氣體渦輪流量計怎樣（yàng）提高測量精度
氣體渦輪流量計結構（gòu）簡單，采用渦輪（lún）原理進行測（cè）量，量（liàng）程比可高達40∶1，精度在±0.5%以（yǐ）內，慣性小。尺寸小的（de）氣體渦輪流量計的時間常數可達0.01 s，廣泛應用於石油、天然（rán）氣行業中。
1、氣體渦輪流量計的工作原理
當氣體進入流量計時，*先通過特殊結構的前導使流體加速。在流體的作用下，由於渦輪葉片與流體流向成一定角度，此時渦輪產生轉動力矩，在克服阻力矩後開始轉動。當諸力矩達（dá）到平衡，轉速恒定，渦輪轉動角速度與流量成線性關係。利用電（diàn）磁感應原理，通過旋轉的（de）渦（wō）輪驅動信號發生器頂端導磁體周期性地改變磁阻，使磁場也相應發生變化，從而在線圈兩端感應出與流體體積流量成正比的脈衝信號。該信號經前置放大器放大、整形後與壓力傳感器、溫度傳感器檢測到（dào）的壓力、溫（wēn）度信號同時輸入到（dào）流量積算儀進行（háng）計算處（chù）理，直接顯示出（chū）標準狀態（20 ℃，101.325 kPa）的瞬時體積流量和累計體積。
2、測量精度的影響因素及（jí）措施
2.1 流量計的選型
流（liú）量計的選型直接影響其測量精度。應根據（jù）使用條件及測量介質的特性選擇合適量程比、精度（dù）等級（jí）、公稱直徑、工作壓力的氣（qì）體渦輪流量計，實現流量（liàng）的溫度、壓力補償和壓縮因子修正。不同精（jīng）度等級的氣（qì）體渦（wō）輪流量（liàng）計的（de）測量相對誤差見表1，表1中qmin為流量計測量範（fàn）圍內的*小流量，qmax為流量計測量範圍內（nèi）的*大流量。精度等級（jí）為1.5、1.0級的氣體渦輪流量計參數分別見表2、3。
表1 不同精度等級的氣體渦輪流（liú）量（liàng）計的測量相對誤差
表2 精度等級為（wéi）1.5級的氣體渦輪（lún）流量計參數
表3 精度等級為1.0級的氣（qì）體渦輪流量計參數
2.2 流量計的安裝
流量（liàng）計（jì）的安裝方式對（duì）其測量精度也有影響。流量計對安裝點的（de）上下遊直（zhí）管段有一定的要求，否則會影響測量精度。
氣體渦輪流量計必須水平安（ān）裝在等徑（jìng）直管道上，管道（dào）傾（qīng）斜度（dù）必須控製在5°以內，安裝時流量計軸線應與管道軸線同心，流向（xiàng）要一致。氣體渦（wō）輪流量計的上遊管道應為長度不小於10D（D為管道內直徑）的等徑直管段，下遊管道應為長度不小於5D的等徑直管段；若流量計安裝（zhuāng）點的上遊有漸縮管，流量計上遊管道應為長度（dù）不小於15D的等徑直管段（duàn），下遊管道（dào）應（yīng）為長度不小於5D的等徑直管段；若流量計安裝點的上遊有漸擴管，流量計上遊管道應為長度不小於18D的等徑直管段，下遊（yóu）管道（dào）應為長度不小於（yú）5D的等徑直管段；若流量計安裝點上遊在同一水平麵內有90°彎頭，流量計上遊應有長度不小（xiǎo）於20D的等徑（jìng）直管（guǎn）段，下遊應有不小於（yú）5D的等徑直（zhí）管段。
2.3 流量計的磨損
在氣體渦輪流量（liàng）計中，渦輪高速轉動，葉片及軸承容易磨損，需要定期校驗，其潤滑十分重要。應（yīng）加強流量（liàng）計的管理維護，及時給流量計補充（chōng）潤滑（huá）油，減小流量計（jì）的磨損，提高測（cè）量精度。
2.4 天然氣的潔淨度
天然氣無潤滑性，若含有少量油汙（wū）和（hé）固體顆粒物，容易造成（chéng）軸承磨損及葉輪（lún）卡住，從而影響測量精度。應提高天然氣的潔淨度，可通過過濾、脫硫、脫水，除去天然氣中的固體顆粒物、油汙、水分及腐蝕性成分。
2.5 流體的脈動效應
流量計參比條件下的精度是基（jī）於定常流，定常流是在測量管段中流量不（bú）**間而變化的一種流動狀態。實際上所有的（de）管道內（nèi）流動都是（shì）不穩定的，無論層流狀態還是湍（tuān）流狀態，總存在各種幹擾。天然氣計量（liàng）過程中其壓力、速度等會不停地發生變化，從而產生脈動效應。天然氣計量末（mò）端一般（bān）為用戶，脈動效應多由旋轉式或往複式壓縮機、鼓（gǔ）風機（jī）的運行產（chǎn）生。同時管道中流體的共振（zhèn）和流量（liàng）控製設備的周期振蕩，例如控製閥的振蕩，也是脈動效應的主要起因。導致渦輪流量計產生誤差的主要因素是脈（mò）動流（liú）的頻率（簡稱脈動（dòng）頻率），脈動頻率越小，結果越（yuè）接近真值；脈動頻率越大，結果（guǒ）誤差越大。脈動流出現時，流量計顯示的流速往往遠大於真實流速，出現正（zhèng）誤差，相對（duì）誤差*大（dà）可達50%。
脈動流出現的原因主要有：①管（guǎn）路中存在阻流件，包括調壓（yā）裝置、過濾裝置、彎頭、閥門等。②下遊用戶用氣量波動，且未設置儲氣調（diào）峰設施，造（zào）成（chéng）天然氣流（liú）量忽大忽小，容（róng）易（yì）形成脈動流。③流體壓力過低、流速過快均會導（dǎo）致（zhì）流體流態不穩。④流量計表麵不清潔，天然氣中含液（yè）體均會（huì）造成氣流脈動。⑤天（tiān）然氣（qì）中含有雜質，影響氣體流態，特別是過濾裝置（zhì）、整流裝置（zhì）被（bèi）雜質堵塞後，易形成脈動（dòng）流。
為減小脈動效應對計量精度的影響，應減少甚至避免（miǎn）計量裝置前（qián）的任何阻（zǔ）流件，在條（tiáo）件許可的情況下，避免上遊節流、調壓，需要在上遊節流、調壓時，要延長上遊直管段長度，並在離（lí）流（liú）量計盡可能遠的地（dì）方進行節流、調壓。盡量避免低（dī）壓供氣，保證天然（rán）氣氣質符合要求，不含粉塵、油汙（wū）、水（shuǐ）等雜（zá）質，在（zài）氣質沒有保證的（de）情況下，設計時應該相應提（tí）高技術標準。配置合適的低通濾波器將脈（mò）動阻（zǔ）尼（ní）掉，可設置緩衝罐，使殘（cán）存的脈動不足以（yǐ）影響流量計量（liàng）或隻對流量計量造成很小的誤差。
3、治理（lǐ）實例
雲南某CNG加氣站（zhàn）於2016年8月正式（shì）投運，使用精度等級為1.0級的QWLJ-100氣體渦輪流量計。氣體渦輪（lún）流量計（jì）安裝在同一水平麵的等徑直管道上，其前端設置燃氣（qì）過濾器、調（diào）壓器，後端設置緩衝罐（guàn）、止回閥、壓縮機。投運初期，氣體渦輪流量（liàng）計測得的累計量遠大於售氣累計量，天然（rán）氣輸差（chà）率高達8%。多方麵進（jìn）行原因（yīn）查找（zhǎo），比如通過氣源取樣（yàng）分析，發現氣源質量穩定；對流量計重新檢定，檢定結果顯（xiǎn）示（shì）流（liú）量計（jì）準確；進行工藝管道及設備泄漏排查，均未發現（xiàn）漏點。在壓縮機運行過程中聽到氣流一股一股哧（chī）哧變化的聲音，初步判斷（duàn）為緩衝罐入口管道上（shàng）的止回閥（fá）（H41X型）振動，從而引（yǐn）起管道一同振動，且振動（dòng）劇（jù）烈。查閱相關（guān）資料後，判定在壓（yā）縮機運行時產生了脈動流（liú），即（jí）產生了脈動效應，導致測量精度降低。通過（guò）更換另一型號（hào）的止回（huí）閥（H44X型），發（fā）現（xiàn）氣體渦輪（lún）流量計計量的累計量與（yǔ）售氣累計（jì）量差距大幅縮小，輸差率由8%下降到了1.48%，效果明顯。
4、結語
影響氣體（tǐ）渦輪流量計測量精度的因素很多（duō）。做好流（liú）量計的選型、安裝、維護，提高天然氣（qì）的潔淨度，合理進行設備配置，避免脈動效應的發生，可（kě）提（tí）高氣體渦輪流量計的測量精度。