终端流量计在燃气工程中的应用

终端流量计在燃气工程中的应用

董源龙

身份证号:371328198706200017   山东  临沂   276000

摘要：燃气工程中，为了提高燃气计量流量计的应用效率和经济性，需要对其进行深入的研究分析，考察设备采购成本和维护成本的经济性，考察其对输差的影响。本文主要阐述了各种燃气计量流量仪表，然后分析了其产生输差的原因，最后制定了提高燃气计量流量计经济性的措施，主要从控制设备成本、维护成本和输差三个方面提高燃气计量流量计的经济性，进而有效提高燃气计量流量计的应用效率，为人们提供便利。

关键词：终端流量计；燃气工程；应用

前言：城市燃气化已成为改善城市环境的重要标志之一，在这个过程中，燃气流量计的正确选择带来了客观的经济效益，如何合理的选择燃气流量计需要考虑很多因素，如精确度、重复性、线性度、范围度、压力损失、上下限流量、输出信号等。同时还应考虑燃气的性质，燃气流量计的安装条件等。所以燃气流量计的选择是综合因素考虑的结果。

1、燃气流量计输差产生的原因

理论上来说，只要燃气输送处于一个封闭的环境，就不会出现输差。但是，在实际的燃气计量过程中，输入与输出的流量之间还是存在一定的偏差，其原因包括很多方面。第一，燃气计量流量计出现偏差，燃气计量的数值主要通过流量计确定的，而计量流量计还是有一定误差的，所以，在选择计量流量计时，需要重视仪表计量的流量范围、工作压力的使用范围、气体的处理方法等，否则，燃气计量流量计在不适合的工作环境中，会出现较大的误差，同时，燃气计量流量计对安装条件也有一定的要求，如果没有严格按照要求安装，会在一定程度上影响燃气计量结果，降低其精确度。必须选择量程较大、适应能力强的计量流量计，例如，超声计量流量计，它可以有效避免上述问题的出现。除此之外，现在燃气流量计量中，超声计量流量计已经得到了使用，但是，传统的计量流量计还是面向中小用户，特别是孔板流量计、涡轮流量计和罗茨流量计。这三种燃气计量流量计本身的精确度不高，同时，在使用一段时间后也会出现磨损现象，这就使得其测量结果出现较大的误差，进而使得燃气计量的输差越来越大。第二，燃气输送管道气体量值的偏差，燃气输送管道很容易受到温度和输气压力的影响，这就使得管道中的燃气量值出现较大偏差，进而影响燃气计量流量计的输差。第三，燃气输送管网泄漏，燃气在输送过程中，受到温度和应力的影响，不可避免地会出现渗漏现象，主要出现在管道的衔接处，同时，管网老化也会导致渗漏现象发生。第四，输差受到燃气计量流量计维护的影响，机械式的燃气计量流量计需要定期进行维護，维护如果没有按照要求进行，会在很大程度降低计量流量计的精确度。第五，经营管理方面的偏差导致输差较大，有些燃气输送管网还没有实现自动化的管理，设备维护不及时，维护技术不完善，量值计算与统计时间不一致，导致统计周期不统一，没有按照规定校准燃气计量流量计，这些都会在一定程度上造成量值出现偏差。

2、流量计的选型

首先，在对燃气流量计进行选型时考虑很多因素，如前面所述的被测介质的特性，仪表性能，安装要求，环境条件，流量大小，设备价格等因素。根据国标要求，燃气流量计的计量误差为 2%。被测燃气流量值需在流量计的最大流量和最小流量区间，用户的正常用气量宜在设备量程的20%～85%范围内，才能被准确计量。

其次，在进行流量计选型时，既要考虑用户燃气计量时的最大用气量，又要考虑耗气量最小的设备单开时的最小用气量，该最小用气量应大于流量计的始动流量，且在其准确计量范围之内，否则长时间最小流量的设备单开时的用气量不能得到计量或者计量不准确，增大燃气企业的供销差。

用气设备正常工作条件下的用气负荷是流量计选型的主要依据，极端使用状态时的燃气负荷（最大/最小流量）是流量计选型的参考依据。如单台计量设备不能覆盖用气设备的最大流量和最小流量，应考虑对燃气设备进行分组计量。

3、终端流量计在燃气工程中的应用

3.1气体超声流量计

其工作原理主要是基于时差法进行流量测量，超声波在气体中顺向和逆向的时间差，在已知距离时，可以计算出流速，利用其与管段截面积的乘积确定流量值。气体超声流量计可以在高压、中压和低压的条件下准确地测量气体流量，其测量范围和量程都比较大，可以直接测量气体的流速，不会因为杂质影响其测量精确度。在具体测量工作中，超声流量计自身没有阻流部件、不存在磨损现象、不会受到杂质的影响，并且一般使用多声道测量的方法，这样可以有效减小流场不均匀对测量结果的影响，并且在一个声道出现问题时其他声道也可以正常工作，进而有效提高测量的精确度和可靠性。超声流量计还可以适应任何压力范围，这种燃气计量流量计可以代替其他流量计。

3.2罗茨流量计

罗茨流量计属于容积式流量计，随着燃气的通过，燃气表的入口和出口之间产生的压差作用在由高精度同步轮连接在一起的一对腰轮上，从而驱动腰轮旋转，将充满计量室内的燃气定量排出，再通过机械传动和计算器相连，实现燃气体积和数据转换。

罗茨流量计具有以下优点：由于罗茨流量计的工作原理，其始动流量低，小至小时流量几方气，大至小时流量几百方气都在其计量范围内，计量范围大，量程比宽，精度高，安装、维护、清理方便，对流量计前后直管段的要求不高，并能实现温压补偿。

由于天然气为干气，在流动过程中会带起燃气管内积存的灰尘和杂质，罗茨流量计对气体的洁净度要求高，因此设备前的过滤器显得尤为重要。施工时需按照气流上进下出的方式安装，对直管段的长度没有要求。

3.3涡轮流量计

当天然气通过流量计时，在天然气的动力推动作用下，流量计的叶轮开始旋转，叶轮旋转速度与体积流量近似成比例，通过测量叶轮的旋转数可得到通过流量计的气体的体积，常用的为智能涡轮流量计，结合电磁感应原理，利用磁敏传感器从同轴转动的信号轮上感应出与体积流量成正比的脉冲信号，经流量积算仪进行处理后显示流量。

特点：具有体积小巧、测量精度高、测量范围大、量程比窄小的特点，多用于计量高、中压管道中气体。与同规格的皮膜表、罗茨表相比较，具有始动流量较大、工作压力高等特点。一般需在计量前设置整流器，并在流量计前后设置直管段。

3.4膜式流量计

工作原理：膜式流量计（皮膜表）属于容积式流量计，是利用气体在表内流动过程中的压力差作为驱动力，燃气表由左右两侧相同的两个气室组成，每个气室被柔性膜片分成相同的两个小测量室。当气体依次进入四个小测量室时，驱动膜片来回摆动。膜片的摆动带动双曲柄摇杆机构，使阀盖转动，从而使测量室循环充气和排气，从而使燃气表循环运动。通过偏心齿轮带动计数器计数，从而显示体积。

特点：膜式流量计主要应用于用气量比较小的居民及小商业用户，其型号从G1.6至G40均可使用。随着技术的革新，目前普遍采用NB-IOT技术的物联网远传表，可以实现远程抄表、远程控制以及温度补偿功能。适用于居民及小工商业用户，用气压力比较小的用户（一般在0.5kPa至20kPa之间），用气最大流量在40m3/h时优先选择膜式流量计，最大流量100m3/h不推荐膜式流量计。

3.5旋进旋涡流量计

对于旋进旋涡流量计的原理来说，与涡轮流量计类似，它是通过流量计本身所具有的的阻流件，使得两侧燃气形成旋涡，这种旋涡在后来被命名为卡门旋涡。由于卡门旋涡在形成过程中燃气的流速成一定关系，所以，在其他条件保持不变时，通过对卡门旋涡的形成频率，可以对燃气流量值进行准确计算。

结束语：总之，正确选择燃气工程终端流量计的种类，了解不同流量计的使用特点和具体要求，是提高燃气流量计精度的关键。操作人员必须要熟练掌握有关燃气流量计的专业技能和知识水平以及熟练掌握仪器仪表技术特征，尽可能减少操作误差，确保设备安全运行，切实提高燃气计量准确性。

参考文献

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