幾種常用商用氣表流量計(jì)的選用選型

【摘 要】常用的商用氣表有膜式燃?xì)獗怼⒀啽恚_茨表）、渦輪表、超聲波流量計(jì)，還有差壓式流量計(jì)（如孔板式差壓流量計(jì)）、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)、V 錐流量計(jì)等等。不同的工作環(huán)境對(duì)流量計(jì)有不同的要求，本文主要介紹工作中對(duì)常用計(jì)量表的工作機(jī)理等，經(jīng)過比對(duì)分析，對(duì)計(jì)量表的主要工作場(chǎng)所范圍提出相關(guān)意見。

 

1、膜式燃?xì)獗恚?/strong>

1.1 、工作原理：

  利用柔性薄壁測(cè)量室進(jìn)行測(cè)量的氣體體積流量計(jì)， 用于測(cè)量、存儲(chǔ)顯示其通過氣體體積的計(jì)量器具。

  它是目前我國代表性， 也是使用數(shù)量多普遍的容讀式流量計(jì)。 它的工作是交替進(jìn)行的，燃?xì)獠粩嗟亟惶孢M(jìn)入兩個(gè)膜片計(jì)量室，充滿后再排出，循環(huán)往復(fù)不止。 膜片推動(dòng)力是依靠燃?xì)獗磉M(jìn)出口處的壓力差產(chǎn)生， 源動(dòng)力是由高于常壓的天然氣進(jìn)入隔膜一側(cè)皮膜腔內(nèi)，推動(dòng)隔膜向另一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到極*， 需依靠第二個(gè)隔膜產(chǎn)生的力來帶動(dòng)前一個(gè)隔膜做返回運(yùn)動(dòng)。 個(gè)隔膜的出氣口轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)氣口時(shí)，另一側(cè)又有了氣體推動(dòng)力而繼續(xù)做隔膜往返運(yùn)動(dòng)。 隔膜所牽動(dòng)的立軸做往復(fù)擺動(dòng)，利用擺桿連桿牽動(dòng)曲柄軸，帶動(dòng)滑閥改變進(jìn)出口氣體方向和帶動(dòng)計(jì)數(shù)器自動(dòng)計(jì)量， 其一個(gè)往返回復(fù)運(yùn)動(dòng)有四個(gè)過程。

1.2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

  由機(jī)芯、指示裝置、外殼、計(jì)數(shù)器等主要部件組成，機(jī)芯從結(jié)構(gòu)上又分為整體式機(jī)芯和獨(dú)立式機(jī)芯兩類， 含膜片計(jì)量室和機(jī)械聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)部份，其膜片計(jì)量室通常做成兩囊四室式。

  一般體積較大，靠墻或利用支托架安裝，在實(shí)際工作運(yùn)用中需要特別選擇氣表安裝位置，比較擠占商家地方，影響商家經(jīng)營(yíng)，給設(shè)計(jì)施工安裝帶來較大影響。
 

1.3、典型流量曲線：

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(shí)為±3%，0.1Qmax≤Q<Qmax 時(shí)為±1.5%。 其在低區(qū)工作時(shí)基本誤差較大，在高區(qū)工作時(shí)能滿足基本誤差要求。
 
1.3、主要工作場(chǎng)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(jīng)營(yíng)用氣場(chǎng)所的低壓計(jì)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?xì)庠O(shè)備用氣負(fù)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(chǎng)所，綜合經(jīng)濟(jì)考量，應(yīng)優(yōu)先選用膜式燃?xì)獗恚?nbsp;并應(yīng)保證流量計(jì)運(yùn)行范圍為其量程的30～70％。
 
2、氣體腰輪流量計(jì)：
2.1、工作原理：
 當(dāng)天然氣進(jìn)入腰輪表計(jì)量腔室時(shí)， 由于進(jìn)出口存在壓力差，腔時(shí)里的一對(duì)共軛轉(zhuǎn)子（兩只腰形齒輪，簡(jiǎn)稱腰輪轉(zhuǎn)子）受到作用力朝相反方向旋轉(zhuǎn)，腰輪在旋轉(zhuǎn)過程中，將腔室內(nèi)的天然氣擠壓排向出口，循環(huán)往復(fù)不止，交替進(jìn)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(diào)校，使其各自保持正確的相對(duì)位置。 腰輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則輸出四倍于計(jì)量室有效容積的天然氣， 腰輪的轉(zhuǎn)數(shù)通過磁性密封聯(lián)軸裝置和減速機(jī)構(gòu)，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(zhuǎn)次數(shù)變成電脈沖信號(hào)， 與壓力傳感器、溫度傳感器檢測(cè)到的壓力溫度信號(hào)遠(yuǎn)傳給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離計(jì)算顯示出工況流量、標(biāo)況流量、標(biāo)準(zhǔn)體積總量等參數(shù)。
 
2.2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
 多種結(jié)構(gòu)形式，配備溫度、壓力傳感器，帶溫度、壓力跟蹤補(bǔ)償功能，有智能型、機(jī)械型、雙顯型、無線型、預(yù)付費(fèi)一體化型等。 主要由殼體、共軛轉(zhuǎn)子、智能流量積算儀等組成。
 體積一般比較小，對(duì)天然氣氣質(zhì)要求不高，特別是天然氣中有微小顆粒性雜質(zhì)時(shí)，其在共軛轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)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(shù)影響，維護(hù)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(shí)為±3%，0.2Qmax≤Q<Qmax 時(shí)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(shí)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(chǎng)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(jīng)營(yíng)用氣場(chǎng)所的中低壓計(jì)量，氣質(zhì)較差，熱負(fù)荷變動(dòng)較大，用氣量波動(dòng)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(jīng)營(yíng)等，諸如賓館、酒店、機(jī)關(guān)食堂、學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園、陶瓷企業(yè)、鍋爐房、直燃機(jī)、中央空調(diào)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(zhì)不理想的用氣場(chǎng)所，綜合經(jīng)濟(jì)考量，應(yīng)優(yōu)先選用氣體腰輪流量計(jì)，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?xì)庠O(shè)備用氣負(fù)荷大流量區(qū)間在 20.0m³/h﹤Qmax﹤100.0m³/h，并應(yīng)保證流量計(jì)運(yùn)行范圍為其量程的 20～80％。
 
3、氣體渦輪流量計(jì)：
3.1、工作原理：
 當(dāng)氣體進(jìn)入渦輪流量計(jì)時(shí)， 通過特殊結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)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(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，推動(dòng)渦輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)渦輪葉片上的各種力矩平衡后，轉(zhuǎn)速恒定，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度與流量達(dá)成線性關(guān)系。
 利用電磁感應(yīng)原理， 旋轉(zhuǎn)的渦輪驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器頂端的導(dǎo)磁體，使其周期性的改變磁阻，磁場(chǎng)隨之發(fā)生相應(yīng)變化，流量感應(yīng)器感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號(hào)。 該信號(hào)經(jīng)前置放大器放大，整形后與壓力傳感器、溫度傳感器檢測(cè)到的壓力溫度信號(hào)，同時(shí)輸入流量積算儀進(jìn)行計(jì)算處理，然后在顯示屏上顯示出工況流量、標(biāo)況流量、標(biāo)準(zhǔn)體積總量等參數(shù)。
 
3.2 、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
 多種結(jié)構(gòu)形式，配備溫度、壓力傳感器，帶溫度、壓力跟蹤補(bǔ)償功能，有智能型、機(jī)械型、雙顯型、無線型、預(yù)付費(fèi)一體化型等。 由殼體、導(dǎo)向板、葉輪、渦輪流量傳感器、磁電轉(zhuǎn)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(jì)，所以安裝時(shí)要求有一定的前后直管段。 對(duì)天然氣氣質(zhì)要求高，特別是禁止有微小顆粒性雜質(zhì)，以避免造成軸承磨損、葉片損壞、轉(zhuǎn)輪卡死現(xiàn)象等。

3.3、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(shí)為±3%，0.2Qmax≤Q<Qmax 時(shí)為±1.5%。 其在小流量工作時(shí)基本誤差較大， 在大流量工作時(shí)能滿足基本誤差要求。

3.4、主要工作場(chǎng)所適用范圍：

  主要用于流量較大的較大型公共建筑和較大型商業(yè)集體經(jīng)營(yíng)用氣場(chǎng)所的中低壓計(jì)量，氣質(zhì)較好，熱負(fù)荷相對(duì)恒定，用氣量波動(dòng)輻度較小，小流量較大，介質(zhì)流速變化較大，多用于工業(yè)爐窯、大型鍋爐、化工用氣等大型客戶，諸如陶瓷企業(yè)、賓館、醫(yī)院、直燃機(jī)、中央空調(diào)。

  工作環(huán)境溫度為 -40°C ≤C ≤+60°C， 用氣壓力 Pmax ≤ 0.40Pa，且商業(yè)燃?xì)庠O(shè)備用氣負(fù)荷大流量區(qū)間在 100.0m3/h≤ Qmax≤650.0m3/h， 并應(yīng)保證流量計(jì)運(yùn)行范圍為其量程的40～70％。

4、超聲波流量計(jì)：

4.1、工作原理:

 是一種利用超聲波對(duì)射接收測(cè)量天然氣流量的一種裝置，主要采用超聲波重復(fù)傳播時(shí)間差原理測(cè)量。
 天然氣流經(jīng)過內(nèi)室時(shí)， 超聲波流量計(jì)通過檢測(cè)天然氣流動(dòng)對(duì)超聲波產(chǎn)生的影響來進(jìn)行流量測(cè)量。 安裝在殼體內(nèi)室的一對(duì)超聲波傳感器同時(shí)發(fā)射超聲波信號(hào)， 分別接收對(duì)方超聲波，由于天然氣流速的擾動(dòng)，使得各自到達(dá)對(duì)方傳感器的時(shí)間不*相等，形成時(shí)間差，與溫度壓力訊號(hào)等，經(jīng)電子線路的放大、轉(zhuǎn)換等處理后，以電信號(hào)的形式傳送積算，然后將結(jié)果在顯示屏上顯示，同時(shí)累積系統(tǒng)完成累加。
 
4.2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
 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(jì)，所以安裝時(shí)要求有一定的前后直管段。 對(duì)天然氣氣質(zhì)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(jì)是新型計(jì)量設(shè)備，目前大多數(shù)是單聲道測(cè)量， 在實(shí)際運(yùn)行中測(cè)量精度還有待進(jìn)一步提高。 隨著技術(shù)的日趨成熟，多聲道超聲波流量計(jì)正在漸漸崛起，但目前其價(jià)格相對(duì)比較昂貴。
 
4.3、典型流量曲線：


圖 4 隨機(jī)抽樣產(chǎn)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(shí)為±3%，0.2Qmax≤Q<Qmax 時(shí)為±1.5%。 其在低區(qū)和過載流量工作時(shí)基本誤差較大， 在高區(qū)工作時(shí)能滿足基本誤差要求。
 
4.4、主要工作場(chǎng)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(chǎng)等用氣場(chǎng)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(jīng)營(yíng)用氣場(chǎng)所的中低壓計(jì)量，氣質(zhì)較差，熱負(fù)荷相對(duì)恒定，用氣量波動(dòng)輻度不大，小流量較大，介質(zhì)流速變化較大，多用于大型商場(chǎng)、酒店、站場(chǎng)等大型用氣場(chǎng)所，諸如商貿(mào)中心、 陶瓷企業(yè)、鍋爐房、直燃機(jī)、中央空調(diào)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?xì)庠O(shè)備用氣負(fù)荷大流量區(qū)間在 Qmax>650.0m³/h，并應(yīng)保證流量計(jì)運(yùn)行范圍為其量程的 20～80％。
 
5、結(jié)論：
 膜式燃?xì)獗韮r(jià)格低廉、 經(jīng)濟(jì)實(shí)惠， 可廣泛應(yīng)用于流量較低、且壓力不大于 3kPa 的采用低壓計(jì)量的小型商業(yè)集體用氣客戶。
 氣體腰輪流量計(jì)由于其計(jì)量范圍寬，始動(dòng)流量低，適用于流量一般較大、氣質(zhì)較差的小型工業(yè)企業(yè)、集商用鍋爐房、中型集商用氣經(jīng)營(yíng)等中型客戶， 可全面推廣應(yīng)用于城市集商用客戶。
 氣體渦輪流量計(jì)可用于流量較大、氣質(zhì)較好的窯、爐、空調(diào)直燃機(jī)等熱負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定的大中型工、商業(yè)客戶。
 超聲波流量計(jì)精度高，測(cè)量范圍寬，可用于流量很大、或作貿(mào)易結(jié)算重要場(chǎng)所的工業(yè)企業(yè)站場(chǎng)和門站。