【摘要】氣體渦輪流量計測量期間的誤差概念，在此基礎(chǔ)之上提出一系列優(yōu)化改進措施，主要是從分析安裝整流柵裝置對于渦流和噴射流的影響，渦輪流量計的定期維護，減少脈動流計量誤差，更換渦輪流量計前過濾芯，溫度和壓力對渦輪流量計造成的影響等方面全面探討研究提高氣體渦輪流量計計量精度的措施。
現(xiàn)階段，渦輪流量計已經(jīng)廣泛應(yīng)用在長輸高壓管線上各個高壓調(diào)壓站和中壓調(diào)壓站當中。為了全面提升渦輪流量計的計量準確性，需要不斷優(yōu)化流量計的測量性能，確保其穩(wěn)定性。
1、氣體渦輪流量計計量精度誤差的基本概念
視距測量的誤差來源：儀器常數(shù)不準確，視距尺分化誤差，視距絲讀數(shù)誤差，豎直角誤差以及大氣折光影響等
1.1系統(tǒng)誤差
在同等測量條件下觀測某觀測量，如果誤差具有一定的規(guī)律，并且在符號和數(shù)值上都相同，則可以將該類誤差稱為系統(tǒng)誤差。
1.2偶然誤差
在進行實際測量期間，在將導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生誤差的原因進行排除之后，需要全面進行觀測，在實際觀測期間能夠發(fā)現(xiàn)仍然存在誤差現(xiàn)象，因此將該類由于不確定因素導(dǎo)致的誤差稱為偶然性誤差，該種誤差沒有規(guī)則的變化形式。
1.3極限誤差
該種誤差主要是在國家技術(shù)標準規(guī)定之內(nèi)，或者在檢驗期間允許氣體渦輪流量計存在的最大誤差值。
1.4儀表精度誤差
儀表精度主要分為精度，正確度以及正確率。其中，正確度主要顯示測量結(jié)果系統(tǒng)誤差程度；主要顯示測量結(jié)果隨機誤差程度。氣體渦輪流量計屬于速度式儀表，隨著流量的不斷增加，氣動渦輪的轉(zhuǎn)速會出現(xiàn)線性增加情況。因此可以將渦輪轉(zhuǎn)速稱為流量量度，利用磁電轉(zhuǎn)換以及機械傳動等形成的電脈沖信號，并與流量呈正比關(guān)系。氣體渦輪流量計的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在良好的重復(fù)性以及量程寬度等。如果流量范圍較寬，那么電脈沖信號與管內(nèi)流量呈線性關(guān)系，因此在對氣體體積流量進行測量時需要優(yōu)先選擇氣體渦輪流量計。然而由于氣體渦輪流量計屬于速度式儀表，這樣就會導(dǎo)致管內(nèi)出現(xiàn)不均勻的氣體分布情況，并存在二次流，這樣就會對計量精度造成影響。所以，在設(shè)計流量計內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及管路時需要全面考慮影響因素，例如溫度變化情況，氣動阻力以及氣體自身壓力等。在設(shè)計期間只有將以上各個影響因素消除，才能夠全面提升氣體渦輪流量計的測量精度。
2、提高氣體渦輪流量計計量精度的有效措施
2.1安裝整流柵降低噴射流和渦輪的影響
在中高壓調(diào)壓站當中，由于渦輪流量計前后具有彎頭，進出口閘閥，直管段以及調(diào)壓器等，在運行期間就會出現(xiàn)噴射流和渦流，導(dǎo)致流量曲線失真。為了避免出現(xiàn)以上問題，在設(shè)計期間需要進行優(yōu)化調(diào)整，傳統(tǒng)整流裝置有的管束有19孔，并且安裝在渦輪流量計上游直徑當中。管束能夠顯著消除渦輪，然而卻對流體速度分布情況造成破壞。其次，按照試驗結(jié)果能夠看出，管束無法顯著消除噴射流。所以需要將整流柵裝置安裝在渦輪流量計上，將其速度分布調(diào)整到最佳狀態(tài)，在隔離流體時可以采用特殊圖案開孔方式，這樣能夠?qū)娚淞骱蜏u輪影響降到最低。
2.2定期維護渦輪流量計
通常情況下，如果渦輪流量計精度較高，為了避免出現(xiàn)較大機械摩擦力需要使用優(yōu)質(zhì)軸承進行優(yōu)化，還需要使用質(zhì)量高的葉輪對氣流壓力起到緩解作用，其壓力能夠達到0.25%左右。在實際使用期間需要對渦輪流量計進行額潤滑保養(yǎng)，這樣能夠防止軸承出現(xiàn)干涸現(xiàn)象，避免增加渦輪流量計的機械摩擦力降低渦輪流量計速度，最終導(dǎo)致軸承出現(xiàn)損壞情況。
2.3減少脈動流造成的計量誤差
脈動流主要是渦輪流量計上游非定常流引發(fā)的縱波，其能夠快速響應(yīng)流體并隨著流體速度不斷加快，然而無法在流體中斷期間出現(xiàn)減速，該種現(xiàn)象就會增加流量計量結(jié)果。在計量期間為了避免脈動流引發(fā)的計量誤差現(xiàn)象，需要在調(diào)壓器前安裝渦輪流量計，防止頻繁開啟調(diào)壓器導(dǎo)致的脈動誤差現(xiàn)象。
2.4定期更換渦輪流量計過濾芯
如果渦輪流量計殼體出現(xiàn)損壞將對流體動態(tài)特性產(chǎn)生改變影響，例如在導(dǎo)流體上會出現(xiàn)微小損壞現(xiàn)象，使最終結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。所以在實際應(yīng)用期間需要為了避免管道內(nèi)雜質(zhì)和碎屑造成的損傷情況。在將流量計前后閘閥開啟時需要控制開啟速度，防止對葉輪造成損壞。如果導(dǎo)流體出現(xiàn)損壞將會導(dǎo)致最終結(jié)果出現(xiàn)至少2%的誤差。
2.5溫度，壓力對渦輪流量計的影響
在運行期間，渦輪流量計的氣體狀態(tài)方程式為P?V=Z?n?R?T。在此方程式當中，P表示氣體絕對壓力，n表示氣體摩爾數(shù)，Z表示壓縮因子，R表示氣體常數(shù)，V表示氣體體積，T表示氣體熱力學(xué)溫度。
氣體狀態(tài)方程能夠顯著體現(xiàn)出溫度和氣體測量準確性對流量測量結(jié)果的影響程度。所以，在實際應(yīng)用渦輪流量計之前需要對溫度傳感器和壓力傳感器進行矯正。
2.6旋轉(zhuǎn)測試
為了判斷渦輪流量計軸承運行良好性需要進行旋轉(zhuǎn)測試，首先需要將流量計進行拆卸，之后應(yīng)用壓縮空氣對表盤轉(zhuǎn)子進行吹掃，當轉(zhuǎn)子的速度達到最大速度時需要使其進行自由轉(zhuǎn)動，直到處于停止狀態(tài)。在經(jīng)過一段旋轉(zhuǎn)時間之后能夠?qū)u輪流量計軸承運行狀態(tài)進行評估。如果存在較短的旋轉(zhuǎn)時間，表明軸承存在故障隱患，將會對渦輪流量計量程造成影響。
3、結(jié)束語
綜上所述，為了全面提高氣體渦輪流量計計量精度，在設(shè)計流量計時需要選擇設(shè)計方案，將渦輪葉片的重疊系數(shù)控制1-1.1之間，將內(nèi)壁與葉片的間隙控制在0.75mm左右。全面提升氣體渦輪流量計的精度，在選擇材料時需要注重合理性，避免流體阻力和機械摩擦影響計量精度。做好以上優(yōu)化措施之后，才能夠從根本上提升氣體渦輪流量計的測量精度。
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