城镇燃气常用流量计及特点分析

城镇燃气常用流量计及特点分析

洛桑曲增

西藏计量测试所，西藏拉萨市， 850000 

摘 要：天然气是一种清洁能源，得到了广泛的使用，使用量逐年增加，燃气通过管道输送到各城市门站，然后再输送到各用户。燃气的输送量由安装在燃气管道上的流量计量仪表决定的，所以，选择精度较高、稳定性好且经济性好的计量流量计是非常有必要的。在城镇燃气的输配系统中，燃气计量是系统正确调度的基础，又是供需双方经济核算的依据，因此，在选择燃气流量计时成本和效益往往会有影响，燃气流量计的优劣又对相关企业的经济效益有直接的影响。

关键词：城镇燃气；计量；流量计；特点分析

引言

随着天然气的广泛使用，各种不同使用状况和需求对流量计量的要求有很大的差别，同时，由于气体的可压缩性，流量的测量，气体要比液体困难得多。若要求气体计量达到相当高的精度，则计量仪表的经济投入必然巨大。因此，合理选择测量方法及功能、特性、经济适用的流量仪表是非常必要的。

一、流量计的概述

流量计通常是作为自动化控制中的检测仪表或测量一个时间段的总累积流量仪表。流量以时间类型分为瞬时流量和累积流量。瞬时流量即单位时间内通过一定截面的流量;累积流量是指定段时间段内流体通过一定截面的累积量。瞬时流量与对应时间之间的积分可以求得累积流量。流量是导出量，根据导出基本量单位组成分为体积流量和质量流量。体积流量与质量流量可以通过密度换算互相得到。

二、城镇燃气常用流量计及特点分析

目前，常用于调压设施和用户的计量装置类型有：差压式孔板流量计，涡轮流量计，超声波流量计，腰轮流量计等。

2.1差压式孔板流量计

差压式流量计，是由一次检测件（节流件）和二次装置（差压变送器和流量显示仪）组成，广泛应用于气体、蒸汽和液体的流量测量。其优点是，应用最多的如孔板流量计，结构牢固，性能稳定可靠；应用范围广泛，至今仍是使用最多的一类流量计；检测件、变送器和显示仪表可由不同厂家生产，便于规模生产。其缺点是：测量准确度不稳定，受安装和流体冲击影响（如孔板、喷嘴流量计）容易产生磨损，进而影响测量数据准确性；现场安装条件要求高，安装不准确会对测量准确度产生较大影响；产生压损大。

2.2涡轮流量计

涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类,当被测流体流过涡轮流量计传感器时，在流体的作用下，叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，改变线圈的磁通量，根据电磁感应原理，在线圈内将感应出脉动的电势信号，即电脉冲信号，此电脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。气体涡轮流量计采用涡轮进行测量。它先将流速转换为涡轮的转速，再将转速转换成与流量成正比的电信号。这种流量计用于检测瞬时流量和总的积算流量，其输出信号为频率，易于数字化。其优点是：气体涡轮流量计精度高，压力损失小，始动流量低，对温度压力和流量进行自动补偿，电池供电，可输出多种信号，寿命长，安装维修方便。气体涡轮流量计是一种测量封闭管道中气体介质流量的速度式仪表。适用于燃气及其他工业领域中的气体量精确测量。由于其体积小、精度高、重复性好。气体涡轮流量计是集流量、温度、压力检测功能于一体，并能进行温度、压力、压缩因子自动补偿的新一代流量计，是石油、化工、电力、冶金、工业锅炉等工业行业的燃气计量和城市天然气、燃气调压站及燃气贸易计量的理想仪表。它具有压力损失小、准确度高、始动流量低、抗振与抗脉动流性能好、量程比宽等特点。

其缺点是：要长期保持校准特性，需要定期校验。介质中含有的悬浮物或腐蚀性成份，会造成轴承磨损及卡住等问题，会改变其精度并限制其适用范围；涡轮流量计受流场分布影响较大，因此对入口无整流器的流量计应按要求对传感器的上下游侧设置直管段，对入口设计有整流器的流量计也应按使用说明的要求设置直管段长度。不适合于存在较强脉动流的场合使用，也不适于混相流的测量。对被测介质的清洁度要求较高，需按要求安装过滤器，但这也带来压损的增大。

2.3超声波流量计

超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。其优点是：超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量。它的测量准确度很高，几乎不受被测介质的各种参数的干扰，尤其可以解决其它仪表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。无接触测量系统，流量计量过程无压力损失。可精确测量脉动流。量程比很宽。传感器可实现不停气换气更换，操作维修方便。其缺点是：超声波流量计的温度测量范围不高，一般只能测量温度低于200℃的流体。抗干扰能力差。易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰、影响测量精度。安装的不确定性，会给流量测量带来较大误差。测量管道因结垢，会严重影响测量准确度，带来显著的测量误差，甚至在严重时仪表无流量显示。可靠性、精度等级不高，重复性差。使用寿命短

2.4腰轮流量计

腰轮流量计是用于对管道中流量进行连续或间歇测量的高精度计量仪表。腰轮流量计主要用于各种行业工业管道中大口径气体、液体、蒸汽介质流体的流量测量。腰轮流量计特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响，无可动机械零件，因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定工作。插入式腰轮流量计采用压电应力式传感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃温度范围内工作。有模拟标准信号，也有数字脉冲信号输出，容易与计算机等数字系统配套使用，是一种比较先进、理想腰轮流量计的流量仪表。其优点是：应用最多的流量计，结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长；应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟；检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。其缺点是：测量精度普遍偏低；范围度窄；现场安装条件要求高；压损大（指孔板、喷嘴等）。

三、结语

不同的燃气计量技术适用于不同用户的需求。超声波流量计在工商业用气、大流量燃气计量场合具有明显的优势，但超声波技术在小管径的家用燃气计量方面存在局限性；气体腰轮流量计和涡轮流量计目前仍是城市天然气的主要产品，对于流量范围较宽的计量领域，气体腰轮流量计为首选产品。随着城市燃气的发展以及人民生活水平的提高，新的燃气计量技术将不断涌现。为适应不同流量燃气设备并存、燃气使用流量的波动范围越来越大的趋势，燃气表将向着更宽量程比和更高准确度的方向发展。

参考文献

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