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燃气流量计的选型及安装

发布时间：2010/08/05

做好燃气计量工作，降低燃气供销差，已被许多燃气企业所重视。要保证计量准确，必须从源头抓起，即最初的设计、选型、安装要合理、科学，特别是商业用户、工业用户的燃气流量计更应如此。

1常用燃气流量计的主要性能比较
    常用燃气流量计主要有膜式燃气表、罗茨燃气流量计和涡轮燃气流量计等，测量原理各不相同，运行条件和对被测燃气的参数要求也各不一样，各自的性能也存在着一定的差异。
①根据国家对能源计量的要求，膜式燃气表、罗茨燃气流量计和涡轮燃气流量计的计量相对误差均为±2％。
    ②由于燃气流量计各自的测量原理不同，其测量燃气的量程不同，压力损失也不同。常用燃气流量计主要性能比较见表1。
    ③膜式燃气表属于容积式流量计，其测量原理是采用表壳体计量室内的测量组件隔膜在进出口燃气压力差(以此为动力)的作用下产生不断的交替运动，从而把充满计量室内的燃气不断地分隔成单个的计量体积(循环体积)排向出口，再通过机械
表1 常用燃气流量计主要性能比较

项 目
膜式燃气表
罗茨流量计
涡轮流量计
量程／
(m3．h-1)
0～160
 
O～650
 
0～6 500
 
计量精度
一般
高
高
始动流量
较小
较小
大
智能温压补偿
无
有
有
价格
便宜
较便宜
较贵
安装要求
一般
管道吹扫，装过滤器
前后直管段有要求，管道吹扫，装过滤器
气质要求和    影响
低
由
高
维护与检修
现场无法维护 与检修
 
清理过滤器，现场拆卸、检修
 
清理过滤器，现场拆卸、    检修
使用寿命
较短
较长
较长

单个的计量体积(循环体积)排向出口，再通过机械传动机构与计数器相连，实行对单个计量体积的记数和单个计量体积量的运算传递，从而可测得(计量)流通的燃气总体积。膜式燃气表量程比宽，安装方便，对表前、后直管段的要求不高；但其体积大，量程小，易受腐蚀而导致泄漏及计量不准，维修不方便，只适用于低压，只计量工况流量，不易实行智能温、压补偿。我公司现有在线使用的6—100 m3／h的皮膜燃气表约500台，每年需更换约50台，主要问题是不走字、泄漏等。我们曾对在线使用的皮膜燃气表拆下送检，结果发现没有合格的，主要问题是小流量时严重偏慢或不走字。膜式燃气表无法进行日常维护，只有更换、送厂家修理或报废。
    ④ 罗茨流量计也属于容积式流量计，随着燃气的通过，燃气表的人口和出口之间产生的差压作用在由高精密同步轮联结在一起的一对腰轮上，从而驱动腰轮旋转，将充满计量室内的燃气定量排出，再通过机械传动机构和积算器相连，实现燃气体积计量和数据转换。我公司现主要将罗茨流量计用于用气量较大(大于100 m3／h)的食堂、餐饮用户。经过使用发现其有如下优点：精度高，量程比宽，起始流量低，安装、维护、清理方便(现场抽出机芯即可维护)，对流量计前后直管段要求不高，并能实现在线温、压智能补偿，适用于高、中压计量。与皮膜燃气表相比，相同流量条件下罗茨流量计的价格比皮膜燃气表要高些，但性价比高，综合考虑后比皮膜燃气表要经济。在安装时要防止杂屑、焊渣等进入流量计内，流量计前安装过滤器，通气前应待吹扫试压后再安装流量计。在运行过程中要定期清理过滤器，确保罗茨流量计的正常运行。
    ⑤涡轮流量计属于速度式流量计，其测量原理是利用置于燃气中的涡轮感受燃气平均速度来测量燃气的体积流量，涡轮转速与被测燃气体积成正比。涡轮流量计精度高，流量大，工况流量达6 000 m3／h以上，且智能化程度高，能实现在线温、压补偿。但对安装条件要求较高，流量计安装位置前后有直管道长度的要求，量程比小，对燃气的清洁度要求也较高。适用于天然气、液化石油气的计量，主要用于工矿企业的炉、窑等热负荷相对恒定的用气设备。
2燃气流量计的选型原则与实例
2．1选型原则
    ①在对燃气流量计进行选型时应考虑很多因素，如流体特性、仪表性能、安装要求、环境条件、经济因素等。其中对计量对象即燃气的确切了解非常重要，这往往需要选型设计人员和计量管理人员进行深入细致的调查。
    a．流体特性主要指燃气的压力、温度、密度、黏度、压缩性等，由于气体的体积随着温度、压力而变化，应考虑是否要补偿修正。
    b．仪表性能是指仪表的精度、重复性、线性度、量程比、压力损失、起始流量、输出信号及响应时间等，选流量计时应对上述指标进行仔细分析比较，选择能满足测量要求的仪表。
    c．安装条件是指燃气流向、管道走向、上下游直管道长度、管径、空间位置及管件等，这些都会影响燃气流量计的准确运行、维护保养和使用寿命。
    d．经济因素是指购置费、安装费、维护费、校验费及备品备件等，其又受燃气流量计的性能、可靠性、寿命等影响。
    ②燃气流量计的计量相对误差一般为±2％。被测燃气流量值在流量计的最大流量与最小流量区问内，才能被准确测量，用户的正常用气量宜在流量计量程的20％一85％范围内。
    ③在满足测量精度的前提下，针对被测燃气的实际流量范围(工况条件下最大流量与最小流量的区间)，合理选择相应的燃气流量计型号及规格，尤其对燃气流量的下限要特别关心。
    a．当燃气流量计下游仅有1台燃气设备时，燃气设备的实际最小燃气流量作为选择燃气流量计的最小流量，燃气设备的最大燃气流量作为选择燃气流量计的最大流量。
    b．同一燃气流量计下游有1台以上燃气设备的情况下，宜将同一燃气流量计下游的燃气设备组的实际最小燃气流量作为选择流量计的最小流量，将同一燃气流量计下游的燃气设备组的总燃气流量乘以同时工作系数后的流量作为选择燃气流量计的额定流量。
    c．当同一台燃气流量计下游装有多台用气设备时，如果单台燃气流量计的量程范围不能覆盖用气设备的最大流量和最小流量时，应考虑对燃气设备进行分组配置燃气流量计或对特殊燃气设备单独配置燃气流量计。   
    ④用气设备正常工作条件下的用气负荷是燃气流量计选型的主要依据，极端使用状态时的燃气负荷(最大流量和最小流量)仅是燃气流量计选型的参考依据。极端使用状态是指燃气设备偶然或较少出现的使用状态。
    （5）燃气流量计选型时应考虑燃气流量计的性能价格比，燃气流量计的测量精度不是燃气流量计选型的唯一条件，要根据燃气设备的实际运行工况 (被测燃气的实际流量范围)，综合考虑燃气流量计价格及安装、使用、维护成本，合理选择满足测量要求的燃气流量计。
    ⑥对餐饮业(饭店、食堂等)用户一般优先选用膜式燃气表和罗茨燃气流量计。当燃气设备的用气最大流量≤65 m3／h时，宜选择膜式燃气表；当燃气设备的用气最大流量为65—650 m3／h时，宜选择罗茨燃气流量计。
    (7)对热水茶炉、锅炉等用户，一般选用智能罗茨燃气流量计，要求带温、压补偿装置。
    （8）对工业炉窑、大型锅炉：化工用气设备等大用户，流量>650 mS／h时，一般选用涡轮燃气流量计，并建议各燃气设备单独安装燃气流量计，且对智能化程度要求高，能实现自动化、远程化，以便对用户用气情况实施在线实时监测。
    ⑨任何燃气流量计都有其优缺点，都有特定的使用条件和适应范围，在选型时应综合比较，选择计量准确、性能可靠、维护方便、性价比高的燃气流量计。不同特性用户燃气流量计选型建议见表2。
    表2不同特性用户燃气流量计选型建议
 

    用户分类
燃气工作压力／kPa
燃气最大流量／ (m3.h-1)
    选型
   居民用户
    1～2
    ≤6
膜式燃气表
食堂、餐饮用户
l～2
    ≤65
    膜式燃气表
    >65
    罗茨流量计
    >100
智能罗茨流量计
供暖、热水锅炉及
空调直燃机用户
6～30
 
~<300
智能罗茨流量计
>300
智能涡轮流量计
普通小工业用户
6～30
~<300
智能罗茨流量计
大型商业用户及
    工业用户
6～30
~>650
智能涡轮流量计

①罗茨流量计
   我市某工业企业生产轮胎子午线的流水线配套设备要求以燃气为燃料进行加热，按照我公司气源种类及燃气管网的敷设情况，目前只能先供应管道液化石油气，待西气东输天然气到南通后再改用天然气。该单位用气设备分别为扩散炉1台(热负荷为813 kW，使用压力为12 kPa)、加热炉l台(热负荷为1 231 kW，使用压力为10 kPa)和流动炉1台 (热负荷为929 kW，使用压力12 kPa)。
    根据该单位用气设备的热负荷参数、用气特点及燃气参数进行核算，结合燃气流量计的选型原则，该企业各用气设备选用罗茨流量计进行计算，流量每台设备的用气量都由单独的流量计进行计量，流量计精度为1.5级，且均带有温、压智能补偿装置。燃气流量计的量程都能覆盖各用气设备的用气量范围(液化石油气和天然气都适用)。
表3 该企业各用气设备燃气流量计选型配置
 

设备
名称
 
 
 
 
 
设备用气量／(m3.h-1)
配置燃气流量计    型号
流量计量程／(m3.h-1)
实际运行时液化石油气瞬时流量／(m3.h-1)
液化石油气
 
天然气
 
扩散炉
28.0
86.5
LWQZ一Ⅲ一50
6～100
20～34
加热炉
42.4
131.0
LWQZ～Ⅲ一50C
10～160
30～45
流动炉
32.O
98.9
LWQZ～Ⅲ一50
6～100
16～40

   
②膜式燃气表
    我市王子饭店点心部所选炉具分别为单头平头炉、小炒炉和蒸笼炉各1台，其最大热负荷均为89 kW，使用压力均为1.5 kPa。该饭店位于我公司人工煤气供应区域，人工煤气低热值为14.63 MJ／m3。
经计算，点心部3台炉具总用气量为66 m3／h。3台炉具的同时工作系数为0.9，则实际使用时燃气最大流量为59．4 m3／h，单台最小用气量为0.6 m3／h。按燃气表选型原则及表2的选型建议，最终确定选配LMN一40的膜式燃气表1台，最大流量为65 m3／h，最小流量为0.4 mS／h，其量程基本覆盖该点心部 各种用气设备各种情况下的用气量，也能保证用气设备的正常使用(膜式燃气表压损不超过0.3 kPa)。因用气压力为1.5 kPa，压力较低，故未考虑温、压补偿。
3燃气流量计的安装要求
    ①燃气流量计的安装设置部位应满足维修、更换、抄表要求。
    ②安装前应具备下列条件：有出厂合格证、检定证；外观不得有污损、凹陷和破裂；编号、记数器应清晰完好；出厂封印或检定封印完好；距检定期不得超过6个月；燃气流量计前、后管道系统安装、吹扫和试压工作完毕。
③安装后的燃气流量计应符合下列要求：牢固可靠，不应受到附加应力的作用，流量计底应设支架，支架应水平、稳固。
    b．应横平竖直，进出口立管不得倾斜，流量计本体应垂直。
    c．燃气流量计进出口阀门的安装应便于操作，朝向合理，转动灵活；应便于抄表、更换、检修。
d．安装方式应与设计要求一致，应按设计要求规定的走向、位置安装，不得装反。
    e．用于湿燃气时燃气流量计前后水平管应有坡度，但不应坡向燃气流量计，以防燃气流量计积水。
4管理措施
    ①用户在申请燃气配套时，应严格按书面要求如实填写燃气设备的类型、铭牌、燃气压力、热负荷等参数和数量，以便于设计和燃气流量计选型。通气时要求对用户安装的燃气设备进行现场核对，确认是否与申请时一致，否则一切后果由用户负责。
    ②燃气流量计在选型时一定要有专业人员审核把关，避免选大或选小，造成计量不准、浪费资金、无法满足用户使用要求等情况，确保投运后准确计量。
    ③燃气流量计投运后的维护、管理、检定等工作也很重要。如做好对过滤器的清理、燃气流量计机械运动部件的加油、保养等工作，既能保证计量准确，又能延长使用寿命。燃气流量计的运行管理应加强，特别是对流量计的检定工作，应做到公平、公正，诚信经营，维护双方利益。
    ④定期组织对用户燃气设备的核实登记工作，特别是餐饮业用户，因其经营情况不稳定，用气量变化较大，从而影响流量计的准确运行。为此应依据用户燃气设备核实情况和用气量变化情况对流量计进行合理调配更换，对流量计实行动态管理。

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