目前，燃氣工程中廣泛應(yīng)用的燃氣表有皮膜表、渦輪流量計、孔板流量計、渦街流量計、旋進旋渦流量計等，它們分別適用于不同的用戶。應(yīng)根據(jù)用戶的燃氣壓力、使用情況、zui大和zui小流量等參數(shù)和安裝環(huán)境作出合理的選擇。筆者對燃氣渦輪流量計的應(yīng)用與管理進行一些探討。

      1 渦輪變送器的工作原理

      渦輪流量計由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成，如圖1所示。

      渦輪變送器的工作原理是：當(dāng)流體沿著管道的軸線方向流動。并沖擊渦輪葉片時，便有與流量q_v、流速v和流體密度ρ乘積成比例的力作用在葉片上，推動渦輪旋轉(zhuǎn)。在渦輪旋轉(zhuǎn)的同時，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線，改變線圈的磁通量。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在線圈內(nèi)將感應(yīng)出脈動的電勢信號，此脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比，即

      N=Q·ξ

      其中，ξ為流量系數(shù)。

      渦輪變送器輸出的脈沖信號經(jīng)前置放大器放大后，送入顯示儀表，就可以實現(xiàn)流量的測量。

      2 渦輪流量計的應(yīng)用范圍和選型

      燃氣流量計的選型可按五個方面比較進行：

      （1）儀表性能方面：度、范圍度、壓力損失、上下限流量、信號輸出特性、響應(yīng)時間等；
      （2）流體特性方面：流體壓力、溫度、密度、黏度、化學(xué)性質(zhì)、磨損、腐蝕、結(jié)垢、臟污、氣體壓縮系數(shù)、等熵指數(shù)、比熱容、電導(dǎo)率、聲速、混相流、脈動流等；
      （3）安裝條件方面：管道布置方向、流動方向、上下游管道長度、管道口徑、維護空間、管道振動、接地，電源、附屬設(shè)備（過濾、排污）、防爆等；
      （4）環(huán)境條件方面：溫度、濕度、安全性、電磁干擾等；
      （5）經(jīng)濟因素方面：購置費、安裝費、維修費、校驗費、使用壽命、運行費（能耗）、備品備件等。

      渦輪流量計是繼孔板流量計之后的第二個法定燃氣流量計，城市用燃氣流量計需要解決的測量對象大致為中壓（1.6MPa以下）、中小流量（DN200以下）、安裝條件差（直管段長度不足）、管理維護力量薄弱、功能簡明易懂、操作方便、免維護、價格適中等。

      選擇渦輪流量計時，應(yīng)按以下幾點進行考慮：

      （1）流量計本體選用316不銹鋼材料以防腐，如是防爆區(qū)還必須是防爆設(shè)計。
      （2）軸承一般有炭化鎢、聚四氟乙烯、碳石墨三種規(guī)格。碳化鎢的精度zui高，可應(yīng)用于燃氣工程；聚四氟乙烯、碳石墨能防腐，一般在化工場所優(yōu)先考慮。
      （3）感應(yīng)探頭是檢測轉(zhuǎn)動體的運動并把它轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)字電信號，電磁線圈電壓輸出值接近正弦曲線，脈沖信號的頻率范圍隨測量的流量大小成線性變化，典型的范圍有10：1、25：1和100：1三種規(guī)格。電磁線圈的電阻一般小于2000Ω。

    3 渦輪流量計的安裝

      渦輪流量計的安裝如圖2所示。

      （1）安裝渦輪流量計前，管道要清掃。被測介質(zhì)不潔凈時。管道上游要加過濾器，否則渦輪、軸承易被卡住，測不出流量來。
      （2）變送器的電源線采用金屬屏蔽線，接地要良好可靠。電源為直流24V，650Ω阻抗。
      （3）變送器應(yīng)水平安裝，避免垂直安裝，并保證其前、后有適應(yīng)的直管段，一般*D，后5D。
      （4）保證流體的流動方向與儀表外殼的箭頭方向一致，不得裝反。
      （5）被測介質(zhì)對渦輪不能有腐蝕作用，特別是軸承處，否則應(yīng)采取措施。
      （6）投運前*行儀表系數(shù)的設(shè)定。仔細檢查，確定儀表接線無誤，接地良好，方可送電。
      （7）安裝渦輪流量計時，前后管道法蘭要水平，否則管道應(yīng)力對流量計影響很大。
      （8）拆裝流量計時，注意對磁感應(yīng)部分不能碰撞。

      4 渦輪流量計的組態(tài)與校正、顯示儀表

      渦輪流量計的組態(tài)與校正，標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定方法是十點水標(biāo)定法，黏度不同，標(biāo)定值就不同，故通常要做黏度標(biāo)定曲線。

      顯示儀表的任務(wù)是將單位時間輸出脈沖數(shù)和輸出脈沖總數(shù)轉(zhuǎn)換成瞬流量和總流量，并顯示出來。由前放大器輸出的脈沖信號，其幅值、波形都足不規(guī)則的，在進入顯示儀表后。先需經(jīng)整形電路整形成為有規(guī)則的具有一定幅值的矩形電脈沖信號，再經(jīng)過頻率/電流轉(zhuǎn)換電路，將頻率信號變?yōu)橄鄳?yīng)的電流信號（4mA~20mA），再轉(zhuǎn)換成瞬時流量值，總量由轉(zhuǎn)換及積算電路得到。有的顯示儀表就地顯示，有的送DCS顯示。

      5 渦輪流量計的管理

      計量儀表既是供需雙方貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)，亦是生產(chǎn)部門用氣效率的主要技術(shù)指標(biāo)。對燃氣公司，燃氣供銷差的控制是管理中的工作重點。造成供銷差的主要因素是：主觀上有用戶設(shè)備配置、抄表、失效表更換及時率等因素，客觀上有燃氣表質(zhì)量、用戶竊氣等因素。有效地控制上述因素，才能減少供銷差產(chǎn)生。渦輪量表的使用管理應(yīng)從以下幾方面考慮：

      （1）做好計量表的設(shè)計、選型與現(xiàn)場調(diào)查。設(shè)計中嚴格按委托書提供設(shè)備數(shù)據(jù)選用計量表流量范圍，保證計量精度，對儀表性能質(zhì)量和測量對象特性須確切了解，許多選型的失敗就是因為提供參數(shù)不準(zhǔn)確所致。通氣前，對用氣設(shè)備現(xiàn)場確認，如有不符，確保在通氣前更換計量表。
      （2）進行技術(shù)改進，提高計量管理。采用一種整流作用的整流器與渦輪流量傳感器耦合成結(jié)構(gòu)一體化的氣體渦輪流量汁，在上游側(cè)阻流作為彎頭或有半開截止閥條件下，只需要2D直管段長度，對于城市用安裝空間窄小的，它具有很突出的特點。
      （3）嚴把燃氣表首檢質(zhì)量關(guān)，定期展開計量表巡檢及檢定工作。燃氣渦輪表應(yīng)為首檢合格、限期使用、到期更換的計量表，檢定一定要質(zhì)量過關(guān)。派專人定期抄表和維護，定期對其進行巡檢和檢定。