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提高气体涡轮流量计计量准确度的措施
发布时间:2018-11-19

【摘要】本文首先介绍了气体涡轮流量计测量期间的误差概念,在此基础之上提出一系列优化改进措施,主要是从分析安装整流栅装置对于涡流和喷射流的影响,涡轮流量计的定期维护,减少脉动流计量误差,更换涡轮流量计前过滤芯,温度和压力对涡轮流量计造成的影响等方面全面探讨研究提高气体涡轮流量计计量准确度的措施,希望能够对相关设计人员提供参考性价值。
气体涡轮流量计产品图
  现阶段,涡轮流量计已经广泛应用在长输高压管线上各个高压调压站和中压调压站当中。为了全面提升涡轮流量计的计量准确性,需要不断优化流量计的测量性能,确保其稳定性。
1、气体涡轮流量计计量准确度误差的基本概念
  视距测量的误差来源:仪器常数不准确,视距尺分化误差,视距丝读数误差,竖直角误差以及大气折光影响等
1.1系统误差
  在同等测量条件下观测某观测量,如果误差具有一定的规律,并且在符号和数值上都相同,则可以将该类误差称为系统误差。
1.2偶然误差
  在进行实际测量期间,在将导致系统产生误差的原因进行排除之后,需要全面进行观测,在实际观测期间能够发现仍然存在误差现象,因此将该类由于不确定因素导致的误差称为偶然性误差,该种误差没有规则的变化形式。
1.3极限误差
  该种误差主要是在国家技术标准规定之内,或者在检验期间允许气体涡轮流量计存在的最大误差值。
1.4仪表精度误差
  仪表精度主要分为准确度,正确度以及精密度。其中,正确度主要显示测量结果系统误差程度;精密度主要显示测量结果随机误差程度。气体涡轮流量计属于速度式仪表,随着流量的不断增加,气动涡轮的转速会出现线性增加情况。因此可以将涡轮转速称为流量量度,利用磁电转换以及机械传动等形成的电脉冲信号,并与流量呈正比关系。气体涡轮流量计的优势主要表现在良好的重复性以及量程宽度等。如果流量范围较宽,那么电脉冲信号与管内流量呈线性关系,因此在对气体体积流量进行测量时需要优先选择气体涡轮流量计。然而由于气体涡轮流量计属于速度式仪表,这样就会导致管内出现不均匀的气体分布情况,并存在二次流,这样就会对计量精度造成影响。所以,在设计流量计内部结构以及管路时需要全面考虑影响因素,例如温度变化情况,气动阻力以及气体自身压力等。在设计期间只有将以上各个影响因素消除,才能够全面提升气体涡轮流量计的测量精度。
2、提高气体涡轮流量计计量准确度的有效措施
2.1安装整流栅降低喷射流和涡轮的影响
  在中高压调压站当中,由于涡轮流量计前后具有弯头,进出口闸阀,直管段以及调压器等,在运行期间就会出现喷射流和涡流,导致流量曲线失真。为了避免出现以上问题,在设计期间需要进行优化调整,传统整流装置有的管束有19孔,并且安装在涡轮流量计上游直径当中。管束能够显著消除涡轮,然而却对流体速度分布情况造成破坏。其次,按照试验结果能够看出,管束无法显著消除喷射流。所以需要将整流栅装置安装在涡轮流量计上,将其速度分布调整到最佳状态,在隔离流体时可以采用特殊图案开孔方式,这样能够将喷射流和涡轮影响降到最低。
2.2定期维护涡轮流量计
  通常情况下,如果涡轮流量计精度较高,为了避免出现较大机械摩擦力需要使用优质轴承进行优化,还需要使用质量高的叶轮对气流压力起到缓解作用,其压力能够达到0.25%左右。在实际使用期间需要对涡轮流量计进行额润滑保养,这样能够防止轴承出现干涸现象,避免增加涡轮流量计的机械摩擦力降低涡轮流量计速度,最终导致轴承出现损坏情况。
2.3减少脉动流造成的计量误差
  脉动流主要是涡轮流量计上游非定常流引发的纵波,其能够快速响应流体并随着流体速度不断加快,然而无法在流体中断期间出现减速,该种现象就会增加流量计量结果。在计量期间为了避免脉动流引发的计量误差现象,需要在调压器前安装涡轮流量计,防止频繁开启调压器导致的脉动误差现象。
2.4定期更换涡轮流量计过滤芯
  如果涡轮流量计壳体出现损坏将对流体动态特性产生改变影响,例如在导流体上会出现微小损坏现象,使最终结果出现较大误差。所以在实际应用期间需要为了避免管道内杂质和碎屑造成的损伤情况。在将流量计前后闸阀开启时需要控制开启速度,防止对叶轮造成损坏。如果导流体出现损坏将会导致最终结果出现至少2%的误差。
2.5温度,压力对涡轮流量计的影响
  在运行期间,涡轮流量计的气体状态方程式为P?V=Z?n?R?T。在此方程式当中,P表示气体绝对压力,n表示气体摩尔数,Z表示压缩因子,R表示气体常数,V表示气体体积,T表示气体热力学温度。
  气体状态方程能够显著体现出温度和气体测量准确性对流量测量结果的影响程度。所以,在实际应用涡轮流量计之前需要对温度传感器和压力传感器进行矫正。
2.6旋转测试
  为了判断涡轮流量计轴承运行良好性需要进行旋转测试,首先需要将流量计进行拆卸,之后应用压缩空气对表盘转子进行吹扫,当转子的速度达到最大速度时需要使其进行自由转动,直到处于停止状态。在经过一段旋转时间之后能够对涡轮流量计轴承运行状态进行评估。如果存在较短的旋转时间,表明轴承存在故障隐患,将会对涡轮流量计量程造成影响。
3、结束语
  综上所述,为了全面提高气体涡轮流量计计量准确度,在设计流量计时需要选择最佳设计方案,将涡轮叶片的重叠系数控制1-1.1之间,将内壁与叶片的间隙控制在0.75mm左右。全面提升气体涡轮流量计的生产制造精度,在选择材料时需要注重合理性,避免流体阻力和机械摩擦影响计量精度。做好以上优化措施之后,才能够从根本上提升气体涡轮流量计的测量精度。

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