流量计系列产品
 
 

气体涡轮流量计的现场应用

发布时间:2017-10-19
 

1、前言
气体涡轮流量计是当前国际上仅次于标准孔板节流装置的天然气计量仪表,具有灵敏度高,重复性好,量程比宽,准确度高等优点,从而在欧美国家的天然气流量计量中被广泛采用,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸、压力从0.8MPa到6.5MPa的气体涡轮流量计,他们已成为优良的天然气流量计。
在各种流量计中涡轮流量计、容积式流量计和科氏质量流量计是三类重复性、准确度最佳的产品,而涡轮流量计又具有自己的特点,如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大(同样口径可通过的流量大)和可适应高参数(高温、高压和低温)等。至今,这类流量计产品可达技术参数:口径(4~750)mm,压力达250MPa,温度为( -240~700)℃,像这样的技术参数其他流量计则是难以达到的。
随着我国天然气气质的改善,用于量传的标准装置的完善 ,就为我们使用气体涡轮流量计创造了条件,为了考察气体涡轮流量计的特性及应用前景,川西南气矿将Schlumberger Fluxl 2000MZ-80型涡轮气体流量表及配套的SEVC-D流量修正仪安装于现场,同常用流量仪表TDS智能旋进旋涡流量计和标准孔板节流装置(配变送器、智能气量计算仪)进行了应用比对。
2、气体涡轮流量计的工作原理
利用置于流体中的叶轮产生的旋转速度正比于流体平均流速来测量流体流量,为测量叶轮的转速,在叶轮上镶嵌磁性材料,在壳体上固定安装一个磁感应线圈,当叶轮转动时,其叶片扫过线圈,叶轮的转动周期地改变线圈中磁钢构成的磁路磁阻,在线圈两线端将感应正弦波的脉冲信号 ,该信号经放大器放大后同压力传感器,温度传感器检测到的压力、温度信号一起送到SWVC-D流量修正仪中进行处理,并分别显示于LCD。
3、气体涡轮流量计概述
3.1Schlumberger Fluxl 2000TZ/MZ型涡轮气体流量表
(1)用于计量气体累计流量的速度式仪表;
(2)具有出色的高压和低压计量性能;
(3)对流体扰动的敏感性低;
(4)工作压力:(0~10)MPa;
(5)工件温度:(-20~60)℃;
(6)环境温度:(-35~70)℃;
(7)公称通径:TZ:DN50~DN500;MZ:DN50~DN400;
(8)计量范围:TZ:(8~16000)m3/h;MZ:(8~10000)m3/h;
(9)量程比:TZ:1:20(30);MZ:1:16。
3.2SEVC-D流量修正仪
(1)Schlumberger流量修正仪用来对流量表输出的工况流量进行修正计算以取得标准状况下流量数据,具有数据采集与记录、报警等功能。
(2)SEVC-D带有压力、温度传感器,直接采集气体的压力、温度和流量脉冲参数,并根据输入的气体组份计算出压缩系数参数。
(3)SEVC-D内置微处理器,可现场编程。
4、气体涡轮流量计与TDS智能旋进旋涡流量计的对比情况及误差原因
4.1比对数据:
DN80气体涡轮流量计与DN50TDS智能旋进旋涡流量计串联对比33天,气量情况如表1。

从上表数据可看出气体涡轮流量计比旋进旋涡流量计平均正偏差3.68%,现从两类流量表的相关计量性能及现场应用性情况分析:

相关计量性能   MZ气涡轮   TDS 旋进旋涡
公称通径   DN80       DN50
最大流量   400m3/h   130m3/h
最小流量   20m3/h   10m3/h
准确度等级   Qmin~Qt:±3%   ±1.5%   Qt~Qmax:±1.5%
量程比   1:16   1:13
4.2现场情况及主要误差因素
计量用户用气属性是汽车加气和民用气,主要为汽车加气量,日加气量约为(3500~4000)m3,DN80气体涡轮流量计工况瞬时流量约为(64~82)m3/h,这样,气体涡轮的计量流量工作点约为16%~20%,而DN50TDS的工作点约在55%~70%,从流量特性曲线图上可看出DN80气体涡轮工作点正好在曲线拐点上,因此产生1.5%~3.0%的正偏差,所以对比数据中的平均差值3.68%,主要是由工作点的选取和两仪表基本允差带来的。
5、气体涡轮流量计与标准节流装置的对比情况及误差原因

5.1比对数据
DN80气体涡轮与DN80标准节流装置(变送器、智能仪)的串联使用是从12月2日~14日,共进行了13天对比,气量情况如表2。

5.2现场情况及主要误差因素
从上表可看出MZ气体涡轮比DN80标准节流装置流量计平均负偏差1.15%,造成全是负偏差可从两方面理解:(a)从气体涡轮流量计流量特性曲线可看出流量点大于20%时是流量偏负为-0.1~-1%;(b)根据天然气流量的标准孔板计量方法SY/T6143-1996规定,孔板使用一定时间后,应对其开孔直角入口边缘锐角进行铸模法或铅箔压印法实测,当rk/d> 0.0004时,应对原流出系数进行修正,由于我们无法进行铸模法或铅箔压印实测工作,在对比实验中对用了两个月多的孔板进行了rk=0.1mm的修正(可能修正过大),带来流量正偏差约1.31%。
从以上两点看出,气体涡轮出现全部百分之一点几的负偏差是容易理解和接受的。
6、结论
1、涡轮流量计更适合于流量幅度变化大的场合。
2、建议在使用时应选择外部手动润滑油泵,即使两轴承是永久的润滑,并同传动机构全密封,但气体涡轮流量计对气质要求较高,这样更能保持气体涡轮的精度和使用寿命。
3、气体涡轮的选型应注意常期工作点应大于20%Qmax。
4、气体涡轮上游直管段应大于10D,应避免旋涡流对叶轮旋转的影响。
5、安装时要远离电焊机、电动机、有触点的继电器等存在严重电磁干扰的场所。
6、气体涡轮流量计是一种灵敏度高,重复性好,量程比宽,准确度高,维护量小,具有推广应用价值的流量仪表。