦輪時，氣體(ti)分子通過碰撞(zhuàng)渦輪葉片，将動(dong)能和勢能傳遞(dì)給渦輪，使渦輪(lún)做圓周運動産(chǎn)生🈲旋轉，在一定(ding)的流量範圍内(nèi)，對一定的氣體(tǐ)介質，渦輪的旋(xuan)轉角速度與流(liú)體流速成正比(bǐ)。因此，流體流速(sù)可通過渦輪的(de)旋轉角速度得(de)到，并通過🌈機械(xiè)傳動傳給機械(xiè)表頭通過計數(shù)器⛷️從而得到氣(qi)體的工況流量(liàng)。渦輪的旋轉角(jiao)速度通過安裝(zhuāng)在🔴流量計外面(mian)的信号檢測🔞放(fang)大器用電磁感(gǎn)應的原理來測(ce)量🌈。當渦輪旋轉(zhuan)時，渦輪上螺旋(xuan)形葉，片依次接(jiē)近和遠離處于(yú)管壁外的磁電(diàn)感㊙️應線🧡圈，周期(qi)性的改變❤️感應(ying)線圈磁回路磁(cí)阻🔴，使通過線💚圈(quān)的磁通量發生(shēng)周期性的變化(hua)而産生與流量(liang)成正比的信号(hào)。由于剛感應出(chū)的✨信号還很微(wei)弱，因此需要通(tong)過級聯的多個(gè)放大電路☁️放大(da)後再輸出;此時(shí)的信号中由于(yú)存在諸多幹擾(rǎo)和噪音，爲了去(qù)除☂️幹擾信号得(dé)到有用信号，就(jiù)要對信号進行(háng)濾波。這時的信(xin)号由于不是規(gui)整的脈沖信号(hao)，因此就需要通(tong)過電壓比較器(qi)轉化爲🔞磁脈沖(chòng)信号再通過表(biǎo)頭💋的計數器來(lái)得出，可以得到(dao)瞬時流量和累(lèi)計流量,再上傳(chuan)到PLC櫃就可以顯(xiǎn)示在工控機上(shang),并且通過衛星(xing)通信或以太網(wǎng)就可以傳到調(diào)控中心。
2影響計(ji)量的原因
　　衆所(suǒ)周知，影響計量(liang)的原因很多。除(chú)了天然氣的一(yi)🔱些原因㊙️，也有設(she)備設施的原因(yin)和在管理.上的(de)--些原因。下面我(wo)們就⭐從日常工(gōng)作中逐一分析(xi)。
(1)因爲天然氣剛(gāng)開采出來時本(ben)身含有硫化氫(qing)，如果淨化廠除(chu)硫除不幹淨，就(jiù)會有殘留氣體(tǐ)存到長輸管網(wǎng)💘中。硫化氫氣體(ti)與水汽結合會(hui)形成酸性氣體(ti)，而酸性氣體不(bú)🔆僅會腐☀️蝕流量(liang)計金屬主體，而(er)且會🙇‍♀️腐蝕渦輪(lun)，使渦輪變脆,影(yǐng)響渦輪流量計(jì)的使用壽命和(he)計量精度。
(2)在冬(dong)季由于采暖原(yuán)因晚上輸氣量(liang)較大，且在陝北(běi)地💚區氣溫在夜(yè)間有時甚至會(huì)達到零下二十(shí)度左右，當溫度(du)低于💘露點時就(jiù)會有水汽在管(guan)線中析出形成(chéng)水珠，由于🙇🏻溫度(du)低于零下💔所以(yǐ)水就會在渦輪(lún)中結冰造成渦(wo)輪冰堵現象，使(shǐ)得供氣出✏️現停(ting)輸。
(3)氣體中的粉(fen)塵會給葉片旋(xuán)轉時帶來阻力(lì),粉塵多時就會(hui)導緻♉氣體通道(dao)被堵，影響葉片(piàn)旋轉，進而影響(xiǎng)計量，産生粉♉塵(chén)的原因是管線(xiàn)在施工完成後(hòu)沒有清理幹淨(jing)，還🐪有就是💛管道(dào)内壁在氣體的(de)沖擊下會生成(cheng)鐵粉。
(4)在天然氣(qì)開采過程中，會(huì)伴随着一定的(de)油分子帶🐪出，如(rú)果太多的話還(hái)會産生凝析油(yóu)，如果在淨化過(guò)程中.處理不幹(gan)淨，則會沾到渦(wō)輪葉片或者葉(yè)輪的内壁上，并(bìng)在渦❌輪高速旋(xuan)轉下做離心運(yun)動，影響渦🌈輪做(zuò)圓周運動。
(5)壓力(lì)傳感器和溫變(biàn)信号#的傳輸也(ye)會影響渦輪流(liu)量計💋的計量，因(yin)爲檢測的信号(hao)都有可能因爲(wèi)各種原因導緻(zhi)減小或者增大(da)，因此确保渦輪(lun)流量計的壓變(biàn)和⛱️溫變、流量計(jì)算機每半年按(àn)時效驗一次。
(6)因(yīn)爲天然氣中除(chu)過甲烷，還會有(you)少量的乙烷、丙(bing)烷、丁烷、戊🌈烷等(děng)。所以用色譜分(fen)析儀定期對氣(qi)體組分進行标(biāo)定,确定氣體的(de)具👉體組分，可以(yǐ)使得計量更加(jia)精準。
(7)因爲用氣(qì)有高低峰，當氣(qi)體流量大于額(é)定量程的百㊙️分(fen)之八🔴十或者低(di)于百分之二十(shí)時就會計量不(bu)準确，所以選定(ding)合适量程渦輪(lún)流量計确保流(liú)量範圍在百㊙️分(fen)之二十到百分(fèn)之八十之間，如(rú)果流量太低或(huò)者太高應根據(jù)實際情況切換(huan)到備🚶用支路或(huo)者更合适量程(cheng)的渦輪流量計(ji)來計量。
3渦輪流(liú)H計在天然氣場(chang)站中使用的技(jì)術
(1)SCADA(數據采集與(yǔ)監視控制系統(tong))5),以計算機爲核(hé)心的控🤞制系統(tong)。在鐵路、電力、化(hua)工、石油行業中(zhong)具有極其重要(yào)的作用。在天然(ran)氣長輸管網公(gong)司中，調控中心(xīn)SCADA系統控制主機(ji)，通過路由器将(jiāng)數據傳到衛星(xing)主站和DNN/PSTN公網，通(tong)過衛星天線👌将(jiāng)數據傳到衛星(xīng)再♌傳到各個👄場(chǎng)站的衛星天線(xiàn)再經過衛星通(tong)訊設備到場站(zhan)PLC控🏃🏻制櫃。公網數(shu)據通過光纖将(jiang)傳給場站交換(huàn)機再到場站PLC櫃(gui)。而♉PLC連接了天然(rán)氣場站的機♻️組(zu)數據，快速截斷(duàn)閥， 電動球閥 ， 超(chao)聲波流量計 ，壓(ya)變，溫變，渦輪流(liu)量計，輔助設備(bèi)設施等數據。渦(wō)輪流量🍉計在運(yun)行過程中将采(cǎi)集的壓力、溫度(du)、和渦輪數據，傳(chuán)到⭐渦輪流量計(ji)表頭(流量積算(suan)儀)。以愛拓力流(liú)量計🏒爲例，表頭(tóu)具有流量計算(suan)、數據采集、參數(shù)設🈲置、時鍾設置(zhì)、數據通訊、數據(jù)存儲、故障診😍斷(duàn)等功能🔞。利用Modbus協(xié)議将采集的流(liu)量信号上傳到(dao)PLC(可編程邏輯控(kong)制器)的計量🛀模(mo)塊，再傳到工控(kòng)機就可以在電(dian)腦☔桌面上顯示(shì)瞬時流量、累計(ji)流量。然後PLC根據(jù)TCP/IP協議可以将數(shu)據上傳到以太(tai)網,通過通訊設(she)備🈲傳到調控中(zhōng)心，調控💃🏻中心根(gēn)據輸氣計劃就(jiu)可以随時給⛷️場(chang)站下達指令或(huò)者自己對用🏒戶(hù)進行輸氣計劃(hua)調整。其原理圖(tú)見圖1。
 
(2)渦輪流量(liang)計采用先進的(de)集成芯片和微(wei)機技術，表💃頭☎️功(gong)耗低，内部電池(chí)可以使用兩年(nián)左右，不僅可以(yǐ)讀取累計瞬時(shi)氣量、昨日累計(jì)氣量、今日累計(jì)流量👄、曆史流👣量(liàng)數據，可輸出标(biāo)準的模拟信号(hào)，将信号遠傳和(he)上位機進行通(tōng)訊，方便數據記(ji)錄。
(3)渦輪流量計(jì)采用RS485通訊，接口(kou)組成半雙工網(wǎng)絡采用兩線制(zhi)📧，用屏蔽的雙絞(jiǎo)線傳輸，這種接(jie)線方式爲總🎯線(xian)式🍉拓撲結構在(zai)同一總💔線.上最(zui)多可以挂接32個(ge)結點。RS485較之,RS232不容(róng)易損壞接口電(diàn)路⭐芯片，且該電(dian)平與TTL電路兼容(rong)，可方便與TTL電🐉路(lu)連接。數據傳輸(shū)效率高，速度🔴可(kě)以到10Mbps,抗共模能(néng)力增強，抗噪聲(sheng)幹擾好，傳輸距(ju)離✉️可以到3KM。
4渦輪(lun)流量計的維護(hu)保養
4.1日維護保(bao)養
　　對渦輪流量(liàng)計進行巡檢，觀(guān)察讀數顯示及(ji)電池電量🤩顯示(shi)是否清晰、真實(shi)、正确。檢查渦輪(lun)流量計各密封(feng)點有無洩漏現(xian)象，如有洩漏現(xian)象應及時處理(lǐ);
保持渦輪流量(liàng)計外觀及其附(fù)件的清潔狀态(tai);
檢查儀表檢定(dìng)标識是否清晰(xi)、有效，鉛封是否(fou)良好。
4.2月維護保(bao)養
檢查渦輪流(liú)量計本體及附(fù)件是否完整、是(shi)否有鏽🌏蝕㊙️或損(sǔn)壞，銘牌是否清(qīng)晰，接插件是否(fǒu)接觸良好，端子(zǐ)接🌍線等是否牢(láo)固;
檢查防爆撓(nao)性管連接是否(fou)可靠，若有松動(dong)應及時緊固;
檢(jiǎn)查防雷接地是(shì)否可靠，确保防(fang)雷接地線各連(lian)接🌂處無松動、無(wu)鏽蝕。
4.3季維護保(bǎo)養
春秋檢時對(duì)所配用的過濾(lǜ)除塵器進行拆(chai)解檢查并清潔(jié);
春秋檢時對渦(wo)輪流量計的葉(ye)輪及軸承進行(háng)清潔⛹🏻‍♀️和🈲潤滑保(bao)養，并經檢定合(hé)格後方可恢複(fú)正常使用;
春秋(qiu)檢時根據電池(chi)電量提示及時(shí)更換液晶顯示(shi)屏電池;
春秋檢(jian)檢查防爆撓性(xìng)管是否老化、龜(gui)裂，對影響防爆(bào)性能🛀的及時更(geng)換。.
4.4年維護保養(yǎng)
每半年效驗一(yī)次。
5渦輪流計的(de)安裝注意事項(xiang)
确保完好的渦(wō)輪流量計上有(yǒu)箭頭方向表明(míng)流體方向🙇‍♀️不能(néng)裝反:
安裝的管(guan)道必須吹掃幹(gàn)淨裏面的殘渣(zhā):.
渦輪流量計必(bi)須水平安裝，表(biǎo)頭朝上;
　　渦輪流(liu)量計.上遊必須(xū)安裝帶有差壓(ya)表的過濾器，且(qie)過濾器距離渦(wō)輪有一段較長(zhǎng)的直管段，以确(que)保流體正常平(píng)穩的流動。
6渦輪(lun)流懸計的使用(yòng)的優缺點
優點(diǎn):
(1)結構簡易，使用(yong)範圍廣
　　主要部(bù)件有:流量計主(zhu)體、穩流器、渦輪(lún)的測量單元💋、軸(zhóu)承、累加器💋、磁耦(ou)合裝置，校正儀(yi)。該流量計适用(yong)于❤️低，中，高壓氣(qì)體都可以計量(liàng)。管道公稱直徑(jìng)從DN50~DN500範圍😄都有，溫(wēn)度範圍從-20℃-+60℃.因此(cǐ)計量範圍廣，大(da)流量、小流量都(dōu)可以，既能适應(yīng)寒冷地區，也适(shì)應高溫地區。
(2)使(shǐ)用方便，量程寬(kuan)
　　以S省場站應用(yong)最多的渦輪流(liu)量計，正在逐漸(jian)取代孔闆流👣量(liang)計。因爲渦輪流(liú)量計量程寬，在(zai)一次更換後基(jī)本可以滿足全(quán)🈲年高低峰的使(shi)用要求。不需要(yào)再頻繁更換孔(kǒng)闆流量計的孔(kǒng)闆和效驗壓變(biàn)。該流量計量程(cheng)一般量程是1:30,最(zui)大甚至可擴展(zhan)🌈至1:50。而孔闆流量(liang)計标準量程比(bǐ)113,最大可拓展至(zhì)130，比渦輪流量計(ji)🔞少了很多。
(3)計量(liang)精度準确
以愛(ài)托利流量計爲(wei)例最大允許誤(wu)差爲最小流量(liàng)的+/-2%，最大流量的(de)0.2。
缺點:
對氣質要(yào)求高，測量氣體(ti)必須純度高，雜(zá)質少,
7渦輪流計(jì)常見問題及故(gù)陶處理(見表1)
 
8結(jié)語
　　目前天然氣(qì)場站現行的例(li)行工作和工藝(yì)條件不能有效(xiao)💋降低天然氣氣(qi)質中的雜質。所(suo)以爲了提高渦(wō)輪流量計計量(liàng)的精度，應該從(cóng)以下幾點得到(dao)加強。
　　第一是從(cóng)日常工作方面(mian)加強沿線天然(ran)氣場站卧分和(hé)過濾器🍉的層層(céng)排污，目的是在(zài)天然氣進入流(liú)量計之前設置(zhi)層層屏障，在雜(zá)質進入流量計(ji)之前🧡就把它清(qing)理幹淨。第二定(dìng)期采取清管🏃🏻作(zuò)業，當管輸效率(lü)降低📱到90%以下時(shí)對管道裏的污(wū)物定期清理幹(gàn)淨。第三根據在(zài)場站排污時所(suǒ)排的雜🔴質的多(duō)少，判斷是否要(yao)進行多次排污(wū)，以确定是否已(yi)經達标。第四個(gè)是流量計的使(shi)用說明書、合格(gé)證書、檢定證書(shū)都應該具備且(qiě)在有效期内，及(jí)備品備⭐件原則(zé)上按♍使用總數(shu)的3%儲備。場站應(yīng)該應該有計量(liang)管理人員😄負責(zé)計量器具及資(zī)料的管理，保證(zhèng)計量🌈器具資料(liao)的完整。從技術(shù)方面在做好👉平(ping)時渦輪流量計(jì)的維護保養和(he)每年的檢定，确(que)保流量計的運(yùn)行在檢定周期(qī)内。第五加強日(ri)常工作的考核(he)力度，确保每項(xiang)工作都順利完(wán)成。

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