摘要：21世纪为天然气的世纪天然气是优质的燃料和化工原料。它广泛用于玻璃制品生产，发电，氮肥生产，城市燃气，是一种理想的清洁能源，是国家的重要能源命脉之一，在国民经济发展中占有重要的地位。随着社会的进步，人们活动的活跃，能源面临着越来越短缺，因此合理利用能源，有效开展节约能源的课题就摆在人们面前，就天然气来讲，通过精确的计量，是减少天然气浪费的有效途径之一。
关键词：天然气；压力；气体涡轮流量计
1论述涡轮流量计的主要特点
涡轮流量计是一种流量测量仪表，通过流动流体的动力来驱使涡轮叶片旋转，涡轮叶片的旋转速度与体积流量近似成正比例关系。而且通过流量计的流体体积示值是以涡轮叶轮转数为基准的。当天然气进入流量计时，首先要经过气体涡轮流量计内部特殊结构的前导流体并加速。在流体的作用下，涡轮叶片会与流体流向形成一定角度，这个时候涡轮就会产生转动力矩，这个转动力矩需要克服阻力力矩和摩擦力矩之后才能带动涡轮开始转动。当转动力矩、阻力力矩和摩擦力矩达到平衡时，涡轮的转速就会恒定。而且涡轮转动速度与流量成线性关系。叶轮的转速经一副齿轮减速，同时由一个密封的磁性耦合器件将转动的趋势传到仪表外部的机械式计数器。利用电磁感应原理，通过旋转的涡轮叶片顶端导磁体周期性地改变磁阻，从而在线圈两端感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，测出脉冲信号的频率便得到流量的大小。涡轮流量计要与流量计算机配套使用，流量计算机中含有温度、脉冲、压力检测通道，并配有各种通讯接口。主要特点：1、精度高、无零点漂移、高量程比、重复性好。由于涡轮流量计采用的是高质量的轴承和独特的导流片，大大增强了它的抗磨损性能，而且还能够在恶劣的环境下进行测量，测量数据不失真。2、采用的是脉冲输出信号，容易对信号进行数字化。3、采用了先进的超低功耗单片微机技术，使得整体的功能增强、功耗降低，从而使它的各项性能也更加优越。4、涡轮流量计的叶轮具有防腐的效果，外部采用的也是全不锈钢结构，本身具有较强的抗磁干扰和振动能力，大大增强了仪表的使用年限。5、维修容易，而且其内部含有自整流的结构，小型轻巧，结构简单，可以在很短的时间内将其组合完成。通过上述对涡轮流量计主要特点的介绍，我们知道，涡轮流量计的各项性能优越，且功能较强大，所以，其应用也相当的广泛，例如，石油、天然气、液化气和低温流体等。在欧洲、北美以及我国西气东输一线、二线和川气东输管线等等，也大量的使用涡轮流量计进行贸易计量，显然，涡轮流量计已成为广泛使用的天然气流量计。
2气体涡轮流量计的基本结构和工作原理
涡轮流量计由涡轮流量传感器和流量显示仪表组成。将涡轮流量计感知流体流速的涡轮组件（包括前后导流体、叶轮、轴承、壳体、信号检测组件）统称为涡轮流量传感器。图 1 为涡轮流量计的基本结构图。
根据动量守恒定律通过涡轮受理过程进行分析，可以比较直观地描述基本工作过程，流体通过时推动叶轮，产生主动力矩。气体涡轮流量计属于速度式流量计，涡轮流量传感器输出与流量成正比关系的脉冲频率，输入到流量显示仪表或计算机。在某一流量范围和一定粘度范围内，涡轮流量计输出的信号脉冲频率 f 与通过涡轮流量计的体积流量 qV成正比［4］，即：
式中，r 为叶轮的平均半径；ρ 为流体的密度；A为流通截面积；θ 为涡轮叶片与轴线的夹角；Trm为机械摩擦阻力矩；Trf为流体阻力矩。
3涡轮流量计在天然气流量计量中的应用
随着我国天然气工程的蓬勃发展，涡轮流量计正广泛的应用于天然气贸易结算过程中。利用涡轮流量计计量天然气流量之前，首先要安装涡轮流量计，安装涡轮流量计之前，要确认输气管线是清洁的，且没有水、脏污等这些能够对涡轮叶片和涡轮流量计机械部分造成损坏的杂质，如果被测天然气中含有杂质，必须要添加过滤器，防止涡轮流量计损坏。涡轮流量计在安装的时候应该要保持水平，尽量不要垂直安装，如果天然气管道中含有水，则涡轮流量计要倾斜摆放，保证天然气能够从流量计中出来。天然气的传输方向要与涡轮流量计上标注的方向一致，不得反方向安装。一般推荐在涡轮流量计的入口和出口端各加接一段直管，入口端长度要不小于10倍管段内径，出口端长度不小于5倍管段内径，或者可以在阻流设备与涡轮流量计之间安装整流器。
4运用过程中需要注意的问题
为了保障涡轮流量计的正常运行，在其运用的历程中应注重以下几个问题：
4.1涡轮流量计对被测介质有严厉的请求
（1）涡轮流量计个别只用于计量低粘度的单相流体。（2）用涡轮流量计计量的介质流体应处于紊流状况。（3）目前大多数涡轮流量计的轴承为球体轴承，因而对被测介质的干净度有很高的请求。
4.2涡轮流量计口径的抉择应注重的问题
在抉择涡轮流量计的口径时，应使介质的工况流量在流量计测量规模的15%一70%之间。当被测介质流量处于所选流量计测量规模的15%以下时，介质流体在管道中流速迟缓处于层流状况，流量计的测量线性变差，难以到达请求的计量精度。当介质工况流量大于所抉择流量计测量规模的70%时，涡轮转速将变的很大，减速轴承和支架的磨损，影响涡轮流量计的运用寿命。
4.3涡轮流量计在装置中应注重的问题
（1）介质流体流速散布不平均和旋涡流是影响涡轮流量计测量精度的重要起因，要清除流速不平均和旋涡流则须要在涡轮流量计前端有足够长的直管段。（2）涡轮流量计的装置点不能有激烈的机械震惊和强的电磁搅扰。（3）涡轮流量计在装置方法上能够是程度、倾斜、垂直装置，随装置方法的不同，若要想取得高精度的测量，必需采取程度装置。
4.4培修和校验应注重的问题
（l）涡轮流量计是拆卸周密的精细仪表，改换配件或是从新拆卸后都会引起仪表系数的变更，因而为保障测量的精度在改换配件或是从新拆卸后都应从新校验并更改仪表系数。（2）涡轮流量计随运行的时光增加或改换部件其仪表系数会发作转变，因而必须要对涡轮流量计进行校验。
结束语
作为贸易计量仪表，利用涡轮流量计进行天然气流量计量，在我国天然气流量计量中的应用已相当的广泛。因此，作为管理单位，需要加强规范化管理：建立相应运行档案，定期对涡轮流量计进行维护保养，按时查看其安全性和运行状态并进行数据备份，严格按照使用说明书进行操作，执行法定周期检定制度，保持同生产厂家的技术交流，适时进行技术升级更新，确保涡轮流量计安全、正常运行。
参考文献
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论文作者:吴君,沈铮晖
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/23
标签：涡轮流量计论文; 天然气论文; 涡轮论文; 流量论文; 流体论文; 流量计论文; 力矩论文; 《建筑学研究前沿》2017年第17期论文;