高压液体涡轮流量计的性能如何检测及安装图

江苏奥科仪表有限公司

高压液体涡轮流量计的性能如何检测及安装图

高压涡轮流量计的性能测试：
 
该 流 量 计 的 研 制 以 欧 盟 标 准 EN 12261：2002（Measurement of natural gas flow by turbine meters) 与 OIML R137-1 作为产品设计依据并严格按照标准进行性能测试，该性能测试包括：耐久性试验、弯矩与扭矩试验、短时过载试验、扰动试验、高低温性能测试等；本文详细介绍耐久性试验、弯矩与扭矩试验。
 
3.1、耐久性测试：
 
涡轮流量计进行耐久性测试的目的在于确认流量计在条件下、额定的使用寿命里的计量性能是否符合上述的分段要求，即
 
 

  还需确认各种安装位置是否影响测试样机的计量性能，安装位置可分为：水平方向、垂直向上与垂直向下；而且不同安装位置样机在耐久性测试前后的指示误差的变化量不得超过zui大允许误差的 1/3。
   整个耐久性测试以 DN80-G100 样机为例进行说明，首先是将三台样机分别安装在不同安装位置的同一管道中，其管道是由 0.8 MPa 压缩气体为介质以样机zui大流量进行循环运行，以每1 000 h 为运行周期将样机拆卸并在标准气体流量装置做相应性能测试，经过 7 000 h 运行如图 4 所示。

图 4  耐久性测试数据图表
 
Fig4 Durability test data chart
从图 4 分析可知：
 
①该测试样机满足耐久性测试要求，指示误差的变化量未超过zui大允许误差的 1/3。
 
②轴承经过长时间运行磨合更趋于稳定，长期运行后非线性段更趋于理想特性曲线。
 
3.2、弯矩与扭矩测试：
 对于高压涡轮流量计来说，还应当详细说明流量计所需求的弯曲与扭力力矩的保护水平。此数据是通过试验直接获得，弯矩测试装置如图 5-a 所示，直管段 1 连接气体流量标准装置，在直管段 2 预先确定的力臂 L 位置附加垂直方向的力 F 而形成弯矩 M；扭矩测试装置如图 5-b 所示，直管段 1 连接气体流量标准装置，在直管段 2 侧面预先确定的力臂 L 位置附加垂直方向的力 F 而形成扭矩 T。而弯矩与扭矩均是作用于流量计入口与出口法兰处。由于此项测试主要针对流量计强度的校核，为了更有说服力、提高可靠性，故将铝合金壳体的中低压涡轮流量计 DN80-G100 用于此次测试。而整个测试过程是将砝码 F 按 EN12261 表 10 中要求 1 倍、2 倍直至做到 4 倍（即力矩为 3 040 N·m），未发现流量计壳体有任何异常变化。而测试结果表明在施加砝码 F 之前、过后得到的指示误差与施加砝码 F 之前的指示误差未有明显变化。


图 5-b  扭矩测试装置

 
3.3、第三方高压实流检定测试:

图 6  常压与高压数据比对

为了确认高压涡轮流量计在高压气体介质中计量性能是否满足工业贸易计量要求，将多台 DN80-G160 样机发往第三方检测机构国家石油天然气大流量计量站南京分站进行 6 MPa 实流检定；检定合格，准确度等级为 1.0 级，相对于常压检定数据样机的仪表系数 K 有所偏移，但仍在允许误差范围内。其中南京分站使用小流量标准装置对编号为 131228041 的 DN80 涡轮流量计进行检定，该样机在常压与高压检定比对数据如图 6 所示。而流量计的仪表系数 K 的计算如下：
 

 
式中：K— 流量计的仪表系数；
( ^Ki )max — 流量计在 qt 到 qmax 流量范围各流量检定点得到的 Ki 中的zui大值；
 
(^Ki )min — 流量计在 qt 到 qmax 流量范围各流量检定点得到的 Ki 中的zui小值；
 
而各个流量检定点的示指误差
 

 
根据上式 (7)、(8) 并结合图 6 可得出。①该样机*工业贸易计量的指示误差要求。②高压相对于常压整体线性会向正向偏移 +0.65%。③高压相对于常压整体线性较为平稳，而且线性误差有向理想误差曲线靠拢的趋势。
 
根据实际流量计的所测得仪表系数 K 更换对应齿轮传动比，使机械表头显示部分和齿轮转动发出低频脉冲输出均与高频脉冲输出匹配，实际三者关系如下：

式中：tr —低频脉冲当量； i —计量芯内部固定传动比；i^' —机械表头显示部分可调传动比。
在机械设计当中，为了降低齿轮模具的投入成本，应通过试验确认流量计 K 与 i ，以控制 i^' 在不同口径不同流量范围内的可调区间均是一致的。