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渦輪流量計(jì)選型及安裝技巧
1. 渦輪流量計(jì)的事情原理
渦輪流量計(jì)的原理示意圖如圖3-1所示,。在管道中心安放一個(gè)渦輪,，兩端由軸承支撐,。當(dāng)流體通過(guò)管道時(shí),，沖擊渦輪葉片,，對(duì)渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩,，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),。在一定的流量范圍內(nèi),，對(duì)一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比,。由此,，流體流速可通過(guò)渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到,，從而可以計(jì)較得到通過(guò)管道的流體流量。
渦輪的轉(zhuǎn)速通過(guò)裝在機(jī)殼外的傳感線圈來(lái)檢測(cè),。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)磁鋼產(chǎn)生的磁力線時(shí),，就會(huì)引起傳感線圈中的磁通變更。傳感線圈將檢測(cè)到的磁通周期變更信號(hào)送入前置放大器,，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大,、整形，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號(hào),，送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值,；同時(shí)亦將脈沖信號(hào)送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電流量,，進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值,。
2. 渦輪流量計(jì)的構(gòu)造
流體從機(jī)殼的進(jìn)口流入。通過(guò)支架將一對(duì)袖承固定在管中心軸線上,，渦輪安裝在軸承上,。在渦輪上下游的支架上裝有呈輻射形的整流板，以對(duì)流體起導(dǎo)向作用,，以避免流體自旋而改變對(duì)渦輪葉片的作用角度,。在渦輪上方機(jī)殼外部裝有傳感線圈，接收磁通變更信號(hào),。
下面介紹主要部件
（1）渦輪
渦輪由導(dǎo)磁不銹鋼材料制成,，裝有螺旋狀葉片。葉片數(shù)量根據(jù)直徑變更而不同,，2－24片不等,。為了使渦輪對(duì)流速有很好的響應(yīng)，要求質(zhì)量盡可能小,。對(duì)渦輪葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)的普通要求為：葉片傾角10°－15°(氣體),，30°－45°（液體）；葉片重疊度P為1-1．2,；葉片與內(nèi)殼間的間隙為0.5-1mm,。
（2）軸承
渦輪的軸承普通采用滑動(dòng)配合的硬質(zhì)合金軸承，要求耐磨性能好,。
由于流體通過(guò)渦輪時(shí)會(huì)對(duì)渦輪產(chǎn)生一個(gè)軸向推力,，使鈾承的摩擦轉(zhuǎn)矩增大，加速鈾承磨損,，為了消除軸向力,，需在結(jié)構(gòu)上采取水力平衡措施，這技巧的原理見(jiàn)圖3-3所示。由于渦輪處直徑DH略小于前后支架處直徑Ds,，所以，在渦輪段流通截而擴(kuò)大,，流速降低,，使流體靜壓上升 P，這個(gè) P的靜壓將起到抵消片面軸向推力的作用,。
（3）前置放大器
前置放大器由磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器與放大整形電路兩片面組成,，示意圖見(jiàn)圖3-4所示。
磁電轉(zhuǎn)換器國(guó)內(nèi)普通采用磁阻式,，它由磁鋼及外部纏繞的感應(yīng)線圈組成,。當(dāng)流體通過(guò)使諷輪旋轉(zhuǎn)的，葉片在磁鋼正下方時(shí)磁阻,，兩葉片空隙在磁鋼下方時(shí)磁阻大,，渦輪旅轉(zhuǎn)，不斷地改變磁路的磁通量,，使線圈中產(chǎn)生變更的感應(yīng)電勢(shì),，送入放大整形電路，變成脈沖信號(hào),。輸出脈沖的頻率與通過(guò)流量計(jì)的流量成正比,，其比例系數(shù)K為
K＝ （3－1）
式中 f――渦輪流量計(jì)輸出脈沖頻率；
qv--通過(guò)流量計(jì)的流量．
該比例系數(shù)亦稱為渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù),。
（4）信號(hào)接收與顯示
信號(hào)接收與顯示器內(nèi)系數(shù)校正器,、加法器和頻電轉(zhuǎn)換器等組成，其作用是將從前置放大器送來(lái)的脈沖信號(hào)變換成累積流量和瞬時(shí)流量并顯示,。
選型
渦輪流量計(jì)正確選型才能保證渦輪流量計(jì)更好的使用,。選用什么種類的渦輪流量計(jì)應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來(lái)決定?使渦輪流量計(jì)的通徑、流量范圍,、襯里材料,、電極材料和輸出電流等?都能適應(yīng)被測(cè)流體的性質(zhì)和流量測(cè)量的要求。
1,、精密功效檢查
精度等級(jí)和功效根據(jù)測(cè)量要求和使用場(chǎng)所選定儀表精 度等級(jí),，做到經(jīng)濟(jì)合算。好比用于貿(mào)易結(jié)算,、產(chǎn)品交接和能源計(jì)量的場(chǎng)所,，應(yīng)該選定精度等級(jí)高些，如1.0級(jí),、0.5級(jí),，或者更高等級(jí); 用于過(guò)程控制的場(chǎng)所，根據(jù)控制要求選定不 同精度等級(jí);有些僅僅是檢測(cè)一下過(guò)程流量，無(wú)需做精確控制和計(jì)量的場(chǎng)所,，可以選定精度等級(jí)稍低的,，如1.5級(jí)、2.5級(jí),，乃至 4.0級(jí),，這時(shí)可以選用費(fèi)用低廉的插入式渦輪流量計(jì)。
2,、可測(cè)量的介質(zhì)
測(cè)量介質(zhì)流速,、儀表量程與口徑 測(cè)量普通的介質(zhì)時(shí)，渦輪流量計(jì)的滿度 流量可以在測(cè)量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi) 選用,，范圍相對(duì)寬,。選定儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相像，應(yīng)視測(cè)量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定,，即當(dāng)管道流速偏低,，不能滿足流量?jī)x表要求時(shí)或者在此流速下測(cè)量準(zhǔn) 確度不能保證時(shí)，需要收縮儀表口徑,，從而提 高管內(nèi)流速,，得到滿意測(cè)量結(jié)果。[2]
安裝
為了確保渦輪流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確,必須正確地選定安裝位置和技巧
對(duì)直管段的要求：流量計(jì)必須水平安裝在管道上（管道傾斜在5以內(nèi)）,，安裝時(shí)流量計(jì)軸線應(yīng)與管道軸線同心,，流向要一致。 流量計(jì)上游管道長(zhǎng)度應(yīng)有不小于2D的等徑直管段,，如果安裝場(chǎng)所充許建議上游直管段為20D,、下游為5D。
對(duì)配管的要求：流量計(jì)安裝點(diǎn)的上下游配管的內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑相像,。
對(duì)旁通管的要求：為了保證流量計(jì)檢修時(shí)不影響介質(zhì)的正常使用,，在流量計(jì)的前后管道上應(yīng)安裝切斷閥門（截止閥），同時(shí)應(yīng)設(shè)置旁通管道,。流量控制閥要安裝在流量計(jì)的下游,，流量計(jì)使用時(shí)上游所裝的截止閥必須全開(kāi)，避免上游片面的流體產(chǎn)生不穩(wěn)流現(xiàn)象,。
對(duì)外部環(huán)境的要求：流量計(jì)安裝在室內(nèi),，必須要安裝在室外時(shí)，一定要采用防曬,、防雨.防雷措施,，以免影響使用壽命。
對(duì)介質(zhì)中含有雜質(zhì)的要求：為了保證流量計(jì)的使用壽命,，應(yīng)在流量計(jì)的直管段前安裝過(guò)濾器,。
安裝場(chǎng)所：流量計(jì)應(yīng)安裝在便于維修，無(wú)強(qiáng)電磁攪擾與熱輻射的場(chǎng)所
對(duì)安裝焊接的要求：用戶另配一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)法蘭焊在前后管道上。不允許帶流量計(jì)焊接,！ 安裝流量計(jì)前應(yīng)嚴(yán)格清除管道中焊渣等臟物,，用等徑的管道（或旁通管）代替流量計(jì)進(jìn)行吹掃管道。以確保在使用過(guò)程中流量計(jì)不受損壞,。 安裝流量計(jì)時(shí),，法蘭間的密封墊片不能凹入管道內(nèi)。
流量計(jì)接地的要求：流量計(jì)應(yīng)可靠接地,，不能與強(qiáng)電系統(tǒng)地線共用。
對(duì)于防爆型產(chǎn)品的要求：為了儀表安全正常使用,，應(yīng)復(fù)核防爆型流量計(jì)的使用環(huán)境是否與用戶防爆要求規(guī)定相符,，且安裝使用過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家防爆型產(chǎn)品使用要求,，用戶不得自行更改防爆系統(tǒng)的連接方式,，不得隨意打開(kāi)儀表。 選型在規(guī)定的流量范圍內(nèi),，防止超速運(yùn)行,，以保證獲得理想準(zhǔn)確度和保證正常使用壽命。 安裝流量計(jì)前應(yīng)清理管道內(nèi)雜物：碎片,、焊渣,、石塊、粉塵等推薦在上游安裝5微米篩孔的過(guò)濾器用于阻擋液滴和沙粒,。 流量計(jì)投運(yùn)時(shí)應(yīng)緩慢地先開(kāi)啟前閥門,，后開(kāi)啟后閥門，防止瞬間氣流沖擊而損害渦輪,。 加潤(rùn)滑油應(yīng)按告示牌操縱,，加油的次數(shù)依氣質(zhì)潔凈程度而定，通常每年2-3次,。由于試壓,、吹掃管道或排氣造成渦輪超速運(yùn)轉(zhuǎn)，以及渦輪在反向流中運(yùn)轉(zhuǎn)都會(huì)可能使流量計(jì)損壞,。 流量計(jì)運(yùn)行時(shí)不允許隨意打開(kāi)前.后蓋,，更動(dòng)里面有關(guān)參數(shù)，否則將影響流量計(jì)的正常運(yùn)行,。 小心安裝墊片,，確保沒(méi)有突出物進(jìn)入管道，以防止攪擾正常的流量測(cè)量,。 流量計(jì)在標(biāo)定時(shí)要在流量計(jì)取壓口上采集壓力,。
使用
渦輪流量計(jì)使用時(shí)應(yīng)該注意哪些方面：
1 每一路的使用
1.1 安裝就位后，應(yīng)確保所有的切屑和殘?jiān)亚宄到y(tǒng)已經(jīng)吹洗,、試壓,、氣流進(jìn)入并升壓至流量計(jì)入口閥。
1.2 打開(kāi)渦輪流量計(jì)上游旁通小球閥
1.3 緩慢打開(kāi)AL-LWGY渦輪流量計(jì)上游旁通小截止閥,，氣體緩慢充入直到渦輪流量計(jì)下游電動(dòng)強(qiáng)迫密封球閥前,。
注意：壓力劇烈震蕩或過(guò)快的高速加壓會(huì)損壞渦輪流量計(jì)。為了保護(hù)氣體渦輪流量計(jì),，加到渦輪流量計(jì)上的壓力升高不能超過(guò)35kPa/s,。如現(xiàn)場(chǎng)不能測(cè)量壓力變更，則監(jiān)視渦輪流量計(jì)流量不能超限,。-
1.4 關(guān)閉旁通小球閥和截止閥,。
1.5 轉(zhuǎn)動(dòng)手輪打開(kāi)入口強(qiáng)迫密封閥。
1.6 緩慢打開(kāi)渦輪流量計(jì)下游電動(dòng)強(qiáng)迫密封球閥(至少連接1分鐘),，使用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的手動(dòng)開(kāi)關(guān),，一定要小心，不要使渦輪流量計(jì)超速運(yùn)轉(zhuǎn),。
1.7 按1.2-1.6 步驟操縱,，整個(gè)系統(tǒng)充壓完畢，天然氣開(kāi)始被計(jì)量,。
2 在線比對(duì)氣體渦輪流量計(jì)(事情路和主路進(jìn)行比對(duì))
2.1 確保主路的入口和出口閥門是關(guān)閉的,。
2.2 按照“1 每一路的使用”中的步驟1.2,1.3,1.4,給主路充壓。
2.3 關(guān)閉事情路出口電動(dòng)強(qiáng)迫密封球閥,，緩慢打開(kāi)比對(duì)管路的強(qiáng)迫密封球閥,，緩慢打開(kāi)主路出口電動(dòng)強(qiáng)迫密封球閥（是同時(shí)做三項(xiàng)事情）。
2.4 氣體依次通過(guò)事情路和主路,。兩臺(tái)渦輪流量計(jì)可以互相比對(duì),，來(lái)檢查是否有大的偏差。
2.5 當(dāng)比對(duì)結(jié)束后,，關(guān)閉比對(duì)管路上和主路上的兩個(gè)強(qiáng)迫密封球閥,，打開(kāi)事情管路的出口球閥（是同時(shí)做三項(xiàng)事情）。
2.6 這時(shí)事情路重新投入事情,。
3 用挪動(dòng)標(biāo)定車在線標(biāo)定氣體AL-LWGY渦輪流量計(jì)
3.1 確保兩個(gè)標(biāo)定口之間的電動(dòng)強(qiáng)迫密封球閥處于關(guān)閉的狀況。
3.2 打開(kāi)標(biāo)定口法蘭盲板上的小球閥,，確保法蘭盲板里面無(wú)壓力。然后取下法蘭盲板,。
3.3 將挪動(dòng)標(biāo)定車和標(biāo)定口連接好,。
3.4 按照“1 每一路的使用”中的步驟1.2,1.3,1.4,給主路充壓,。
3.5 關(guān)閉事情路出口電動(dòng)強(qiáng)迫密封球閥，緩慢打開(kāi)比對(duì)管路的強(qiáng)迫密封球閥,，緩慢打開(kāi)主路上兩個(gè)標(biāo)定強(qiáng)迫密封球閥（是同時(shí)做這四項(xiàng)事情）,。
3.6 這時(shí)，氣體依次流過(guò)橇座內(nèi)的兩臺(tái)氣體渦輪流量計(jì)和挪動(dòng)標(biāo)定車,。 3.7 實(shí)現(xiàn)在線標(biāo)定后,，關(guān)閉標(biāo)定口的兩個(gè)球閥，緩慢打開(kāi)比對(duì)管路的強(qiáng)迫密封球閥,，緩慢打開(kāi)事情路出口電動(dòng)強(qiáng)迫密封球閥（是同時(shí)做這四項(xiàng)事情）,。
3.8 將法蘭盲板裝回，不要忘了關(guān)閉法蘭盲板上的小球閥,。 3.9 這時(shí)事情路重新投入事情,。