城鎮(zhèn)燃?xì)饬_茨流量計(jì)與渦輪流量計(jì)的選型

張曉敏

摘要：隨著城鎮(zhèn)燃?xì)獾陌l(fā)展，對天然氣流量計(jì)量準(zhǔn)確度的要求越來越高，目前，渦輪流量計(jì)和羅茨流量計(jì)是城鎮(zhèn)燃?xì)夤ど虡I(yè)用戶的最主要的兩種性價(jià)比較高的計(jì)量設(shè)備。文章綜合分析了渦輪流量計(jì)和羅茨流量計(jì)的主要工作原理，提出兩種設(shè)備的選型及安裝方式。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃?xì)猓涣_茨流量計(jì)；渦輪流量計(jì)；選型

中圖分類號：TH814 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-9129（2017）12-0074-02

Abstract： with the development of urban gas， the demand for the measurement accuracy of natural gas flow is getting higher and higher. At present， the turbine flowmeter and Roots flowmeter are the two most important metering equipment of the urban gas industry and commercial users. The main working principles of the turbine flowmeter and Roots flowmeter are analyzed， and two are put forward. Type selection and installation method of plant equipment.

Key words： town gas； Roots Flowmeter； Turbine Flowmeter； Type selection

隨著城鎮(zhèn)化不斷的增加，城市不斷的擴(kuò)建，城鎮(zhèn)燃?xì)獾玫搅烁蟮钠占昂蛻?yīng)用，而燃?xì)庥?jì)量的準(zhǔn)確性直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，工商業(yè)燃?xì)庥脩舻母侨細(xì)馄髽I(yè)生存之本，天然氣流量測量的準(zhǔn)確性，供銷差率的合理控制，直接影響到燃?xì)馄髽I(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，流量計(jì)的選型保證購買氣量和銷售氣量的購銷差最小，這是燃?xì)夤具\(yùn)營的重要指標(biāo)。

常用的燃?xì)饬髁坑?jì)主要有膜式燃?xì)獗怼⒘_茨流量計(jì)、渦輪流量計(jì)以及超聲波流量計(jì)等，測量原理各不相同，運(yùn)行條件和對被測燃?xì)獾膮?shù)要求也各不一樣，各自的性能也存在一定的差異。

其中膜式燃?xì)獗砹砍瘫葘?，安裝方便，對前后直管段的要求不高，但其體積大，量程小，易受腐蝕而導(dǎo)致泄漏計(jì)量不準(zhǔn)，維修不方便，只適用于低壓，只計(jì)量工況流量，不易實(shí)用智能溫壓補(bǔ)償，使其應(yīng)用范圍收到限制；超聲波流量計(jì)單聲道的計(jì)量準(zhǔn)確與羅茨渦輪表相差不大，多聲道的超聲波流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確，但其價(jià)格高昂，而且安裝時的前后管段要求比較長，占地面積大，因此在燃?xì)夤静⑽词艿酱竺娣e的推廣使用。渦輪流量計(jì)和羅茨流量計(jì)是城鎮(zhèn)燃?xì)庥迷诠ど虡I(yè)戶上兩種性價(jià)比比較高的計(jì)量設(shè)備，也是目前被廣泛采用的兩種設(shè)備，本文根據(jù)上述兩種流量計(jì)的工作原理和性能的不同，分析了兩種設(shè)備的選型和安裝方式，供用戶參考。

1 渦輪流量計(jì)的工作原理及安裝

渦輪流量計(jì)是一種測量封閉管道中氣體介質(zhì)流量的速度式儀表，是將渦輪置于被測氣體中，當(dāng)被測氣體流經(jīng)流量計(jì)時，渦輪葉片在氣體動能的作用下開始旋轉(zhuǎn)，當(dāng)渦輪結(jié)構(gòu)一定時，氣體的流量與渦輪的轉(zhuǎn)速成正比，即測得渦輪轉(zhuǎn)速就可以反映被測氣體的流量。

常用的渦輪流量計(jì)一般采用電磁轉(zhuǎn)換裝置，將渦輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖，當(dāng)流體流過葉輪時，使得傳感器中的電磁場周期地變化，在一定流量范圍內(nèi)，渦輪葉片的轉(zhuǎn)速與流體體積流量成正比，從而產(chǎn)生與流量基本成正比的電脈沖信號，該信號經(jīng)處理進(jìn)入測量系統(tǒng)，經(jīng)過一系列的計(jì)算修正后在顯示屏上顯示瞬間的體積流量和累計(jì)體積流量。

由渦輪流量計(jì)的測量原理可知：氣體流量低于某個數(shù)值時，由于各種反作用力矩的存在，就破壞了流量和轉(zhuǎn)速之間的線性關(guān)系，所以在實(shí)用渦輪流量計(jì)時，首先確定其適用的最小流量。一般由生產(chǎn)廠家根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造工藝等特點(diǎn)，經(jīng)空氣做介質(zhì)標(biāo)定的精度范圍內(nèi)的最小計(jì)量流量。

由于其具有計(jì)量流量大、量程寬、精度高、靈敏度高、體積小、易安裝維護(hù)、故障低等綜合特點(diǎn)，適用于燃?xì)饧捌渌I(yè)領(lǐng)域中的氣體流量的精確測量。目前已廣泛地應(yīng)用于城鎮(zhèn)燃?xì)獾挠?jì)量。

由于渦輪流量計(jì)屬于速度式儀表，另計(jì)量介質(zhì)天然氣具有可壓縮性，所以壓力溫度的變化就會導(dǎo)致氣體密度的變化，因此在計(jì)量過程中，需要對其進(jìn)行相應(yīng)的溫壓補(bǔ)償。渦輪流量計(jì)精度高，流量大，工況流量可達(dá)6000m3/h以上，但在安裝過程中會有一個直管段的要求，目前國內(nèi)的產(chǎn)品此直管段可縮至前2D后1D，大大減少安裝長度。

2 羅茨流量計(jì)的工作原理及安裝

羅茨流量計(jì)屬于容積式流量計(jì)，隨著燃?xì)獾耐ㄟ^，燃?xì)獗淼娜肟诤统隹谥g產(chǎn)生的壓差作用在由高精度同步輪連接在一起的一對腰輪上，從而驅(qū)動腰輪旋轉(zhuǎn)，將充滿計(jì)量室內(nèi)的燃?xì)舛颗懦觯偻ㄟ^機(jī)械傳動和計(jì)算器相連，實(shí)現(xiàn)燃?xì)怏w積和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

羅茨流量計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于羅茨流量計(jì)的工作原理，其始動流量低，小至小時流量幾方氣，大至小時流量幾百方氣都在其計(jì)量范圍內(nèi)，計(jì)量范圍大，量程比寬，精度高，安裝、維護(hù)、清理方便，對流量計(jì)前后直管段的要求不高，并能實(shí)現(xiàn)溫壓補(bǔ)償。

由于天然氣為干氣，在流動過程中會帶起燃?xì)夤軆?nèi)積存的灰塵和雜質(zhì)，羅茨流量計(jì)對氣體的潔凈度要求高，因此設(shè)備前的過濾器顯得尤為重要。施工時需按照氣流上進(jìn)下出的方式安裝，對直管段的長度沒有要求。

3 流量計(jì)的選型

首先，在對燃?xì)饬髁坑?jì)進(jìn)行選型時考慮很多因素，如前面所述的被測介質(zhì)的特性，儀表性能，安裝要求，環(huán)境條件，流量大小，設(shè)備價(jià)格等因素。根據(jù)國標(biāo)要求，燃?xì)饬髁坑?jì)的計(jì)量誤差為 2%。被測燃?xì)饬髁恐敌柙诹髁坑?jì)的最大流量和最小流量區(qū)間，用戶的正常用氣量宜在設(shè)備量程的20%～85%范圍內(nèi)，才能被準(zhǔn)確計(jì)量。

其次，在進(jìn)行流量計(jì)選型時，既要考慮用戶燃?xì)庥?jì)量時的最大用氣量，又要考慮耗氣量最小的設(shè)備單開時的最小用氣量，該最小用氣量應(yīng)大于流量計(jì)的始動流量，且在其準(zhǔn)確計(jì)量范圍之內(nèi)，否則長時間最小流量的設(shè)備單開時的用氣量不能得到計(jì)量或者計(jì)量不準(zhǔn)確，增大燃?xì)馄髽I(yè)的供銷差。

用氣設(shè)備正常工作條件下的用氣負(fù)荷是流量計(jì)選型的主要依據(jù)，極端使用狀態(tài)時的燃?xì)庳?fù)荷（最大/最小流量）是流量計(jì)選型的參考依據(jù)。如單臺計(jì)量設(shè)備不能覆蓋用氣設(shè)備的最大流量和最小流量，應(yīng)考慮對燃?xì)庠O(shè)備進(jìn)行分組計(jì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鵬.影響羅茨氣體流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確性的原因分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì).2017.22.