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几种常用商用气表流量计的选用选型

【摘 要】常用的商用气表有膜式燃气表、腰轮表（罗茨表）、涡轮表、超声波流量计，还有差压式流量计（如孔板式差压流量计）、旋进旋涡流量计、V 锥流量计等等。不同的工作环境对流量计有不同的要求，本文主要介绍工作中对常用计量表的工作机理等，经过比对分析，对计量表的主要工作场所范围提出相关意见。

 

1、膜式燃气表：

1.1 、工作原理：

  利用柔性薄壁测量室进行测量的气体体积流量计， 用于测量、存储显示其通过气体体积的计量器具。

  它是目前我国代表性， 也是使用数量多普遍的容读式流量计。 它的工作是交替进行的，燃气不断地交替进入两个膜片计量室，充满后再排出，循环往复不止。 膜片推动力是依靠燃气表进出口处的压力差产生， 源动力是由高于常压的天然气进入隔膜一侧皮膜腔内，推动隔膜向另一侧移动，当移动到极*， 需依靠第二个隔膜产生的力来带动前一个隔膜做返回运动。 个隔膜的出气口转变为进气口时，另一侧又有了气体推动力而继续做隔膜往返运动。 隔膜所牵动的立轴做往复摆动，利用摆杆连杆牵动曲柄轴，带动滑阀改变进出口气体方向和带动计数器自动计量， 其一个往返回复运动有四个过程。

1.2、结构特点：

  由机芯、指示装置、外壳、计数器等主要部件组成，机芯从结构上又分为整体式机芯和独立式机芯两类， 含膜片计量室和机械联动传动部份，其膜片计量室通常做成两囊四室式。

  一般体积较大，靠墙或利用支托架安装，在实际工作运用中需要特别选择气表安装位置，比较挤占商家地方，影响商家经营，给设计施工安装带来较大影响。
 

1.3、典型流量曲线：

图 1 GS 系列钢壳表误差曲线图

由典型流量曲线可以看出，  翻阅资料可知其基本误差Qmin≤Q<0.1Qmax 时为±3%，0.1Qmax≤Q<Qmax 时为±1.5%。 其在低区工作时基本误差较大，在高区工作时能满足基本误差要求。
 
1.3、主要工作场所适用范围：
 主要用于流量不大的小型公共建筑和小型商业集体经营用气场所的低压计量，诸如小面馆、烧烤店、大排档、中餐馆、理发店、茶楼、咖啡馆等小型商业用气。
 工作环境温度为 -10°C ≤C ≤+40°C， 用气压力 Pmax ≤ 3.0kPa，且商业燃气设备用气负荷大流量 Qmax≤20.0m³/h，普遍用于区县商业集体小门面用气场所，综合经济考量，应优先选用膜式燃气表， 并应保证流量计运行范围为其量程的30～70％。
 
2、气体腰轮流量计：
2.1、工作原理：
 当天然气进入腰轮表计量腔室时， 由于进出口存在压力差，腔时里的一对共轭转子（两只腰形齿轮，简称腰轮转子）受到作用力朝相反方向旋转，腰轮在旋转过程中，将腔室内的天然气挤压排向出口，循环往复不止，交替进行。
 两只腰轮间、腰轮与壳体间、腰轮与墙板间通过精密加工调校，使其各自保持正确的相对位置。 腰轮每转动一周，则输出四倍于计量室有效容积的天然气， 腰轮的转数通过磁性密封联轴装置和减速机构，传递到智能流量积算仪，从而显示输出气体的体积量。 将旋转次数变成电脉冲信号， 与压力传感器、温度传感器检测到的压力温度信号远传给计算机，实现远距离计算显示出工况流量、标况流量、标准体积总量等参数。
 
2.2、结构特点：
 多种结构形式，配备温度、压力传感器，带温度、压力跟踪补偿功能，有智能型、机械型、双显型、无线型、预付费一体化型等。 主要由壳体、共轭转子、智能流量积算仪等组成。
 体积一般比较小，对天然气气质要求不高，特别是天然气中有微小颗粒性杂质时，其在共轭转子转动中，在自重力作用下，能够保持自清洁功能。 其压力损失小，量程范围大，精度高，几乎不受天然气密度、压力、温度、粘度参数影响，维护量小。
 
2.3、典型流量曲线：


由 典型流量曲线可以看出，  翻阅资料可知其基本误差
 
Qmin≤Q<0.2Qmax 时为±3%，0.2Qmax≤Q<Qmax 时为±1.5%。 但就本典型流量曲线，其不论是在小流量工作，还是在大流量工作时其曲线基本是平直的，能满足基本误差要求。
 
2.4、主要工作场所适用范围：
 主要用于流量较大的大中型公共建筑和大中型商业集体经营用气场所的中低压计量，气质较差，热负荷变动较大，用气量波动辐度较大，多用于大中型工业企业、集商用锅炉房、大中型集商用气经营等，诸如宾馆、酒店、机关食堂、学校、医院、幼儿园、陶瓷企业、锅炉房、直燃机、*空调等大中型客户。
  普遍用于商业集体用气量较大且天然气杂质不理想的用气场所，综合经济考量，应优先选用气体腰轮流量计，工作环境温度为-20°C≤C≤+40°C，用气压力 Pmax≤0.40Pa，且商业燃气设备用气负荷大流量区间在 20.0m³/h﹤Qmax﹤100.0m³/h，并应保证流量计运行范围为其量程的 20～80％。
 
3、气体涡轮流量计：
3.1、工作原理：
 当气体进入涡轮流量计时， 通过特殊结构的前导流体加速，在天然气的作用力下，气体与涡轮叶片成一定角度，使涡轮转动产生旋转力矩，推动涡轮叶片转动。 当涡轮叶片上的各种力矩平衡后，转速恒定，涡轮转动角速度与流量达成线性关系。
 利用电磁感应原理， 旋转的涡轮驱动信号发生器顶端的导磁体，使其周期性的改变磁阻，磁场随之发生相应变化，流量感应器感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号。 该信号经前置放大器放大，整形后与压力传感器、温度传感器检测到的压力温度信号，同时输入流量积算仪进行计算处理，然后在显示屏上显示出工况流量、标况流量、标准体积总量等参数。
 
3.2 、结构特点：
 多种结构形式，配备温度、压力传感器，带温度、压力跟踪补偿功能，有智能型、机械型、双显型、无线型、预付费一体化型等。 由壳体、导向板、叶轮、涡轮流量传感器、磁电转换装置、前置放大电路、变送器、显示仪表等部份组成。
 体积一般比较小，由于属于速度式流量计，所以安装时要求有一定的前后直管段。 对天然气气质要求高，特别是禁止有微小颗粒性杂质，以避免造成轴承磨损、叶片损坏、转轮卡死现象等。

3.3、典型流量曲线：

 

由典型流量曲线可以看出，  翻阅资料可知其基本误差Qmin≤Q<0.2Qmax 时为±3%，0.2Qmax≤Q<Qmax 时为±1.5%。 其在小流量工作时基本误差较大， 在大流量工作时能满足基本误差要求。

3.4、主要工作场所适用范围：

  主要用于流量较大的较大型公共建筑和较大型商业集体经营用气场所的中低压计量，气质较好，热负荷相对恒定，用气量波动辐度较小，小流量较大，介质流速变化较大，多用于工业炉窑、大型锅炉、化工用气等大型客户，诸如陶瓷企业、宾馆、医院、直燃机、*空调。

  工作环境温度为 -40°C ≤C ≤+60°C， 用气压力 Pmax ≤ 0.40Pa，且商业燃气设备用气负荷大流量区间在 100.0m3/h≤ Qmax≤650.0m3/h， 并应保证流量计运行范围为其量程的40～70％。

4、超声波流量计：

4.1、工作原理:

 是一种利用超声波对射接收测量天然气流量的一种装置，主要采用超声波重复传播时间差原理测量。
 天然气流经过内室时， 超声波流量计通过检测天然气流动对超声波产生的影响来进行流量测量。 安装在壳体内室的一对超声波传感器同时发射超声波信号， 分别接收对方超声波，由于天然气流速的扰动，使得各自到达对方传感器的时间不*相等，形成时间差，与温度压力讯号等，经电子线路的放大、转换等处理后，以电信号的形式传送积算，然后将结果在显示屏上显示，同时累积系统完成累加。
 
4.2、结构特点：
 主要由壳体、温度压力传感器、超声波传感器、电子线路、流量显示累积系统等部件组成。 超声波传感器又有单声道（一组）、四声道（两组）、多声道（多组）等。
 体积一般比较小，由于属于速度式流量计，所以安装时要求有一定的前后直管段。 对天然气气质要求不高，其压力损失小，量程范围大，精度高。 由于超声波流量计是新型计量设备，目前大多数是单声道测量， 在实际运行中测量精度还有待进一步提高。 随着技术的日趋成熟，多声道超声波流量计正在渐渐崛起，但目前其价格相对比较昂贵。
 
4.3、典型流量曲线：


图 4 随机抽样产品精度曲线图（DN50）

 由典型流量曲线可以看出，  翻阅资料可知其基本误差Qmin≤Q<0.2Qmax 时为±3%，0.2Qmax≤Q<Qmax 时为±1.5%。 其在低区和过载流量工作时基本误差较大， 在高区工作时能满足基本误差要求。
 
4.4、主要工作场所适用范围：
 适用范围广泛，基本可覆盖供气压力小于 1.0MPa 的所有商用、工业、站场等用气场所。
 主要用于流量较大的大型公共建筑和大型商业集体经营用气场所的中低压计量，气质较差，热负荷相对恒定，用气量波动辐度不大，小流量较大，介质流速变化较大，多用于大型商场、酒店、站场等大型用气场所，诸如商贸中心、 陶瓷企业、锅炉房、直燃机、*空调等大型客户。
 工作环境温度为-30°C≤C≤+65°C，用气压力 Pmax≤1.0Pa，且商业燃气设备用气负荷大流量区间在 Qmax>650.0m³/h，并应保证流量计运行范围为其量程的 20～80％。
 
5、结论：
 膜式燃气表价格低廉、 经济实惠， 可广泛应用于流量较低、且压力不大于 3kPa 的采用低压计量的小型商业集体用气客户。
 气体腰轮流量计由于其计量范围宽，始动流量低，适用于流量一般较大、气质较差的小型工业企业、集商用锅炉房、中型集商用气经营等中型客户， 可全面推广应用于城市集商用客户。
 气体涡轮流量计可用于流量较大、气质较好的窑、炉、空调直燃机等热负荷相对稳定的大中型工、商业客户。
 超声波流量计精度高，测量范围宽，可用于流量很大、或作贸易结算重要场所的工业企业站场和门站。