1.天然氣流量計(jì)傳感器安裝位置的選擇
1）安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離能引起管道機(jī)械振動(dòng)的干擾源，如工藝管線上的泵等。如果傳感器在同一管線上串聯(lián)使用，應(yīng)特別防止由于共振而產(chǎn)生的相互影響，傳感器間的距離至少大于傳感器外形尺寸寬度的三倍。
2）傳感器的安裝位置應(yīng)注意工藝管線由于溫度變化引起的伸縮和變形，特別不能安裝在工藝管線的膨脹節(jié)附近。如果安裝在膨脹節(jié)附近，由于管道伸縮會(huì)造成橫向應(yīng)力，使得傳感器零點(diǎn)發(fā)生變化，影響測(cè)量準(zhǔn)確度。
3）傳感器的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離工業(yè)電磁干擾源，如大功率電動(dòng)機(jī)、變壓器等，否則傳感器中測(cè)量管的自諧振動(dòng)會(huì)受到干擾，速度傳感器檢測(cè)出來的微弱信號(hào)有可能被淹沒在電磁干擾的噪聲中。傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離變壓器、電動(dòng)機(jī)至少5 米以上的距離。+
4）傳感器的安裝位置應(yīng)使管道內(nèi)流體始終保證充滿傳感器測(cè)量管，且有一定憋壓，這就要求安裝位置應(yīng)在管道的低端。
2.天然氣流量計(jì)傳感器安裝方式的選擇傳感器的安裝方式主要根據(jù)流體的相別及其工藝情況確定，有三種安裝方式。
1）水平安裝主體朝下：若被測(cè)流體是液體，一般采用外殼朝下安裝傳感器，避免空氣聚積在傳感器振動(dòng)管內(nèi)，從而達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量天然氣流量的目的  2）水平安裝主體朝上：如果被測(cè)流體是氣體，一般采用外殼朝上安裝傳感器，避免冷凝液聚積在傳感器振動(dòng)管內(nèi)。
3）旗幟安裝：如果被測(cè)流體是液體、固體的混合漿液時(shí)，將傳感器安裝在垂直管道上，這可避免微粒聚積在傳感器科氏力測(cè)量管內(nèi)。此外，如果工藝管線需要用氣體和蒸汽清掃，這種安裝方式還可以便于清掃，但這種安裝方式較前二種難于固定，且壓損較大。 3.天然氣流量計(jì)安裝過程中其它注意事項(xiàng)
1）傳感器在安裝到工藝管線上之前，應(yīng)首先確認(rèn)傳感器的速度傳感器線圈、驅(qū)動(dòng)線圈的直流電阻以及鉑電阻溫度計(jì)的電阻值是否正常。
2）傳感器安裝法蘭必須與管道法蘭同軸連接，這樣才能減小安裝應(yīng)力，保證測(cè)量精度。安裝時(shí)應(yīng)保證管道支撐物只支撐工藝管道，禁止用傳感器支撐工藝管道。應(yīng)保證傳感器外殼懸空，不與任何物體接觸。
3）傳感器安裝在工藝管線上時(shí)應(yīng)保證管道系統(tǒng)與傳感器上游、下游側(cè)各兩個(gè)位置的穩(wěn)固支撐物牢固連接，所有螺紋連接處必須緊固，夾緊工藝管道有助于減弱潛在的振動(dòng)干擾。
4）在安裝過程中，應(yīng)避免利用傳感器外殼搬動(dòng)傳感器。
5）在傳感器安裝位置附近工藝管道線上的閥門或泵都需要有其自己的支撐物，不能用支撐傳感器的支撐物來支撐閥門和泵。
6）在傳感器的上游、下游應(yīng)裝上斷流閥。
7）消除安裝應(yīng)力：在安裝傳感器時(shí)，為了消除安裝應(yīng)力，比較有效的方法是先配管，將工藝管線及閥門與傳感器整體預(yù)先安裝好，然后吊裝，再將其與工藝主管線相焊接。為了使消除應(yīng)力的效果可以，應(yīng)使傳感器、斷流閥與工藝主管線處于同一鉛垂面內(nèi)。4.減振
1）在安裝傳感器時(shí)，要選擇好合適的安裝地點(diǎn)，除了要遠(yuǎn)離振動(dòng)源外，為了消除振動(dòng)對(duì)測(cè)量的影響，在安裝中還要采用支撐桿牢固支撐管道及閥門的方式。支撐桿的下端必須固定在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，上端與管道卡子相配合來支撐工藝管道線。切忌用傳感器外殼來支撐傳感器及管道線和閥門、泵等。2）傳感器安裝后，其外殼應(yīng)處于自由懸空狀態(tài)。對(duì)安裝方式（1）水平安裝主體朝下、（ 2）水平安裝主體朝上，支撐桿應(yīng)以傳感器為中心對(duì)稱分布。對(duì)安裝方式（3）旗幟安裝，支撐物支點(diǎn)的選擇要視具體情況而定。支撐桿的下端若固定在地面，必須是水泥和鋼筋地基，目的是為了穩(wěn)固支撐，同時(shí)起到減振作用。地基越穩(wěn)固，其減振性越好。 摘 要：介紹了一種適合大口徑管道測(cè)量的流量儀表----阿牛巴，從其結(jié)構(gòu)、原理、安裝和應(yīng)用等方面，分析了運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障，并提出了采取的解決措施，使其滿足計(jì)量精度的要求。
關(guān)鍵詞：阿牛巴流量計(jì) 安裝 檢測(cè)桿 標(biāo)定

引 言

阿牛巴（Annubar）流量計(jì)（又稱笛形阿牛巴流量計(jì)）是根據(jù)皮托管測(cè)速原理發(fā)展起來的一種新型差壓流量檢測(cè)元件，它輸出為差壓信號(hào)，與測(cè)量差壓的儀器儀表配套使用，可準(zhǔn)確測(cè)量圓形管道、矩形管道中的多種液體、氣體和蒸汽（過熱蒸汽和飽和蒸汽）的流量，并以其壓力損失小、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)逐漸取代孔板和其它檢測(cè)元件，在電力、石油、 化工、輕紡、冶金等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，較為重要的是阿牛巴流量計(jì)非常好地解決了其它流量計(jì)在大口徑管道測(cè)量上的許多問題。但阿牛巴流量計(jì)從設(shè)計(jì)、制造到安裝使用，都要求十分嚴(yán)格，只要其中一個(gè)環(huán)節(jié)稍加不慎，就可造成很大誤差。

1 結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理

圖1 阿牛巴流量計(jì)結(jié)構(gòu)

阿牛巴流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖1 所示，它有一根沿直徑插入管道中的中空金屬桿，在迎向流體流動(dòng)方向有成對(duì)的測(cè)壓孔，一般說來是兩對(duì)，但也有一對(duì)或多對(duì)的，其中空金屬桿外形似笛子。迎流面的多點(diǎn)測(cè)壓孔測(cè)量的是總壓，與全壓管相連通，引出平均全壓P1，背流面的中心處一般開有一只孔，與靜壓管相通，引出靜壓P2。阿牛巴流量計(jì)是利用測(cè)量流體的全壓與靜壓之差來測(cè)量流速的，是一種差壓式檢測(cè)桿流量計(jì)，阿牛巴的檢測(cè)桿輸出差壓（△p）和流體平均速度（v），可根據(jù)經(jīng)典的伯努利方程得出：

V＝ K×（2／ρ×△P）^1/2

式中；△P—全壓與靜壓之差，kPa；
ρ—流體在工作狀態(tài)下的密度Kg/m3；
k—校正系數(shù)。

如果用流量來表示，其流量計(jì)算基本公式為

Qv＝K×π/4×D²(2ΔP/р)^1/2

式中：Qv—流經(jīng)測(cè)量管的流體流量m3/h；
D—測(cè)量管內(nèi)徑mm。

由式（2）可以看出，阿牛巴流量計(jì)系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是對(duì)差壓△P 的測(cè)量，其測(cè)量原理如圖2 所示，這是所有差壓式流量計(jì)的共同特性，技術(shù)是通用的，即采用差壓變送器把△P 轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的機(jī)械信號(hào)或電信號(hào)。

圖2 測(cè)量原理圖

2 影響流量計(jì)精度的因素和解決措施

① 阿牛巴流量計(jì)的差壓式檢測(cè)桿上各取壓孔處的流速是不同的，各取壓孔之間存在一定的壓力差，這樣，各取壓孔之間就有介質(zhì)流動(dòng)，流動(dòng)介質(zhì)中的雜物就會(huì)產(chǎn)生埋積，形成堵塞，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)造成差壓損失。目前阿牛巴制造廠雖然聲稱測(cè)量傳感器的抗堵塞問題已能解決，但由于各生產(chǎn)工藝的特殊情況，筆者還是建議加裝必要的附屬設(shè)備如雜物過濾裝置等，以確保儀表正常工作（可和供貨商協(xié)商具體的做法）。

② 從流量的基本公式可知，只要有效地測(cè)出檢測(cè)桿的輸出差壓△P，就可測(cè)出流體的流量值。長(zhǎng)期以來檢測(cè)桿背壓檢測(cè)孔一直只用一個(gè)測(cè)孔，人們認(rèn)為檢測(cè)桿檢測(cè)孔按規(guī)范要求已處于位勢(shì)流中，而位勢(shì)流的前題是管道橫截面上各點(diǎn)靜壓均相等，沒有橫向流動(dòng)，從這個(gè)角度來看，一個(gè)背壓檢測(cè)孔已足夠。為了防止流體的流量在檢測(cè)過程中阻塞背壓檢測(cè)孔，可采用多孔的背壓取壓，這已經(jīng)開始應(yīng)用在檢測(cè)桿流量傳感器上。

③ 流量系數(shù)K 不穩(wěn)定，造成流量不穩(wěn)定。對(duì)圓形截面的檢測(cè)桿來說，當(dāng)雷諾數(shù)Re 處于10⁵至10⁶之間時(shí)，流量系數(shù)K 不穩(wěn)定，它的穩(wěn)定區(qū)域是在雷諾數(shù)Re<10⁵和Re＞10⁶。這主要是由于圓形截面的阻力件自身存在著“阻力危機(jī)”而引起的。流體流經(jīng)圓管因分離點(diǎn)不同而導(dǎo)致圓管在迎流流體時(shí)引起的壓力分布不同，從而引起流量系數(shù)K 的變化。采用菱形截面的檢測(cè)桿可以克服圓形截面這一不穩(wěn)定區(qū)。菱形截面無論雷諾數(shù)的數(shù)值Re 是多少，其分離點(diǎn)都是確定不變的，從而較好地解決了檢測(cè)桿流量傳感器在檢測(cè)液體、氣（汽）體流量時(shí)不穩(wěn)定區(qū)的困難。

④ 阿牛巴流量計(jì)根據(jù)皮托管測(cè)速原理，通過測(cè)總靜壓來推算流量，常用于大口徑管道液、氣（汽）體流量測(cè)量，它產(chǎn)生差壓一般都比較小，最小可能只有20Pa～30Pa，為此要盡量避免使用長(zhǎng)的引壓管，選用高精確度的微差壓變送器，如霍尼韋爾、EJA 差壓變送器等，可以的方案是采用檢測(cè)桿、三閥組、差壓變送器一體化的直接安裝方式，如LG-A 系列一體化智能型阿牛巴流量計(jì)，不但可以減少使用引壓管而引起的泄漏，還可補(bǔ)償受溫度、壓力的變化而變動(dòng)的差壓信號(hào)失真等問題。

3 選型和安裝

① 阿牛巴流量計(jì)的機(jī)械尺寸是根據(jù)安裝管道的尺寸量身定制的，其測(cè)量范圍是根據(jù)工藝提供的流量數(shù)據(jù)計(jì)算和標(biāo)定的。選型時(shí)，一定要給制造商提供正確的流量數(shù)據(jù)和管道尺寸，管道尺寸包括外徑和壁厚。流量計(jì)必須按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，才能保證整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量誤差在允許的范圍內(nèi)。

② 檢測(cè)桿傳感器前部管道必須確保有7D～9D 的直管道長(zhǎng)度（此數(shù)據(jù)各生產(chǎn)廠商提供的資料不一，從3D 至30D 全有），才能使大管道內(nèi)液、氣（汽）體的流速盡量對(duì)稱分布于軸線。只有這樣，測(cè)得幾點(diǎn)的流速才能推算流經(jīng)整個(gè)截面的流量，否則大管道內(nèi)液、氣（汽）體的流速分布將會(huì)很復(fù)雜，流量系數(shù)K 的波動(dòng)將會(huì)很大，不能保證測(cè)量的精確度。但在實(shí)際的工藝設(shè)計(jì)中不可能保證有很長(zhǎng)的直管道。筆者認(rèn)為如確定選用某種形式的阿牛巴流量計(jì)，可和供貨商商量在保證系統(tǒng)的重復(fù)性前提下，盡量縮短直管道，有關(guān)資料記載，只要測(cè)管直徑和工藝管徑之比小于1/10，前部管道的直管道長(zhǎng)度可降到3D～4D。

③ 檢測(cè)桿傳感器的總壓孔必須正對(duì)流向，偏差不大于7°，如圖3 所示。

檢測(cè)桿應(yīng)沿管道直徑方向插入到底，如圖4 所示。

對(duì)于垂直管道檢測(cè)桿可安裝在管道水平面沿管道圓周360°的任何位置上（圖5a）。高低引壓管應(yīng)處于同一平面上；對(duì)于水平管道，測(cè)量時(shí)向下側(cè)傾斜安裝（圖5b）。

流量計(jì)能否準(zhǔn)確測(cè)量和其使用壽命的長(zhǎng)短與是否安裝正確有直接的關(guān)系，一旦流量計(jì)安裝完畢，則影響流量計(jì)精度的系統(tǒng)誤差就會(huì)始終相伴，很難從軟件上消除。正確的安裝方式可參照差壓式流量計(jì)安裝規(guī)范進(jìn)行，這里不再贅述。

④ 檢測(cè)桿通過接頭固定在管道上，擰緊接頭后，檢測(cè)桿不得松動(dòng)與泄漏。管道振動(dòng)和流體沖擊會(huì)使檢測(cè)桿固定頭松動(dòng)脫落，造成檢測(cè)桿斷裂損壞，影響準(zhǔn)確測(cè)量和造成經(jīng)濟(jì)損失。

3 標(biāo)定問題

為能保證阿牛巴流量計(jì)的精確度，可以還是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)流標(biāo)定。盡管每支阿牛巴都由制造廠在中國(guó)氣象局的風(fēng)洞中進(jìn)行了標(biāo)定，已給出了儀表系數(shù)，但在風(fēng)洞均勻流場(chǎng)下游，不能提供多種規(guī)格和足夠長(zhǎng)的直管段，也難以實(shí)施準(zhǔn)確的標(biāo)定。又由于現(xiàn)場(chǎng)管徑較大(DN1000mm 以上)，而且標(biāo)定時(shí)管路的參比條件、流體種類、環(huán)境等與實(shí)際測(cè)量的流體不同，特別是現(xiàn)場(chǎng)直管段長(zhǎng)度不夠，工藝條件較復(fù)雜，管道粗糙度對(duì)流速分布系數(shù)的影響隨使用時(shí)間的改變很難掌握，流量計(jì)所處的管段前后阻力件之間直管段長(zhǎng)度不足所引起的儀表系數(shù)變化的修正系數(shù)目前還缺乏成熟的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。據(jù)有關(guān)資料要求，一般可在現(xiàn)場(chǎng)直接校驗(yàn)確定。而現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)存在的問題較多，因而難免在測(cè)量中產(chǎn)生附加誤差。計(jì)量部門可根據(jù)新裝并正常運(yùn)行時(shí)的計(jì)量數(shù)據(jù)、生產(chǎn)狀況、產(chǎn)量等因素作為參考，將儀表計(jì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)升華為計(jì)量結(jié)算數(shù)據(jù)。

5 應(yīng)用注意事項(xiàng)

① 應(yīng)足夠重視流量?jī)x表結(jié)構(gòu)和工作原理,特別是一件新穎的儀表,使用前要充分的了解它的結(jié)構(gòu)和工作原理,才能對(duì)其進(jìn)行正確的安裝，并對(duì)使用過程中出現(xiàn)的問題作出準(zhǔn)確的判斷和排除，杜絕盲目性。

② 注重流量?jī)x表的維護(hù)保養(yǎng)，是提高儀表的使用壽命和準(zhǔn)確度的重要措施，儀表維護(hù)及技術(shù)人員一定要養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣。

參考文獻(xiàn)
1 阿牛巴流量計(jì)系列產(chǎn)品參考手冊(cè).
2 李良貿(mào),等.常用測(cè)量?jī)x表實(shí)用指南.北京:中國(guó)計(jì)量出版社,19.
3 參照ISO 3966-1997(E) 封閉管道中流體流量測(cè)量－采用皮托靜壓管的速度面積法.

    渦街流量計(jì)與孔板流量計(jì)和V錐流量計(jì)不同，就孔板流量計(jì)而言，是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參數(shù)差壓變送器（或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測(cè)量氣體、蒸汽、液體及引的流量，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過程控制和測(cè)量。
    而渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小
    關(guān)于常見的渦街流量計(jì)的故障出現(xiàn)在哪些方面了：
    流量范圍是使用于特定參考介質(zhì)的流量范圍，如液體般指常溫水。用于其他介質(zhì)時(shí)，可用流量范圍將隨介質(zhì)的粘度和密度不同而異。由于油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置采用粘度比水大，密度比水小的柴油做標(biāo)定介質(zhì)，流量計(jì)的下限流量般都會(huì)相應(yīng)提高使可用流量范圍變窄。所以，渦街流量計(jì)在油流量標(biāo)定裝置上標(biāo)定出現(xiàn)小流量性能變差是正常的。由此我們不難推斷，如果用液化石油氣(這種低粘度介質(zhì))標(biāo)定渦街流量汁，將會(huì)得到比水好的相反結(jié)果。

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