淺析天然氣渦輪流量計測量誤差產生的原因及如何控制

一、天然氣渦輪流量計的原理

天然氣渦輪流量計是一種速度式流量計，利用氣體推動流量計葉輪轉動，葉輪旋轉的速度與流體體積流量成正比，根據電磁感應原理，利用磁敏傳感器從同步轉動的葉輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號，經運算處理得出體積流量。其測量精度較高，準確度等級可達到1.0級、1.5級；量程比寬，一般為1：20測量范圍寬；結構緊湊輕巧，裝維護方便前后直管段要求較低，可用于中、高壓計量。

二、誤差產生的原因

天然氣渦輪流量計同樣存在以下缺點：有可動部件，易于損壞，關鍵件軸承易磨損，抗臟污能力差，對介質的干凈程度要求較高，難以長期保持校準特性，需要定期校驗。造成誤差的原因有：計量表自身質量問題，設計選型不合理，安裝不到位，運行中維護保養不當等。

三、如何控制誤差　

（一）正確確定流量計使用的場所及規格。

由于天然氣渦輪流量計渦輪慣性的存在，在流量波動頻繁的場合不宜使用，否則會降低計量精度。要比較準確地估計用氣量的峰谷值和介質的壓力情況，正確確定流量計的規格。從天然氣渦輪流量計誤差特性曲線可以看出，應使流量計的工作流量范圍20%Qmax-80%Qmax（Qmax為流量計的較大流量）

（二）天然氣渦輪流量計安裝要求

1.氣體天然氣渦輪流量計前必須安裝過濾器；應保持過濾器暢通，若發現過濾器堵塞（可憑過濾器進出壓差來判斷）時，應及時對過濾器進行清洗，若未配差壓計的每月清洗一次。

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，流量計與管路軸線目測不得有明顯偏差，不得產生安裝應力。

4.安裝時一定要清掃干凈管道內的所有雜質，以防軸承和渦輪卡死。

（三）天然氣渦輪流量計運行管理及維護要求

1.天然氣渦輪流量計的通氣和停氣要求。通氣順序：保證流量計后端的閥門處于關閉狀態；再緩慢開啟流量計前端的閥門，確保升壓速度≤35KPa/S；較后緩慢開啟流量計后端的閥門，使其從小流量下運行直至調節至需要值。整個過程保帶有壓啟動。停氣順序：先緩慢關閉流量計后端閥門；再緩慢關閉流量計前端閥門。

2.防止長時間超量運行。超流量運行會嚴重影響使用壽命，降低計量精度，導致誤差加大；（注意觀察表頭工況流量百分比不宜長時間非常高標準）瞬時流量：從瞬時流量的觀察，結合用戶當時用氣情況判斷是否有小火不走，大火超量程現象。儀表運行時流量范圍應在20%-70%之間。如果長期低限運行或高限運行都會對計量有影響；是否是用戶用氣負荷或用氣設備發生了改變，應及時解決。

3.注意溫度、壓力的數值。根據氣態方程式：

方程式中：V0——標準狀態下的體積量（m3）

V——工作狀態下的體積量（m3）

Zg——工作狀態下的氣體壓縮系數

P=Pa Pg——流量計壓力檢測點處的壓力（kPa）

Pa——當地大氣壓（kPa）

Pg——流量計壓力檢測點的表壓力（kPa）

Po——標準大氣壓（101.325kPa）

To——標準狀態下的溫度（293.15K）

T——介質工況條件下的溫度（273.15 t）K

t——被測介質攝氏溫度（e）

FZ——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，在發現流量、溫度、壓力值與實際偏差較大或示值不穩定時，或與以前經驗數值存在較大偏差時，要及時處理。

4.在日常維護中或抄表檢查時，應查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，應及時更換電池；如有異常啟動緊急信號、異常警告的符號出現，要及時發現，有助于處理和發現用戶的違規用氣行為。

5.對于農業生產體系械讀數帶修正儀的進口渦輪表，除抄取標況體積值之外，同時應該及時比對基表讀數與修正儀上的工況流量是否一致，兩者正常情況下應該是相差不大的。

6.工藝管道檢修時應拆下流量計，然后用干凈的布把兩端包好，防止污物、鐵霄等落入流量計將渦輪葉片損壞。

7.為保證天然氣渦輪流量計長期正常工作，應加強儀表的運行檢查，監測葉輪旋轉情況，如聲音異常應及時卸下檢查傳感器內部零件。渦輪軸承磨損嚴重或葉片打壞的，必須維修更換，并重新檢定。

8.有潤滑油或清洗液注入口的傳感器，應按要求定期注入潤滑油或清洗液，保證葉輪良好運行。在無潤滑油情況下長期連續運行，勢必造成致命磨損，阻尼力增加而導致運行變慢，計量結果產生負差并且影響使用壽命；

四、使用安裝中的常見問題判斷及處理。

（一）未作減小流量操作（節流減負），但流量顯示卻逐漸下降，可能發生的情況：

1.過濾器堵塞。若過濾器前后端壓損較大，說明雜物已堵塞，就應清洗過濾器。

2.傳感器葉輪受雜物阻礙或軸承間隙進入異物，阻力增加而減速減慢。應卸下葉輪、傳感器，對其進行清洗。

（二）流體正常流動時無顯示，總量計數器字數不增加。

應檢查：

1.葉輪是否有無異物卡住，軸和軸承有無雜物卡住或斷裂現象。去除異物，并清洗或更換損壞零件，復原后氣吹或手撥動葉輪，應無摩擦聲。

2.傳感器接頭是否有松動的情況

（三）顯示儀示值與經驗評估值差異顯著，應進行如下檢查。

1.管道流動方面的原因，如未裝止回閥，出現逆向流動。

2.旁通閥是否關嚴，有無泄漏。

五、做好天然氣渦輪流量計的周檢工作

每只流量傳感器均應有一經標準裝置檢定給出的儀表系數，且其精度和流量范圍等必須滿足流量計技術規范的要求，正確的儀表系數值是保證流量計計量精度的較基本保證。要保證流量計計量準確，其首要方法是通過檢定將儀表系數和規格型號輸入到溫壓補償儀里，并通過周檢和使用中的維護保養保證流量傳感器不超差。

注意周期維護和檢定：要按相關標準對使用中的流量計進行周期檢定和校準，一般應兩年檢定一次，這是保證流量計保持精度的必要措施；JJG198《速度式流量計檢定規程》：準確度為0.1，0.2，0.5級的流量計，其檢定周期為半年。對于準確度低于0.5級流量計按其工作原理確定檢定周期：分流旋翼式流量計為1年；天然氣渦輪流量計、渦街流量計、旋進旋渦流量計、電磁流量計為2年；超聲波流量計、激光多普勒流量計為3年；插入式流量計按照與其測量頭工作原理相同的流量計的檢定周期執行。