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天然气涡轮流量计测量产生误差的原因及其控制手段
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天然气涡轮流量计是一种精度高、灵敏度高、量程比宽、重复性好的流量计，在天然气贸易结算计量中被广泛地应用，有时候还被作为量值传递的标准仪表。随着我国城镇化建设的进程不断推进，从政府和民众的层面都对于生产生活的环保要求也在随之提高，天然气的使用量也在逐年增加，并且保持较高的增长速度。在燃气商业贸易、交接计量要求的不断提高的推动下，天然气涡轮流量计已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。润中仪表科技有限公司作为一家专业从事气体流量计研发与制造的企业，在多年的生产实践中掌握了大量与气体涡轮流量计的相关技术和维护方法，对于天然气涡轮流量计的安装与使用有着自已独特的一套经验，下面就这方面的知识与各位分享：
一、天然气涡轮流量计的原理
天然气涡轮流量计是一种速度式流量计，利用气体推动流量计叶轮转动，叶轮旋转的速度与流体体积流量成正比，根据电磁感应原理，利用磁敏传感器从同步转动的叶轮上感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，经运算处理得出体积流量。其测量精度较高，准确度等级可达到1.0级、1.5级；量程比宽，一般为1：20测量范围宽；结构紧凑轻巧，装维护方便前后直管段要求较低，可用于中、高压计量。
二、误差产生的原因
天然气涡轮流量计同样存在以下缺点：有可动部件，易于损坏，关键件轴承易磨损，抗脏污能力差，对介质的干净程度要求较高，难以长期保持校准特性，需要定期校验。造成误差的原因有：计量表自身质量问题，设计选型不合理，安装不到位，运行中维护保养不当等。
三、如何控制误差
（一）正确确定流量计使用的场所及规格。
由于天然气涡轮流量计涡轮惯性的存在，在流量波动频繁的场合不宜使用，否则会降低计量精度。要比较准确地估计用气量的峰谷值和介质的压力情况，正确确定流量计的规格。从天然气涡轮流量计误差特性曲线可以看出，应使流量计的工作流量范围20%Qmax-80%Qmax（Qmax为流量计的最大流量）
（二）天然气涡轮流量计安装要求
1.气体天然气涡轮流量计前必须安装过滤器；应保持过滤器畅通，若发现过滤器堵塞（可凭过滤器进出压差来判断）时，应及时对过滤器进行清洗，若未配差压计的每月清洗一次。
2.要保证直管段的要求，尤其是表前有缩径或半开阀门的情况。
3.安装时，密封垫不得突入管道中，流量计与管路轴线目测不得有明显偏差，不得产生安装应力。
4.安装时一定要清扫干净管道内的所有杂质，以防轴承和涡轮卡死。
（三）天然气涡轮流量计运行管理及维护要求
1.天然气涡轮流量计的通气和停气要求。通气顺序：保证流量计后端的阀门处于关闭状态；再缓慢开启流量计前端的阀门，确保升压速度≤35KPa/S；最后缓慢开启流量计后端的阀门，使其从小流量下运行直至调节至需要值。整个过程保持有压启动。停气顺序：先缓慢关闭流量计后端阀门；再缓慢关闭流量计前端阀门。
2.防止长时间超量运行。超流量运行会严重影响使用寿命，降低计量精度，导致误差增大；（注意观察表头工况流量百分比不宜长时间超百分百）瞬时流量：从瞬时流量的观察，结合用户当时用气情况判断是否有小火不走，大火超量程现象。仪表运行时流量范围应在20%-70%之间。如果长期低限运行或高限运行都会对计量有影响；是否是用户用气负荷或用气设备发生了改变，应及时解决。
3.注意温度、压力的数值。根据气态方程式：
方程式中：V0——标准状态下的体积量（m3）
V——工作状态下的体积量（m3）
Zg——工作状态下的气体压缩系数
P=Pa+Pg——流量计压力检测点处的绝对压力（kPa）
Pa——当地大气压（kPa）
Pg——流量计压力检测点的表压力（kPa）
Po——标准大气压（101.325kPa）
To——标准状态下的绝对温度（293.15K）
T——介质工况条件下的绝对温度（273.15+t）K
t——被测介质摄氏温度（e）
FZ——气体压缩因子
从公式可以看出，误差主要集中在压力、温度的检测精度两方面，在发现流量、温度、压力值与实际偏差较大或示值不稳定时，或与以前经验数值存在较大偏差时，要及时处理。
4.在日常维护中或抄表检查时，应查看显示仪表上是否有异常符号。如有电池符号的闪烁，表示电池快没电了，应及时更换电池；如有异常报警、异常警告的符号出现，要及时发现，有助于处理和发现用户的违规用气行为。
5.对于有机械读数带修正仪的进口涡轮表，除抄取标况体积值之外，同时应该及时比对基表读数与修正仪上的工况流量是否一致，两者正常情况下应该是相差不大的。
6.工艺管道检修时应拆下流量计，然后用干净的布把两端包好，防止污物、铁霄等落入流量计将涡轮叶片损坏。
7.为保证天然气涡轮流量计长期正常工作，应加强仪表的运行检查，监测叶轮旋转情况，如声音异常应及时卸下检查传感器内部零件。涡轮轴承磨损严重或叶片打坏的，必须维修更换，并重新检定。
8.有润滑油或清洗液注入口的传感器，应按要求定期注入润滑油或清洗液，保证叶轮良好运行。在无润滑油情况下长期连续运行，势必造成致命磨损，阻尼力增加而导致运行变慢，计量结果产生负差并且影响使用寿命；
四、使用安装中的常见问题判断及处理。
（一）未作减小流量操作（节流减负），但流量显示却逐渐下降，可能发生的情况：
1.过滤器堵塞。若过滤器前后端压损较大，说明杂物已堵塞，就应清洗过滤器。
2.传感器叶轮受杂物阻碍或轴承间隙进入异物，阻力增加而减速减慢。应卸下叶轮、传感器，对其进行清洗。
（二）流体正常流动时无显示，总量计数器字数不增加。
应检查：
1.叶轮是否有无异物卡住，轴和轴承有无杂物卡住或断裂现象。去除异物，并清洗或更换损坏零件，复原后气吹或手拨动叶轮，应无摩擦声。
2.传感器接头是否有松动的情况
（三）显示仪示值与经验评估值差异显著，应进行如下检查。
1.管道流动方面的原因，如未装止回阀，出现逆向流动。
2.旁通阀是否关严，有无泄漏。
五、做好天然气涡轮流量计的周检工作
每只流量传感器均应有一经标准装置检定给出的仪表系数，且其精度和流量范围等必须满足流量计技术规范的要求，正确的仪表系数值是保证流量计计量精度的最基本保证。要保证流量计计量准确，其首要方法是通过检定将仪表系数和规格型号输入到温压补偿仪里，并通过周检和使用中的维护保养保证流量传感器不超差。
注意周期维护和检定：要按相关标准对使用中的流量计进行周期检定和校准，一般应两年检定一次，这是保证流量计保持精度的必要措施；JJG198《速度式流量计检定规程》：准确度为0.1，0.2，0.5级的流量计，其检定周期为半年。对于准确度低于0.5级流量计按其工作原理确定检定周期：分流旋翼式流量计为1年；天然气涡轮流量计、涡街流量计、旋进旋涡流量计、电磁流量计为2年；超声波流量计、激光多普勒流量计为3年；插入式流量计按照与其测量头工作原理相同的流量计的检定周期执行。
一、天然气涡轮流量计的原理
天然气涡轮流量计是一种速度式流量计，利用气体推动流量计叶轮转动，叶轮旋转的速度与流体体积流量成正比，根据电磁感应原理，利用磁敏传感器从同步转动的叶轮上感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，经运算处理得出体积流量。其测量精度较高，准确度等级可达到1.0级、1.5级；量程比宽，一般为1：20测量范围宽；结构紧凑轻巧，装维护方便前后直管段要求较低，可用于中、高压计量。
二、误差产生的原因
天然气涡轮流量计同样存在以下缺点：有可动部件，易于损坏，关键件轴承易磨损，抗脏污能力差，对介质的干净程度要求较高，难以长期保持校准特性，需要定期校验。造成误差的原因有：计量表自身质量问题，设计选型不合理，安装不到位，运行中维护保养不当等。
三、如何控制误差
（一）正确确定流量计使用的场所及规格。
由于天然气涡轮流量计涡轮惯性的存在，在流量波动频繁的场合不宜使用，否则会降低计量精度。要比较准确地估计用气量的峰谷值和介质的压力情况，正确确定流量计的规格。从天然气涡轮流量计误差特性曲线可以看出，应使流量计的工作流量范围20%Qmax-80%Qmax（Qmax为流量计的最大流量）
（二）天然气涡轮流量计安装要求
1.气体天然气涡轮流量计前必须安装过滤器；应保持过滤器畅通，若发现过滤器堵塞（可凭过滤器进出压差来判断）时，应及时对过滤器进行清洗，若未配差压计的每月清洗一次。
2.要保证直管段的要求，尤其是表前有缩径或半开阀门的情况。
3.安装时，密封垫不得突入管道中，流量计与管路轴线目测不得有明显偏差，不得产生安装应力。
4.安装时一定要清扫干净管道内的所有杂质，以防轴承和涡轮卡死。
（三）天然气涡轮流量计运行管理及维护要求
1.天然气涡轮流量计的通气和停气要求。通气顺序：保证流量计后端的阀门处于关闭状态；再缓慢开启流量计前端的阀门，确保升压速度≤35KPa/S；最后缓慢开启流量计后端的阀门，使其从小流量下运行直至调节至需要值。整个过程保持有压启动。停气顺序：先缓慢关闭流量计后端阀门；再缓慢关闭流量计前端阀门。
2.防止长时间超量运行。超流量运行会严重影响使用寿命，降低计量精度，导致误差增大；（注意观察表头工况流量百分比不宜长时间超百分百）瞬时流量：从瞬时流量的观察，结合用户当时用气情况判断是否有小火不走，大火超量程现象。仪表运行时流量范围应在20%-70%之间。如果长期低限运行或高限运行都会对计量有影响；是否是用户用气负荷或用气设备发生了改变，应及时解决。
3.注意温度、压力的数值。根据气态方程式：
方程式中：V0——标准状态下的体积量（m3）
V——工作状态下的体积量（m3）
Zg——工作状态下的气体压缩系数
P=Pa+Pg——流量计压力检测点处的绝对压力（kPa）
Pa——当地大气压（kPa）
Pg——流量计压力检测点的表压力（kPa）
Po——标准大气压（101.325kPa）
To——标准状态下的绝对温度（293.15K）
T——介质工况条件下的绝对温度（273.15+t）K
t——被测介质摄氏温度（e）
FZ——气体压缩因子
从公式可以看出，误差主要集中在压力、温度的检测精度两方面，在发现流量、温度、压力值与实际偏差较大或示值不稳定时，或与以前经验数值存在较大偏差时，要及时处理。
4.在日常维护中或抄表检查时，应查看显示仪表上是否有异常符号。如有电池符号的闪烁，表示电池快没电了，应及时更换电池；如有异常报警、异常警告的符号出现，要及时发现，有助于处理和发现用户的违规用气行为。
5.对于有机械读数带修正仪的进口涡轮表，除抄取标况体积值之外，同时应该及时比对基表读数与修正仪上的工况流量是否一致，两者正常情况下应该是相差不大的。
6.工艺管道检修时应拆下流量计，然后用干净的布把两端包好，防止污物、铁霄等落入流量计将涡轮叶片损坏。
7.为保证天然气涡轮流量计长期正常工作，应加强仪表的运行检查，监测叶轮旋转情况，如声音异常应及时卸下检查传感器内部零件。涡轮轴承磨损严重或叶片打坏的，必须维修更换，并重新检定。
8.有润滑油或清洗液注入口的传感器，应按要求定期注入润滑油或清洗液，保证叶轮良好运行。在无润滑油情况下长期连续运行，势必造成致命磨损，阻尼力增加而导致运行变慢，计量结果产生负差并且影响使用寿命；
四、使用安装中的常见问题判断及处理。
（一）未作减小流量操作（节流减负），但流量显示却逐渐下降，可能发生的情况：
1.过滤器堵塞。若过滤器前后端压损较大，说明杂物已堵塞，就应清洗过滤器。
2.传感器叶轮受杂物阻碍或轴承间隙进入异物，阻力增加而减速减慢。应卸下叶轮、传感器，对其进行清洗。
（二）流体正常流动时无显示，总量计数器字数不增加。
应检查：
1.叶轮是否有无异物卡住，轴和轴承有无杂物卡住或断裂现象。去除异物，并清洗或更换损坏零件，复原后气吹或手拨动叶轮，应无摩擦声。
2.传感器接头是否有松动的情况
（三）显示仪示值与经验评估值差异显著，应进行如下检查。
1.管道流动方面的原因，如未装止回阀，出现逆向流动。
2.旁通阀是否关严，有无泄漏。
五、做好天然气涡轮流量计的周检工作
每只流量传感器均应有一经标准装置检定给出的仪表系数，且其精度和流量范围等必须满足流量计技术规范的要求，正确的仪表系数值是保证流量计计量精度的最基本保证。要保证流量计计量准确，其首要方法是通过检定将仪表系数和规格型号输入到温压补偿仪里，并通过周检和使用中的维护保养保证流量传感器不超差。
注意周期维护和检定：要按相关标准对使用中的流量计进行周期检定和校准，一般应两年检定一次，这是保证流量计保持精度的必要措施；JJG198《速度式流量计检定规程》：准确度为0.1，0.2，0.5级的流量计，其检定周期为半年。对于准确度低于0.5级流量计按其工作原理确定检定周期：分流旋翼式流量计为1年；天然气涡轮流量计、涡街流量计、旋进旋涡流量计、电磁流量计为2年；超声波流量计、激光多普勒流量计为3年；插入式流量计按照与其测量头工作原理相同的流量计的检定周期执行。
