渦輪流量計(jì)原理和選型廣泛適用于天然氣、煤制氣、液化氣、輕烴氣等氣體的計(jì)量,其具有出色的低壓和高壓計(jì)量性能,多種信號(hào)輸出方式以及對(duì)流體擾動(dòng)的低敏感性等特點(diǎn)。
工作原理
氣體渦輪流量計(jì)采用渦輪進(jìn)行測(cè)量。它先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速,再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號(hào)。這種流量計(jì)用于檢測(cè)瞬時(shí)流量和總的積算流量,其輸出信號(hào)為頻率,易于數(shù)字化。圖中感應(yīng)線圈和*磁鐵一起固定在殼體上。當(dāng)鐵磁性渦輪葉片經(jīng)過(guò)磁鐵時(shí),磁路的磁阻發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。信號(hào)經(jīng)放大器放大和整形,送到計(jì)數(shù)器或頻率計(jì),顯示總的積算流量。同時(shí)將脈沖頻率經(jīng)過(guò)頻率-電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時(shí)流量。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量,葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過(guò)的總量。渦輪流量計(jì)的輸出是頻率調(diào)制式信號(hào),不僅提高了檢測(cè)電路的抗干擾性,而且簡(jiǎn)化了流量檢測(cè)系統(tǒng)。它的量程比可達(dá)10:1,精度在±0.2%以內(nèi)。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計(jì)的時(shí)間常數(shù)可達(dá)0.01秒。
渦輪流量計(jì)的選型:
1.精度等級(jí):
相對(duì)與渦街流量計(jì)等其它可以測(cè)量氣體介質(zhì)的流量計(jì)來(lái)說(shuō),氣體渦輪流量計(jì)的價(jià)格還是比較高的。用戶之所以選用氣體渦輪流量計(jì)主要是看中其高精確度,但是流量計(jì)準(zhǔn)確度愈高,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用條件的變化就愈敏感。對(duì)于大口徑輸氣管線的貿(mào)易結(jié)算儀表,在儀表上多投入是合算的,而對(duì)于輸送量不大的場(chǎng)合選用中等精度水平的即可。
2.流量范圍:
每種口徑的流量計(jì)都有特定的測(cè)量范圍,流量計(jì)口徑的選擇也是由流量范圍決定的。例如我公司的DN80氣體渦輪流量計(jì)流量范圍是15-300立方米/小時(shí)。選擇流量范圍的原則是:使用時(shí)的最小流量不得低于儀表允許測(cè)量的最小流量,使用時(shí)的最大流量不得高于儀表允許測(cè)量的最大流量。對(duì)于每日儀表實(shí)際運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)8小時(shí)的斷續(xù)工作場(chǎng)合,選擇實(shí)際使用時(shí)最大流量的1.3倍作為流量范圍上限;對(duì)于每日儀表實(shí)際運(yùn)行時(shí)間不低于8小時(shí)的連續(xù)工作場(chǎng)合,選擇實(shí)際使用時(shí)最大流量的1.4倍作為流量范圍上限。儀表下限流量以實(shí)際使用最小流量的0.8倍為合適。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),為使流量計(jì)的使用性能,流量計(jì)的使用流量范圍應(yīng)在(20%~80%)Qmax范圍內(nèi)比較合適。
3.壓力損失:
盡量選用壓力損失小的氣體渦輪流量計(jì)。因?yàn)榱黧w通過(guò)渦輪流量計(jì)的壓力損失愈小,則流體由輸入到輸出管道所消耗的能量就愈少,即所需的總動(dòng)力將減少,由此可大大節(jié)約能源,降低輸送成本,提高利用率。有人曾經(jīng)做過(guò)試驗(yàn),影響壓損的主要組件是渦輪流量計(jì)的前導(dǎo)流器,選用半橢球體的前導(dǎo)流器與選擇錐體的前導(dǎo)流器相比,前者渦輪流量計(jì)的壓損可大幅度降低。
4.結(jié)構(gòu)型式:
(1).由渦輪流量計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)我們推薦宜選用反推式渦輪流量計(jì) 。因?yàn)榉赐剖浇Y(jié)構(gòu)在一定流量范圍內(nèi)可使流量計(jì)的葉輪處于浮游狀態(tài),軸向不存在接觸點(diǎn),無(wú)端面摩擦和磨損,這樣就可以延長(zhǎng)軸承的使用壽命?! ?/span>
(2).根據(jù)管道連接方式選型,流量計(jì)有水平和垂直安裝兩種方式,水平安裝與管道連接方式有法蘭連接、螺紋連接和卡箍連接。中等口徑選用法蘭連接,小口徑和高壓管道選用螺紋連接,卡箍連接只適用于低壓中小管徑,垂直安裝一般螺紋和卡箍連接?! ?/span>
(3).考慮溫度、濕度等環(huán)境推薦的影響。注意在測(cè)量天然氣等易燃易爆介質(zhì)時(shí),要選擇本安型防爆渦輪流量計(jì)。
5.軸承材質(zhì): 渦輪流量計(jì)的軸承一般有碳化鎢、聚四氟乙烯、碳石墨三類材質(zhì)。天然氣計(jì)量?jī)x表軸承應(yīng)選用碳化鎢材料。
6.被測(cè)氣體的密度
對(duì)氣體渦輪流量計(jì)流體物性的影響主要是氣體密度,它對(duì)儀表系數(shù)的影響較大,且主要在低流量區(qū)域。若氣體密度變化頻繁,要對(duì)流量計(jì)的流量系數(shù)采取修正措施。當(dāng)然,選用帶溫壓補(bǔ)償?shù)臏u輪流量計(jì),就可以同時(shí)檢測(cè)被測(cè)氣體的溫度、壓力和流量,能進(jìn)行流量自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償,顯示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(Pb=101.325KPa,Tb=293.15K)的氣體體積累積量,并且實(shí)時(shí)查詢介質(zhì)的溫度和壓力數(shù)值;