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渦輪流量計的計算設備

  隨著電子設備在計量行業中的應用,一些參數的測量和計算都進行了電子化,并且高度的智能化了,例如:溫度、壓力電子傳感器和脈沖信號傳輸等設備被應用到渦輪流量計的溫度壓力測量當中,為后期的流量轉換到標準狀態提供了重要的參數。流量計算設備是純電子化的設備,流量計算設備分為兩種:流量計算機和流量積算儀。 
圖 2-5 流量計算機正背面圖
圖 2-5 流量計算機正背面圖 
圖 2-6 流量積算儀正面圖
圖 2-6 流量積算儀正面圖 
  現場測量的流量信號和溫度壓力信號通過數據線傳送到流量計算設備背面的數據板上,經過流量計算設備內部的計算公式計算,***終將數據顯示在正面的液晶顯示屏上。流量積算儀結構比較簡單一般都是與渦輪流量計安裝在一起,被應用到一些用量較小的非居民用戶中,流量計算機的結構則比較復雜需要單獨的計量間,往往被應用到用氣量大的非居民用戶當中。 
  流量計標況用氣量的計算:
  渦輪流量計被廣泛的使用到城鎮燃氣的各個壓力級制下,高的接近 4MPa,低的情況卻只有 0.1MPa 多一點,相同摩爾數的燃氣在不同壓力下工況體積有很大的差異,因此貿易結算時就需要將工況下的流量轉換到標況下進行結算。渦輪流量計計算設備在接收到渦輪流量計和溫度、壓力傳感器傳輸的數據后,結合計算機內部的預設參數,對記錄的工況流量進行計算轉化成標況下的流量,其計算公式: 
計算公式

  cnq ——標況流速(m³/h); c0q ——工況流速(m³/h); Tn——標況下溫度(293.15K); T0——工況下溫度(K); Pn——標況下壓力(101.325k Pa); P0——工況下壓力(k Pa); Zn——標況下壓縮因子(根據氣體組分確定的固定值); Z0——工況下壓縮因子(根據氣體組分和工況條件確定)。 從 2-3 式中,
Tn、Pn、Zn 在燃氣計量中都是固定的,因此可以明顯看出工況流量轉換成標況流量與管道中燃氣的溫度成反比,與工況的壓力成正比,與工況下的壓縮因子成反比,這三個數據溫度和壓力可以用變送器直接測出,而工況下的壓縮因子則需要單獨的公式計算。 

  壓縮因子計算公式(維利方程):
計算公式

  式中: Z。——壓縮因子; B——第二維利系數; ρm——摩爾密度(單位體積的摩爾數);(mol/l) bn,Cn,kn——常數; C  ——溫度和組分函數的系數。 對比密度 ρr 和摩爾密度 ρm,兩者的關系: ρr=K3ρm                                         (2-5) 式中: K——混合物體積參數; 摩爾密度方程:   ρm=p/(ZRT)                                  (2-6) 式中: p——壓力  (k Pa)  ; R——摩爾氣體常數  (J/(mol·K);) T ——熱力學溫度  (K)  。 壓縮因子 Z 的計算方法如下:首先查表算出 B 和C  (n=13—58)[16]。 在流量計算設備內部經過式 2.4,2.5,2.6 計算,得到工況下壓縮因子 Z,在得到工況壓縮因子的確切數值后,流量計算設備結合溫度壓力、工況流量等參數,將數值代入到式 2.3 后便可算出標況流量,實現貿易結算。 

  從渦輪流量計的結構上來看,其結構復雜并存在多個金屬的轉動部件,這些部件之間轉動就會產生磨損,雖然在設計上有潤滑油減緩磨損延長轉動部件的使用壽命,但是難免在使用的過程中出現故障。經過了相關的計算后發現,渦輪流量計的準確性與基表所傳輸的工況流量有直接的關系,而渦輪流量計的工況流量是由葉片和軸承等轉動部件測量出來的,因此,一旦渦輪流量計的轉動部件出現故障,那么就會直接影響渦輪流量計的計量和后續的貿易結算。 

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