城市燃?xì)庥?jì)量表具選型研究
目前,城市燃?xì)庑袠I(yè)采用的計(jì)量表具主要為膜式燃?xì)獗?、羅茨流量計(jì)、渦輪流量計(jì)和超聲波流量計(jì)。 燃?xì)庥?jì)量表具選型時(shí)需要考慮流體特性、表具性能、安裝條件、經(jīng)濟(jì)因素等多方面的因素。
1.流體特性
主要指燃?xì)獾膲毫?、溫度、密度、黏度、壓縮性等。由于氣體的壓縮和膨脹特性,氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況(以下簡(jiǎn)稱“標(biāo)況”)與工作狀況(以下簡(jiǎn)稱“工況”)下特性不同,所以燃?xì)庥?jì)量表具選型時(shí),需將設(shè)備的用氣量換算成標(biāo)況下的氣量(即貿(mào)易結(jié)算的體積),再根據(jù)標(biāo)況氣量進(jìn)行選型。 由氣體體積換算的氣體方程式可知,壓力每增加1kPa, 對(duì)流量影響約為1%; 溫度每變化3℃,對(duì)流量的影響大約為1%。 因此,燃?xì)庥?jì)量表具配帶溫度、壓力補(bǔ)償?shù)捏w積積算儀是非常必要的。
2.表具性能
包括表具的準(zhǔn)確度等級(jí)、重復(fù)性、線性度、量程比、壓力損失、始動(dòng)流量、輸出信號(hào)及響應(yīng)時(shí)間等。 其中***主要的選型參數(shù)是量程和始動(dòng)流量。
用氣設(shè)備燃燒狀態(tài)通常分大火、小火兩類,小火用氣量一般為大火用氣量的1/4至1/2之間, 即燃?xì)庠O(shè)備的用氣負(fù)荷存在波動(dòng)。 該波動(dòng)因素會(huì)導(dǎo)致計(jì)量表具受干擾而影響計(jì)量準(zhǔn)確度等級(jí),因此,計(jì)量表具選型時(shí)要兼顧流量上限和下限。 只有計(jì)量表具的始動(dòng)流量小于設(shè)備***小用氣量,才能保證小流量的計(jì)量準(zhǔn)確度等級(jí)。 但燃?xì)庥?jì)量表具,尤其是有轉(zhuǎn)動(dòng)部件的計(jì)量表具,經(jīng)常處于下限流量工作,也很難保證計(jì)量準(zhǔn)確度等級(jí)。 用氣設(shè)備的***大流量宜選在燃?xì)庥?jì)量表具***大流量量程Qmax的60%~80%之間,這樣可避免用氣設(shè)備在故障或者特殊情況時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)大氣量而損壞計(jì)量表具。 因此,選型時(shí),應(yīng)使計(jì)量表具主要運(yùn)行在***大量程的20%~80%之間,避免長(zhǎng)時(shí)間在20%以下或80%以上運(yùn)行。
如果僅對(duì)1臺(tái)用氣設(shè)備進(jìn)行計(jì)量時(shí), 根據(jù)用氣設(shè)備的參數(shù)選擇計(jì)量表具的量程。 如果對(duì)多臺(tái)用氣設(shè)備進(jìn)行計(jì)量時(shí), 需對(duì)設(shè)備的同時(shí)使用情況進(jìn)行研究,從而得出用氣設(shè)備組的***小、***大用氣量。 考慮到設(shè)備檢修或者因工藝要求停用設(shè)備而出現(xiàn)僅運(yùn)行單臺(tái)設(shè)備的情況,故通常將單臺(tái)設(shè)備的實(shí)際***小用氣量作為選擇計(jì)量表具的***小流量,采用用氣設(shè)備組總負(fù)荷乘以同時(shí)工作系數(shù)作為選擇計(jì)量表具的***大瞬時(shí)流量。
一般,用氣設(shè)備越多,同時(shí)工作系數(shù)越小,同時(shí)工作系數(shù)具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用情況確定。 此外,如果單臺(tái)計(jì)量表具的量程范圍不能滿足多臺(tái)用氣設(shè)備的測(cè)量要求,應(yīng)考慮分組配置計(jì)量表具,或?qū)μ厥馊細(xì)庠O(shè)備單獨(dú)配置計(jì)量表具。
3.安裝條件
燃?xì)饬飨?、管道走向、上下游直管道、管徑、空間位置及管件等,這些都會(huì)影響燃?xì)庥?jì)量表具的準(zhǔn)確運(yùn)行、維護(hù)保養(yǎng)和使用壽命。
(1)燃?xì)饬飨?/span>
大部分計(jì)量表具只能在一個(gè)流動(dòng)方向工作,反向流動(dòng)則會(huì)損壞儀表。 使用時(shí)還應(yīng)注意在誤操作條件下是否可能產(chǎn)生反向流動(dòng),必要時(shí)應(yīng)安裝止回閥以保護(hù)表具。
(2)管道走向
計(jì)量表具安裝有水平安裝和垂直安裝兩種,不同的方式在測(cè)量性能上也會(huì)有差別,一般制造商會(huì)在安裝說明中明確表具的安裝方向。
(3)上下游直管道
計(jì)量表具或多或少會(huì)受進(jìn)口介質(zhì)流動(dòng)狀況的影響,以確保計(jì)量準(zhǔn)確度等級(jí)保持有良好的介質(zhì)流態(tài) (即無旋渦、無流速分布畸變)。要注意的是,計(jì)量表具廠家提供的說明書中規(guī)定的直管段長(zhǎng)度都是在比較理想化的條件下提出的,因此,實(shí)際選型時(shí)要請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)時(shí)明確上、 下游工藝管線的布置,減小對(duì)計(jì)量造成的影響。
(4)維檢修空間
維檢修空間時(shí)常被忽視,然而計(jì)量表具, 尤其是氣體流量計(jì)屬精密儀表,需要定時(shí)校驗(yàn)及檢修,選型時(shí)也要結(jié)合安裝場(chǎng)所實(shí)際情況考慮維檢修空間需求。
4.經(jīng)濟(jì)因素
計(jì)量表具的成本僅考慮采購(gòu)費(fèi)用是不全面的還應(yīng)了解安裝調(diào)試費(fèi)、維護(hù)和定期流量校驗(yàn)(檢定)費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和備用件費(fèi)等其他費(fèi)用。
(1)安裝費(fèi)用
正確安裝可能還要額外布置管道或要配旁通管作定期維護(hù)。 安裝費(fèi)還應(yīng)包括運(yùn)行所需截止閥、過濾器等輔助件的費(fèi)用。
(2)運(yùn)行費(fèi)
流量?jī)x表的運(yùn)行費(fèi)主要是工作時(shí)的能量消耗,包括電動(dòng)儀表內(nèi)部電力消耗或測(cè)量過程中推動(dòng)流體通過儀表所消耗的能量,亦即克服儀表因測(cè)量產(chǎn)生壓力損失的泵送能耗費(fèi)。 這是一個(gè)隱蔽性費(fèi)用,往往被忽視。
(3)檢定(校驗(yàn))費(fèi)用
用于儲(chǔ)運(yùn)交接和商貿(mào)核算的流量計(jì), 定期校驗(yàn)(檢定)是必須的,要考慮校驗(yàn)的方法和地點(diǎn)以及帶來的檢驗(yàn)費(fèi)用。
(4)維護(hù)費(fèi)和備用件費(fèi)
維護(hù)費(fèi)用為儀表投入使用后保持測(cè)量系統(tǒng)正常工作所需費(fèi)用,主要包括維護(hù)勞務(wù)和備用件費(fèi),備用件費(fèi)用通常隨著儀表性能提高的程度而增加。 選購(gòu)儀表時(shí)要考慮備用件價(jià)格和購(gòu)置的可能性。從國(guó)外進(jìn)口儀表的備用件價(jià)格與整臺(tái)儀表的 “功能價(jià)格 ”相比要貴很多,這一點(diǎn)要特別考慮。
(5)性能價(jià)格比和技術(shù)服務(wù)
目前來看,國(guó)產(chǎn)流量計(jì)整體性能較差、技術(shù)上有待完善提高;而進(jìn)口流量計(jì)性能較好;但價(jià)格昂貴,還有一點(diǎn)要注意的是結(jié)構(gòu)功能越復(fù)雜,可靠程度就越低。因此從實(shí)際需要出發(fā),選擇***優(yōu)性能價(jià)格比的儀表才是正確的原則。
根據(jù)上述分析,針對(duì)不同終端用戶提出計(jì)量表的選型建議如表1所示。