常州鑫旺儀表有限公司氣體渦輪流量計在燃氣中的應用領域及相關特性
作者:常州鑫旺儀表有限公司
2020-12-24
隨著中國節能減排的政策的持繼的能源結構的變化，國內的企業更多地在使用天然氣和其他類型的燃氣作為工業能源，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、工業用戶、商業用戶、居民用戶以及各級調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、特點及主要技術參數。
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，首先經過特殊結構的整流器并加速，在流體的作用下，渦輪克服阻力矩和磨擦力矩開始轉動。渦輪轉動周期地改變磁電轉換器的磁阻值，檢測線圈中的磁通隨之發生周期性變化，產生周期性的電脈沖信號當力矩達到平衡時，轉速穩定，渦輪的轉速與氣體流量成正比，并通過機械傳動及磁耦合聯接傳送至字輪計數器，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。
3.安裝條件方面
氣體渦輪流量計對管道內流速分布畸變及旋轉流量是敏感的，進入傳感器應力充分發展管流，因此要根據傳感器上游側阻流件類型配備必要的直管段或整流器。若上游側阻流件情況不明確，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節閥。
4.經濟性
選用氣體渦輪流量計用于高精度場合，其經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常校驗，甚至在現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，漩渦發生體強迫流體進行旋轉運動，于是漩渦發生體中心產生旋渦流，旋渦流在文丘列管中旋進，到達收縮段突然節流使旋渦流加速，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。此時旋渦流的旋轉頻率與流經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處理。
1．主要技術參數為：
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
適用于介質壓力較高（5kPa-30kPa以上，不同規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節閥。
4．壓力損失較大，不適于低壓介質使用。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生的差壓作用在由高精密同步輪聯結在一起的一對腰輪上，從而驅動腰輪輪流旋轉。在這期間，腰輪與殼體內壁形成的計量腔周期地充氣和排氣，腰輪的轉數與通過儀表的氣體體積量成正比。腰輪的旋轉經由多級齒輪系減速，然后經磁性耦合傳送到計數器，累計流過的氣體總量。
1．主要技術參數為：
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：當流動的氣體經過燃氣表時，受到管道摩擦及機構的阻擋，內部的燃氣會在燃氣表進出口兩端產生壓力差，通過這個壓力差推動膜式燃氣表的膜片在計量室內運動，并且帶動配氣機構進行協調配氣，使得膜片的運動能夠連續往復的進行，膜式燃氣表通過內部的機械結構，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器轉動，膜片每往復一次，就排出一定量體積，滾輪轉過一個技術單元，實現滾輪旋轉計量顯示效果。
主要技術參數：
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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