隨著中國節(jié)能減排的政策的持繼的能源結(jié)構(gòu)的變化,國內(nèi)的企業(yè)更多地在使用天然氣和其他類型的燃氣作為工業(yè)能源,目前目前燃氣計量廣泛使用的計量儀表的種類有多種,常見的主要有氣體渦輪流量計、旋進式流量計、氣體腰輪流量計、膜式燃氣表等。這些儀表在門站交接計量、工業(yè)用戶、商業(yè)用戶、居民用戶以及各級調(diào)壓站及工藝計量等用戶中有較多的使用,使用情況各不相同。由于要面對眾多的不同用戶,對于選擇合適的流量計量儀表顯得尤其重要,要選擇到合適的流量儀表就必須首先要了解各類儀表的特性。
下面分別闡述這些流量計量儀表的原理、特點及主要技術(shù)參數(shù)。
氣體渦輪流量計
氣體渦輪流量計的工作原理:當氣流進入流量計時,首先經(jīng)過特殊結(jié)構(gòu)的整流器并加速,在流體的作用下,渦輪克服阻力矩和磨擦力矩開始轉(zhuǎn)動。渦輪轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值,檢測線圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化,產(chǎn)生周期性的電脈沖信號當力矩達到平衡時,轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,渦輪的轉(zhuǎn)速與氣體流量成正比,并通過機械傳動及磁耦合聯(lián)接傳送至字輪計數(shù)器,直接測量氣體的工況體積總量,并通過配置流量補償儀,測量氣體的溫度、壓力、標準體積流量和總量。
1.精度
選用氣體渦輪流量計主要是看中其高精度。目前氣體渦輪流量計:國際市場為±0.5%R和±1.0%R,國內(nèi)市場為±1%R和±1.5%R以上精度指范圍度6:1或10:1。若縮小范圍度可提高精度,若定點使用,在實流校準條件下精度度可大為提高。對于貿(mào)易交接計量,常配備在線校驗裝置,以便定期進行校驗。
2.對流體的要求
氣體渦輪流量計對流體的要求為潔凈(或基本潔凈)、單相及低粘度,沒有較大的顆粒、纖維等雜質(zhì)。
3.安裝條件方面
氣體渦輪流量計對管道內(nèi)流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流量是敏感的,進入傳感器應力充分發(fā)展管流,因此要根據(jù)傳感器上游側(cè)阻流件類型配備必要的直管段或整流器。若上游側(cè)阻流件情況不明確,一般推薦上游直管段長度不小于2D,下游直管段長度不小于1D,如安裝空間不能滿足上述要求,可在阻流件與傳感器之間安裝流動調(diào)節(jié)閥。
4.經(jīng)濟性
選用氣體渦輪流量計用于高精度場合,其經(jīng)濟因素應多方面考慮。儀表的購置費只是費用的一部分,還應考慮以下幾方面開支:輔助設備費;校驗費,為保持高精度必須經(jīng)常校驗,甚至在現(xiàn)場安裝一套在線校驗裝置,費用相當可觀;維護費,氣體渦輪流量計的易損件更換,它是保持高性能必需的。
(二)氣體旋進流量計
氣體旋進流量計的工作原理:當沿著軸向流動的流體進入流量傳感器入口時,漩渦發(fā)生體強迫流體進行旋轉(zhuǎn)運動,于是漩渦發(fā)生體中心產(chǎn)生旋渦流,旋渦流在文丘列管中旋進,到達收縮段突然節(jié)流使旋渦流加速,當旋渦流進入擴散段,因回流作用強迫進行旋進式二次旋進轉(zhuǎn)。此時旋渦流的旋轉(zhuǎn)頻率與流經(jīng)旋進渦流量傳感器處流體的流速成正比,并為線性。兩個壓電傳感器檢測到微弱電荷信號經(jīng)前置放大器差動放大、濾波、整形后變成兩路頻率與流速成正比的脈沖信號,同時處理電路對兩路的脈沖信號進行相位比較和判別,剔除干擾信號,而對正常的流量信號進行計數(shù)處理。
1.主要技術(shù)參數(shù)為:
流量范圍:1.2-3600m3/h
儀表精度(±1.0%~±1.5%)R
儀表口徑:DN20~200mm
工作壓力:一般為≤1~1.6Mpa
2.對流體的要求
適用于介質(zhì)壓力較高(5kPa-30kPa以上,不同規(guī)格可使用較低壓力不同),要求流量范圍度小于15:1,且對始動流量無特殊要求,不存在強烈震動,也不存在強烈的壓力波動的場合。
3.儀表受管道內(nèi)脈動流的影響,需配置長的直管段。一般推薦上游直管段長度不小于5D,下游直管段長度不小于1D,如安裝空間不能滿足上述要求,可在阻流件與傳感器之間安裝流動調(diào)節(jié)閥。
4.壓力損失較大,不適于低壓介質(zhì)使用。流量范圍度為15:1,但始動流量較高,不適于要求始動流量低的場合使用,如住宅區(qū)等。
(三)氣體腰輪流量計(也稱氣體羅茨流量計)
氣體羅茨流量計的工作原理:氣體羅茨流量計屬于容積式流量計,由兩個8字形轉(zhuǎn)子和一個緊固的流量檢測室組成,隨著氣體的通過,儀表入口和出口間產(chǎn)生的差壓作用在由高精密同步輪聯(lián)結(jié)在一起的一對腰輪上,從而驅(qū)動腰輪輪流旋轉(zhuǎn)。在這期間,腰輪與殼體內(nèi)壁形成的計量腔周期地充氣和排氣,腰輪的轉(zhuǎn)數(shù)與通過儀表的氣體體積量成正比。腰輪的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由多級齒輪系減速,然后經(jīng)磁性耦合傳送到計數(shù)器,累計流過的氣體總量。
1.主要技術(shù)參數(shù)為:
流量范圍:2.5-3500m3/h
儀表精度(±0.5%~±1.5%)R
儀表口徑:DN50~400mm
工作壓力:一般為≤1~1.6Mpa
2.儀表精度高,在全部流量儀表中PDF是精度較高的一類;范圍度寬(30:1~100:1)。
3.儀表不受管道內(nèi)流場畸變的影響,無需配置長的直管段。特別適合在撬裝裝置中安裝。
4.羅茨流量計要靠流體能量推動測量元件,因此帶來相對高的壓力損失,低壓下壓力損失為200~500Kpa。
5.對介質(zhì)贓污較敏感,上游需要安裝過濾器。
膜式燃氣表
機械式膜式燃氣表計量原理:當流動的氣體經(jīng)過燃氣表時,受到管道摩擦及機構(gòu)的阻擋,內(nèi)部的燃氣會在燃氣表進出口兩端產(chǎn)生壓力差,通過這個壓力差推動膜式燃氣表的膜片在計量室內(nèi)運動,并且?guī)优錃鈾C構(gòu)進行協(xié)調(diào)配氣,使得膜片的運動能夠連續(xù)往復的進行,膜式燃氣表通過內(nèi)部的機械結(jié)構(gòu),把直線往復運動變成圓周運動,在通過圓周運動帶動機械滾輪計數(shù)器轉(zhuǎn)動,膜片每往復一次,就排出一定量體積,滾輪轉(zhuǎn)過一個技術(shù)單元,實現(xiàn)滾輪旋轉(zhuǎn)計量顯示效果。
主要技術(shù)參數(shù):
流量范圍 0.016 ~160m3/h,
儀表精度 (±1.5%~±2%)R ;A級表精度為±2%;B級表精度為±1.5%,
較大工作壓力為0.5~10Kpa,
壓力損失:G1~G10 ≤200Pa;G16~G65 ≤250 Pa,
范圍度寬(100:1)。
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