幾種常用商用氣表流量計的選用選型
【摘 要】常用的商用氣表有膜式燃氣表、腰輪表(羅茨表)、渦輪表、超聲波流量計,還有差壓式流量計(如孔板式差壓流量計)、旋進旋渦流量計、V 錐流量計等等。不同的工作環(huán)境對流量計有不同的要求,本文主要介紹工作中對常用計量表的工作機理等,經過比對分析,對計量表的主要工作場所范圍提出相關意見。
圖 1 GS 系列鋼殼表誤差曲線圖
由典型流量曲線可以看出, 翻閱資料可知其基本誤差Qmin≤Q<0.1Qmax 時為±3%,0.1Qmax≤Q<Qmax 時為±1.5%。 其在低區(qū)工作時基本誤差較大,在高區(qū)工作時能滿足基本誤差要求。
1.3、主要工作場所適用范圍:
主要用于流量不大的小型公共建筑和小型商業(yè)集體經營用氣場所的低壓計量,諸如小面館、燒烤店、大排檔、中餐館、理發(fā)店、茶樓、咖啡館等小型商業(yè)用氣。
工作環(huán)境溫度為 -10°C ≤C ≤+40°C, 用氣壓力 Pmax ≤ 3.0kPa,且商業(yè)燃氣設備用氣負荷***大流量 Qmax≤20.0m3/h,普遍用于區(qū)縣商業(yè)集體小門面用氣場所,綜合經濟考量,應優(yōu)先選用膜式燃氣表, 并應保證流量計***佳運行范圍為其量程的30~70%。
2、氣體腰輪流量計:
2.1、工作原理:
當天然氣進入腰輪表計量腔室時, 由于進出口存在壓力差,腔時里的一對共軛轉子(兩只腰形齒輪,簡稱腰輪轉子)受到作用力朝相反方向旋轉,腰輪在旋轉過程中,將腔室內的天然氣擠壓排向出口,循環(huán)往復不止,交替進行。
兩只腰輪間、腰輪與殼體間、腰輪與墻板間通過精密加工調校,使其各自保持正確的相對位置。 腰輪每轉動一周,則輸出四倍于計量室有效容積的天然氣, 腰輪的轉數通過磁性密封聯軸裝置和減速機構,傳遞到智能流量積算儀,從而顯示輸出氣體的體積量。 將旋轉次數變成電脈沖信號, 與壓力傳感器、溫度傳感器檢測到的壓力溫度信號遠傳給計算機,實現遠距離計算顯示出工況流量、標況流量、標準體積總量等參數。
2.2、結構特點:
多種結構形式,配備溫度、壓力傳感器,帶溫度、壓力跟蹤補償功能,有智能型、機械型、雙顯型、無線型、預付費一體化型等。 主要由殼體、共軛轉子、智能流量積算儀等組成。
體積一般比較小,對天然氣氣質要求不高,特別是天然氣中有微小顆粒性雜質時,其在共軛轉子轉動中,在自重力作用下,能夠保持自清潔功能。 其壓力損失小,量程范圍大,精度高,幾乎不受天然氣密度、壓力、溫度、粘度參數影響,維護量小。
2.3、典型流量曲線:
由 典型流量曲線可以看出, 翻閱資料可知其基本誤差
Qmin≤Q<0.2Qmax 時為±3%,0.2Qmax≤Q<Qmax 時為±1.5%。 但就本典型流量曲線,其不論是在小流量工作,還是在大流量工作時其曲線基本是平直的,能滿足基本誤差要求。
2.4、主要工作場所適用范圍:
主要用于流量較大的大中型公共建筑和大中型商業(yè)集體經營用氣場所的中低壓計量,氣質較差,熱負荷變動較大,用氣量波動輻度較大,多用于大中型工業(yè)企業(yè)、集商用鍋爐房、大中型集商用氣經營等,諸如賓館、酒店、機關食堂、學校、醫(yī)院、幼兒園、陶瓷企業(yè)、鍋爐房、直燃機、中央空調等大中型客戶。
普遍用于商業(yè)集體用氣量較大且天然氣雜質不理想的用氣場所,綜合經濟考量,應優(yōu)先選用氣體腰輪流量計,工作環(huán)境溫度為-20°C≤C≤+40°C,用氣壓力 Pmax≤0.40Pa,且商業(yè)燃氣設備用氣負荷***大流量區(qū)間在 20.0m3/h﹤Qmax﹤100.0m3/h,并應保證流量計***佳運行范圍為其量程的 20~80%。
3、氣體渦輪流量計:
3.1、工作原理:
當氣體進入渦輪流量計時, 通過特殊結構的前導流體加速,在天然氣的作用力下,氣體與渦輪葉片成一定角度,使渦輪轉動產生旋轉力矩,推動渦輪葉片轉動。 當渦輪葉片上的各種力矩平衡后,轉速恒定,渦輪轉動角速度與流量達成線性關系。
利用電磁感應原理, 旋轉的渦輪驅動信號發(fā)生器頂端的導磁體,使其周期性的改變磁阻,磁場隨之發(fā)生相應變化,流量感應器感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號。 該信號經前置放大器放大,整形后與壓力傳感器、溫度傳感器檢測到的壓力溫度信號,同時輸入流量積算儀進行計算處理,然后在顯示屏上顯示出工況流量、標況流量、標準體積總量等參數。
3.2 、結構特點:
多種結構形式,配備溫度、壓力傳感器,帶溫度、壓力跟蹤補償功能,有智能型、機械型、雙顯型、無線型、預付費一體化型等。 由殼體、導向板、葉輪、渦輪流量傳感器、磁電轉換裝置、前置放大電路、變送器、顯示儀表等部份組成。
體積一般比較小,由于屬于速度式流量計,所以安裝時要求有一定的前后直管段。 對天然氣氣質要求高,特別是禁止有微小顆粒性雜質,以避免造成軸承磨損、葉片損壞、轉輪卡死現象等。
3.3、典型流量曲線:
是一種利用超聲波對射接收測量天然氣流量的一種裝置,主要采用超聲波重復傳播時間差原理測量。
天然氣流經過內室時, 超聲波流量計通過檢測天然氣流動對超聲波產生的影響來進行流量測量。 安裝在殼體內室的一對超聲波傳感器同時發(fā)射超聲波信號, 分別接收對方超聲波,由于天然氣流速的擾動,使得各自到達對方傳感器的時間不完全相等,形成時間差,與溫度壓力訊號等,經電子線路的放大、轉換等處理后,以電信號的形式傳送積算,然后將結果在顯示屏上顯示,同時累積系統(tǒng)完成累加。
4.2、結構特點:
主要由殼體、溫度壓力傳感器、超聲波傳感器、電子線路、流量顯示累積系統(tǒng)等部件組成。 超聲波傳感器又有單聲道(一組)、四聲道(兩組)、多聲道(多組)等。
體積一般比較小,由于屬于速度式流量計,所以安裝時要求有一定的前后直管段。 對天然氣氣質要求不高,其壓力損失小,量程范圍大,精度高。 由于超聲波流量計是新型計量設備,目前大多數是單聲道測量, 在實際運行中測量精度還有待進一步提高。 隨著技術的日趨成熟,多聲道超聲波流量計正在漸漸崛起,但目前其價格相對比較昂貴。
4.3、典型流量曲線:
圖 4 隨機抽樣產品精度曲線圖(DN50)
由典型流量曲線可以看出, 翻閱資料可知其基本誤差Qmin≤Q<0.2Qmax 時為±3%,0.2Qmax≤Q<Qmax 時為±1.5%。 其在低區(qū)和過載流量工作時基本誤差較大, 在高區(qū)工作時能滿足基本誤差要求。
4.4、主要工作場所適用范圍:
適用范圍廣泛,基本可覆蓋供氣壓力小于 1.0MPa 的所有商用、工業(yè)、站場等用氣場所。
主要用于流量較大的大型公共建筑和大型商業(yè)集體經營用氣場所的中低壓計量,氣質較差,熱負荷相對恒定,用氣量波動輻度不大,***小流量較大,介質流速變化較大,多用于大型商場、酒店、站場等大型用氣場所,諸如商貿中心、 陶瓷企業(yè)、鍋爐房、直燃機、中央空調等大型客戶。
工作環(huán)境溫度為-30°C≤C≤+65°C,用氣壓力 Pmax≤1.0Pa,且商業(yè)燃氣設備用氣負荷***大流量區(qū)間在 Qmax>650.0m3/h,并應保證流量計***佳運行范圍為其量程的 20~80%。
5、結論:
膜式燃氣表價格低廉、 經濟實惠, 可廣泛應用于流量較低、且壓力不大于 3kPa 的采用低壓計量的小型商業(yè)集體用氣客戶。
氣體腰輪流量計由于其計量范圍寬,始動流量低,適用于流量一般較大、氣質較差的小型工業(yè)企業(yè)、集商用鍋爐房、中型集商用氣經營等中型客戶, 可全面推廣應用于城市集商用客戶。
氣體渦輪流量計可用于流量較大、氣質較好的窯、爐、空調直燃機等熱負荷相對穩(wěn)定的大中型工、商業(yè)客戶。
超聲波流量計精度高,測量范圍寬,可用于流量很大、或作貿易結算重要場所的工業(yè)企業(yè)站場和門站。