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涡轮流量计的计算设备



  随着电子设备在计量行业中的应用,一些参数的测量和计算都进行了电子化,并且高度的智能化了,例如:温度、压力电子传感器和脉冲信号传输等设备被应用到涡轮流量计的温度压力测量当中,为后期的流量转换到标准状态提供了重要的参数。流量计算设备是纯电子化的设备,流量计算设备分为两种:流量计算机和流量积算仪。 
图 2-5 流量计算机正背面图
图 2-5 流量计算机正背面图 
图 2-6 流量积算仪正面图
图 2-6 流量积算仪正面图 
  现场测量的流量信号和温度压力信号通过数据线传送到流量计算设备背面的数据板上,经过流量计算设备内部的计算公式计算,最终将数据显示在正面的液晶显示屏上。流量积算仪结构比较简单一般都是与涡轮流量计安装在一起,被应用到一些用量较小的非居民用户中,流量计算机的结构则比较复杂需要单独的计量间,往往被应用到用气量大的非居民用户当中。 
  流量计标况用气量的计算:
  涡轮流量计被广泛的使用到城镇燃气的各个压力级制下,高的接近 4MPa,低的情况却只有 0.1MPa 多一点,相同摩尔数的燃气在不同压力下工况体积有很大的差异,因此贸易结算时就需要将工况下的流量转换到标况下进行结算。涡轮流量计计算设备在接收到涡轮流量计和温度、压力传感器传输的数据后,结合计算机内部的预设参数,对记录的工况流量进行计算转化成标况下的流量,其计算公式: 
计算公式

  cnq ——标况流速(m³/h); c0q ——工况流速(m³/h); Tn——标况下温度(293.15K); T0——工况下温度(K); Pn——标况下压力(101.325k Pa); P0——工况下压力(k Pa); Zn——标况下压缩因子(根据气体组分确定的固定值); Z0——工况下压缩因子(根据气体组分和工况条件确定)。 从 2-3 式中,
Tn、Pn、Zn 在燃气计量中都是固定的,因此可以明显看出工况流量转换成标况流量与管道中燃气的温度成反比,与工况的压力成正比,与工况下的压缩因子成反比,这三个数据温度和压力可以用变送器直接测出,而工况下的压缩因子则需要单独的公式计算。 

  压缩因子计算公式(维利方程):
计算公式

  式中: Z。——压缩因子; B——第二维利系数; ρm——摩尔密度(单位体积的摩尔数);(mol/l) bn,Cn,kn——常数; C  ——温度和组分函数的系数。 对比密度 ρr 和摩尔密度 ρm,两者的关系: ρr=K3ρm                                         (2-5) 式中: K——混合物体积参数; 摩尔密度方程:   ρm=p/(ZRT)                                  (2-6) 式中: p——绝对压力  (k Pa)  ; R——摩尔气体常数  (J/(mol·K);) T ——热力学温度  (K)  。 压缩因子 Z 的计算方法如下:首先查表算出 B 和C  (n=13—58)[16]。 在流量计算设备内部经过式 2.4,2.5,2.6 计算,得到工况下压缩因子 Z,在得到工况压缩因子的确切数值后,流量计算设备结合温度压力、工况流量等参数,将数值代入到式 2.3 后便可算出标况流量,实现贸易结算。 

  从涡轮流量计的结构上来看,其结构复杂并存在多个金属的转动部件,这些部件之间转动就会产生磨损,虽然在设计上有润滑油减缓磨损延长转动部件的使用寿命,但是难免在使用的过程中出现故障。经过了相关的计算后发现,涡轮流量计的准确性与基表所传输的工况流量有直接的关系,而涡轮流量计的工况流量是由叶片和轴承等转动部件测量出来的,因此,一旦涡轮流量计的转动部件出现故障,那么就会直接影响涡轮流量计的计量和后续的贸易结算。 


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