林區(qū)燃氣的大流量計量

李曉暉，劉志成

（哈爾濱中慶燃氣有限責任公司，哈爾濱150076）

林區(qū)燃氣的大流量計量

李曉暉，劉志成

（哈爾濱中慶燃氣有限責任公司，哈爾濱150076）

隨著林區(qū)燃氣事業(yè)的發(fā)展，工業(yè)及商服用戶的燃氣用量也隨之增加，大流量用戶的發(fā)展對節(jié)約燃料、提高大氣質(zhì)量、保護生態(tài)環(huán)境等方面具有很大的作用，因而林區(qū)大流量的計量技術(shù)成為一個重要問題，介紹國內(nèi)目前使用的幾種大流量流量計，僅供大家參考。

林區(qū)；燃氣；大流量；計量

1　速度式流量計

速度式流量計是計量管道內(nèi)氣體的平均流速。其計量原理為：Q=f（v·F），

Q——氣體的總流量；

v——氣體平均流速；

F——管道的橫截面積。

對于輸出為脈沖信號的速度式流量計，可根據(jù)脈沖信號的頻率而測得燃氣流量。

速度式流量計有以下特點：

第一，計量范圍寬。在很大范圍內(nèi)速度式流量計示值誤差保持較好的線性特性，量程比為Qmε3/Q可達10～30，對于燃氣用量變化較大的用戶較為實用。

第二，適用溫度及壓力范圍較寬。傳感器承受溫度及壓力較高，對于溫度及壓力變化較大的情況，需設(shè)置補償裝置。

第三，維修、裝拆容易。在管道上預(yù)留孔內(nèi)安裝尺寸較小的傳感探頭，可隨時安裝和拆卸維修。

第四，要求被測介質(zhì)中雜質(zhì)凈化程度較高。由于傳感器是高精密部件，傳感器的渦輪、葉輪、測壓孔精度要求很高，因此，被測氣體必須經(jīng)過深度過濾凈化，否則，會使旋轉(zhuǎn)力矩發(fā)生改變，降低計量精度，甚至產(chǎn)生軸套、測壓孔膩死，計數(shù)器失靈、失效，對于葉輪流量計，有實驗表明，在介質(zhì)為焦爐煤氣的情況下運行1個月時，運行前精度為±2.5%，運行后精度為±8.0%，耐久運行時間為2個月，其后轉(zhuǎn)子完全停轉(zhuǎn)。

綜上所述，速度式流量計在含有雜質(zhì)的城市燃氣中應(yīng)用較為困難。

2　差壓式流量計

差壓式流量計的計量原理為利用流體通過節(jié)流裝置時產(chǎn)生的流通數(shù)量與壓力差之間的函數(shù)關(guān)系來確定流量。

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孔板流量計的基本公式為：

Q-0.125·α·ε·d2

其中：α——流量系數(shù)；ε——氣體壓縮系數(shù)；d——孔板直徑（m）；P1——氣體在孔板前的密度（kg/m3）。

孔板流量計在城市燃氣計量中的特點：

第一，孔板流量計的計算。較穩(wěn)定的流速參數(shù)作為孔板式流量計的計算原始數(shù)據(jù)，設(shè)計中臨界雷諾數(shù)是按額定流量的30%計算，當實際雷諾數(shù)小于臨界雷諾數(shù)時，流量系數(shù)為變量，因此流量有效測量范圍為30%～100%，對于用氣量波動較大的情況下，小流量和超負荷無法準確計量。

第二，對于含有雜質(zhì)的城市燃氣，雜質(zhì)易集結(jié)在孔板附近及孔口銳邊上，對于這種截面，銳邊及流線的變化將嚴重影響測量精度。

第三，由于管道的粗糙度影響α，所以對于含有雜質(zhì)的人工燃氣，管道內(nèi)徑及粗糙度很難保持不變。

3　渦街式流量計

利用流量振蕩運動的原理是渦街式流量計的工作原理，非流線型體——旋渦發(fā)生體插入在流體中，在滿足一定的條件下發(fā)生體背后產(chǎn)生兩列穩(wěn)定交替排列的旋渦——長門渦街，旋渦出現(xiàn)的頻率與流體的流速成正比，即Q＜f，f——旋渦頻率。

其中：f——長門渦街單側(cè)旋渦發(fā)生頻率（次/s）；v——流經(jīng)發(fā)生體兩側(cè)的氣體速度（m/s）；d——發(fā)生體的特征尺寸；St——斯特羅哈系數(shù)當Re≥10時，st為恒定值，對于不同形狀的發(fā)生體，st值不同。

渦街流量計的特點：

第一，流量量程比大，可達50～100。

第二，儀表輸出頻率不受氣體壓力、溫度、黏度、密度等參數(shù)的影響。

第三，安裝要求嚴格，管內(nèi)壁要光滑，發(fā)生體前要有前l(fā)SD，體后要有5D的直管段。

第四，旋渦頻率測感器表面要求要清潔、光滑，不能受固體顆粒雜質(zhì)、結(jié)晶體的影響，否則影響信號的傳播，致使熱敏信號受阻。

由于此流量計有顯著優(yōu)點，因此對于凈化程度較高的大容積燃氣計量較為實用。

4　容積式流量計

容積式流量計通過測量單位時間內(nèi)氣體流過流量計內(nèi)恒定的計量容積的次數(shù)而測得流量，容積式流量計有羅茨式、橢圓齒輪、刮板式、濕式、模式等幾種類型。常用為羅茨式及膜式兩種，膜式流量計對于流量大于100m2/h的情況下，體積較大安裝方便，且使用壓力小于10kPa。筆者就羅茨式流量計進行討論。

流量計中的轉(zhuǎn)子在進、出口壓差原作用下進行轉(zhuǎn)動，流量計殼體與轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子之間均有一定間隙互不接觸，因而減少阻力損失，但而帶來氣體泄漏量，氣體泄漏量直接影響測量精度，氣體泄漏量由流量計的幾何特性因素和壓差等因素所決定，因此，流量計在設(shè)計及安裝時要兼顧精度和適應(yīng)性，且要考慮到壓差問題的修正。

羅茨式流量計具有以下特點：

第一，羅茨式流量計通過計量室的體積單元數(shù)直接計量，其儀表常數(shù)在出廠前標定中吸收其線性誤差，精度可達±1%～1.5%。

第二，羅茨式流量計與流態(tài)方程無關(guān)，而且在額定流量的10%～150%量程內(nèi)均可準確計量。

第三，羅茨式流量計安裝無特殊要求。而且，羅茨式流量計與孔板式流量計及速度式流量計相比具有精度高，流量可測波動范圍大，無特殊安裝要求，占地面積少。對燃氣中雜質(zhì)的適應(yīng)性好、維修周期長，無論從理論上，還是實際應(yīng)用上，都具備有較好的準確性，具備適應(yīng)性、可靠性等優(yōu)點。

除上述常用流量計外，還有面積式流量計、靶式流量計等，其他類型流量計，但因為其技術(shù)不成熟以及結(jié)構(gòu)、安裝特點并未被廣泛使用，這里不再贅述。

5　小結(jié)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多新式的大流量計量裝置正不斷涌現(xiàn)，為完善計量手段、提高計量的精確度、節(jié)約林區(qū)城市燃氣，提供了更為便利的條件。

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［4］丁振華，江通，王麗萍，等.簡易孔板流量計在桃2區(qū)塊的應(yīng)用［J］.中國石油和化工標準與質(zhì)量，2014，（06）：163-164.

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［6］楊海清.孔板流量計在制藥企業(yè)的應(yīng)用及其發(fā)展［J］.河北化工，2013，（02）: 128-129.

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Large flow gas metering in forest region

LI Xiao-hui，LIU Zhi-cheng
（Harbin Zhongqing Gas Co.，Ltd.，Harbin 150076，China）

With the development of fuel gas undertakings in forest region，the amount of gas of industrial and commercial users has also increased.Large-flow users have an important role in saving fuel，improving air quality and protecting environment，therefore，large flow metering technology in forest region has become an important issue.Several large flow metering methods were introduced in this paper for reference.

Forest region；Gas；Large flow；Metering

2016-06-12

TU996

A

1674-8646（2016）14-0010-02