气体涡轮流量计精度影响因素及检定方法

气体涡轮流量计原理涡轮流量计是速度式流量计的一种,由涡轮、导流器、前置放大器、感应线圈和壳体等部件组成。如图1所示。当气体进入安装在管道上的气体流量计时,流量计的叶轮受力旋转,在一定的流量范围内,涡轮的旋转角速度与气体流速成正比。由此,可通过涡轮的旋转角速度得到气体流速,从而可以计算得到通过管道的气体流量。

气体涡轮流量计涡轮的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测。根据电磁感应原理,涡轮叶片切割壳体内永久磁钢引起传感线圈中的磁通变化。传感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器,对信号进行放大、整形,产生与流速成正比的脉冲信号,送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值;同时亦将脉冲信号送入频率电流转换电路,将脉冲信号转换成模拟电流量,进而指示瞬时流量值。

近年来,由于其具有精度高、结构简单、运动部件少、耐压高、温度范围宽、维修方便、重量轻、体积小、压力损失小、量程比大、安装维护方便、前后直管段要求较低等优点,被广泛应用于天然气贸易结算计量,逐步成为我国城镇燃气商业贸易和交接计量的首选仪表之一。1-紧固件;2-壳体;3-前导向件;4-止推片;5-叶轮;6-电磁感应信号检出器;7-轴承;8-后导向件图1涡轮流量计结构示意图2气体涡轮流量计精度影响因素在涡轮流量计的检定工作中,我们发现除了流量计本身结构造成的系统正常计量偏差之外,绝大多数送检涡轮流量计在其检定有效期内均出现了不同程度的磨损、腐蚀和阻塞等现象,严重影响了流量计的正常工作,是导致计量误差增大的主要原因。

2.1磨损由于气体涡轮流量计对介质的要求较高。通过流量计的检测气体如果不清洁,就会导致细小固体杂质颗粒粘附在流量计轴承上,致使轴承运转不灵,叶轮旋转不正常,产生机械磨损;此外由于叶轮长期高速旋转,仍会有磨损产生。磨损后的气体涡轮流量计,检测精度下降。

2.2腐蚀若被测介质中含有腐蚀性气体,当气体流经流量计时,会对流量计的转子部分产生腐蚀,造成转子腐蚀变形、表层脱落,这样就会引起转子质量的变化,从而改变流量计的计量参数,影响转子的正常运转和计量的准确性。

2.3阻塞我们在检定中还发现,部分流量计叶轮上缠绕有废弃螺纹密封胶带等纤维状污物,阻塞转子,减小通过转子的有效流动断面,引起流速剖面的显著改变,导致计量数据失真。   

2.4油污现场油气分离不彻底,导致多数流量计内壁和叶轮上附着有黑色原油,阻碍叶轮转动,部分原油随气流进入涡轮流量计,并在叶轮高速旋转离心力的作用下,滞留在壳体内,引起计量误差。综上所述,这些影响因素的存在,使一些气体涡轮流量计在检定后很短的时间内即出现计量不准的问题,严重影响天然气的准确计量和油气田开发数据的可靠录取,必须加以消除。

3气体涡轮流量计检定项目与检定方法根据气体涡轮流量计检定规程的要求,计量部门应该对气体涡轮流量计的外观、随机文件、示值误差、重复性等进行检定。目前计量部门一般都使用气体流量标准表法标定气体涡轮流量计。这种检定装置由于使用方便,校验费用低,逐步业内的认可,成为检定气体流量计的常用装置。我们将被检流量计安装到试验管路中,利用气体在相同时间间隔内连续通过标准表和被检表,试验时可以采用1台标准表与1台被检表进行比较;也可以用两台以上并联的标准表与1台被检表进行比较。比较两者的输出瞬时流量值,或比较一段时间内的累积流量值,用比较的方法得到被检流量计的试验结果。首先,确保流量计在最大检定流量的70%-100%范围内运行5分钟以上,待流体温度、压力、流量稳定后开始进行检定校验。其次,选定流量检定点,minQ、maxQ、0.40maxQ,若流量计等级较高,还需要增加几个流量检测点,