摘要：涡轮流量计在现实生产中得到广泛应用，但是它的原理和结构常常会被忽视，在现场安装、使用和维护等环节都没有按照正确的方法进行操作，给生产计量带来了严重影响。本文针对生产现场常见的油污、磨损、腐蚀和阻塞等误差影响因素进行了分析，并各处了一些削减误差的建议，希望能够发挥出实际效用，提升涡轮流量计的工作准确度。
关键词：涡轮流量计；误差原因，探究
0.引言
近年来，天然气产业在我国得到了迅猛发展，而流量计是不可缺少的基础工作，它的计量结果是否标准会直接影响到企业的经济效益，所以很多企业对此给予了广泛关注。气体涡轮流量计具有量程宽、精度高和重复性好等优点，已经成为城镇燃气交接剂量的首选仪表，它的检定精度、安装工艺和设计选型以及其他因素都会影响到计量的精准度。
1.气体涡轮流量计的工作原理
涡轮流量计属于速度式流量计，主要包括感应线圈、涡轮、前置放大器和导流器等部件。当气体进入涡轮流量计中，流量计的叶轮就会受力旋转，在一定范围内，涡轮的旋转速度会随着气体流速的提升而变快。因此，通过涡轮旋转速度就可以得出气体流速，进而得出通过管道的气体流量，涡轮的转速则可通过传感线圈来检测。根据电磁感应原理可知，涡轮叶片切割壳体内部的永久磁钢会导致传感线圈发生磁通变化，然后传感线圈会把检测到的磁通变化信号传送到放大器中，就可以把信号放大整形，从而形成与流速成正比的脉冲信号，送至流量积算电路当中，得到累积流量值[1]。同时，也可以把脉冲信号送到频率电流转换电路中，将信号换成模拟电流量，显示出瞬时流量值。近年来，涡轮流量计因为具有精度高、结构简单、体积小、压力损失小、安装方便、量程比大和耐压高等显著优势，已经被广泛应用于天然气结算计量中，而且逐步成为城镇燃气商业贸易计量的首要选择。
2.影响涡轮流量计精度的主要因素
在涡轮流量计检定工作中，除了涡轮流量计自身结构造成的计量偏差以外，大多数都是在送检涡轮流量计的有效期内出现的磨损、阻塞和腐蚀等现象，这些问题严重影响到涡轮流量计的正常使用，也是导致误差增大的主要因素。
2.1磨损
因为涡轮流量计对介质的要求比较高，如果被检测气体没有进行清洁处理，其中的细小固体杂质在通过流量计的时候就会粘附在轴承上，导致轴承运行出现故障，叶轮也无法正常旋转，从而造成流量计的机械磨损[2]。此外，因为叶轮长期处于高速旋转状态，所以也会产生磨损问题，磨损后涡轮流量计的计量精度就会有所下降。
2.2腐蚀
如果被检测的介质中含有腐蚀性气体，气体在经过流量计的时候，就会对流量计的转子产生腐蚀作用，导致转子表层脱落变形，从而引起转子质量的变化，改变之前的流量计剂量参数，严重影响到涡轮流量计计量的准确性和正常工作[3]。
2.3阻塞
经过检定可以发现，部分流量计叶轮上缠绕着螺纹密封胶带和其他污物，减小通过转子的流动断面，就会引起流速剖面的变化，导致计量结果失准。
2.4油污
在工作现场油和气没有彻底分离，就会导致涡轮流量计的内壁和叶轮上附着原油，妨碍着叶轮的正常旋转，有些原油还会俗子恶化气体一起进入涡轮流量计内部，在叶轮高速旋转产生的离心力下停留在壳体，从而造成计量误差的出现。
2.5工艺流程不合理
涡轮流量计在前后位置各有一个阀门，在切换工艺生产流程的时候就是对两个阀门进行开关操作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这两个阀门都是球阀，一般后面的阀门安装的是电动球阀，前面的阀门安装的是手动球阀，操作员如果没有控制好前后阀门的开阀速度，就会导致涡轮流量计产生高流速，其内部叶轮可能会被打碎或者出现其他部件故障，流量计也无法正常运行。
2.6下游用户用气量不稳
在正常情况下向下游供气，如果用气量不大，而且距离下游门站很近的时候，下游用户用户突然加大用气量，就会导致涡轮流量计下游门站的管道压力降低，从而产生巨大的压差。根据流体力学原理可知，有大量的天然气会向下游补充，涡轮流量计的运转速度也会加快，而且转速超出了正常值，这就必然会引发零件故障[4]。这种因为下游用气量不稳造成的压差，也会导致涡轮流量计出现计量误差和故障。
2.7气质影响
计量分输站就是在运气路线中间设置分站，除了要满足下游用户的供气需求，夏季要通过干线管道向储气库输气，冬季则从储气库采气，但是在冬季储气库中的气质较差，天然气里面掺入了杂质。虽然在工艺设计阶段加了分离器，但是依然无法达到完全净化天然气的效果，这些掺入了杂质的气体就会击打涡轮流量计的叶轮等部件，长时间下去就会损坏部分零件或者发生位置偏移，导致计量结果与实际结果出现较大偏差。
2.8水击现象
液体在压力管道中流动的时候，如果阀门突然关闭或者水泵停机，液体流速就会急剧变化，引流流体压力的周期性变化。这时的压力会突然升高，远远大于正常的工作压力，而且还会出现管壁扩张或收缩的情况，这种现象被称之为水击。流量传感器是精密的机械仪表，叶轮的旋转速度也非常快，但是流速的突然变化容易损坏叶轮。很多站点在输油操作时都是快速开关阀门，这样就会导致叶轮受到水击的影响而弯曲，计量误差也会增大。
3.提升涡轮流量计计量准确度的有效措施
通过检定涡轮气体流量计的工作流程，有以下几种方法可以用来提升流量计的使用精度：（1）气体涡轮流量计的使用条件是在检定条件下确定的，只有同时达到使用条件和检定条件，并满足计量学相同性原则，使用常数的仪表才能与检定精度相等，反过来就会低于检定精度。这就说明流量计的使用和检定流体的流动性达成一致，流体的物理性质和检定过程也是相同的，并且在检定流量范围内使用流量计的仪表常数，待修正了介质密度的压力以后，它的使用精度与检定精度就可以处于同一数值范围内[5]。(2)加强对涡轮流量计的日常维护：超流量运行会导致涡轮流量计的寿命减损，降低剂量工作的准确度，导致误差扩大。因此，除了在日常使用中进行维护保养，还要做好仪表检查工作，监测叶轮的旋转情况，如果出现声音异常就要拆卸传感器的内部零件，若发现涡轮轴承磨损严重，或者叶片被损坏，就必须更换进行维修，并重新检定一次。在检修工艺管道的时候，检修人员应拆下涡轮流量计，并用干净的棉布包住仪器两端，防止污物和铁屑进入流量计中，从而导致涡轮叶片被损坏。
4.结语
综上所述，在实际应用中导致涡轮流量计误差产生的原因是很复杂的，还有一些没有提及到的温度、黏度和流体压力等，这些都会给流量计的误差带来不同的影响。不过这并不是真正的主体因素，有一些是工艺缺陷，有一些是气体影响，还有一些是振动问题导致的改造难度等等，这些因素会影响到实际应用，所以要在建设初期进行规范，因为操作不规范引起的误差完全是可以避免的，按照上述提出的解决措施去实施就可以减少涡轮流量计的误差。
参考文献：
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[3] 陈铄，苏中地，林景殿，等.气体涡轮流量计流道压力损失的数值模拟[J].中国计量学院学报，2015，26(02)：134-136.
[4] 裴江辉，苏中地，张凯，等.气体涡轮流量传感器叶轮压力的数值模拟[J].中国计量学院学报，2013，24(02)：18-19.
[5] 李长金，焦志伟，袁聪姬，等.数值模拟层叠流道结构参数对熔体压力损失的影响[J].塑料科技，2013，41(10)：83-85.
论文作者:李振泉,王艳兵,宋平
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/17
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