終端流量計(jì)在燃?xì)夤こ讨械膽?yīng)用

我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進(jìn)，上海上自儀公司社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活質(zhì)量的不斷提高，燃?xì)庠诰用裆钜约肮ど虡I(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因此城鎮(zhèn)燃?xì)饨K端用戶的計(jì)量就越來(lái)越重要。首先，燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)工作者要掌握不同類(lèi)型燃?xì)庥?jì)量?jī)x表的原理和特性，根據(jù)各種終端用戶的用氣需求，配置與之相應(yīng)燃?xì)饬髁坑?jì)。

隨著城市人口的不斷增長(zhǎng)，城市能源消耗中燃?xì)獾男枨罅坎粩嗌?，因此用戶端的燃?xì)庥?jì)量環(huán)節(jié)十分重要，燃?xì)庥?jì)量的準(zhǔn)確度不但關(guān)乎到燃?xì)夤?yīng)商的公司利潤(rùn)，一旦發(fā)生燃?xì)獗碛?jì)量表選型失誤，就會(huì)引發(fā)供需雙方的經(jīng)濟(jì)糾紛。盡管目前國(guó)內(nèi)外各種燃?xì)庥?jì)量表自身已經(jīng)具備很高的精準(zhǔn)度，但如果設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)選型不當(dāng)，安裝的環(huán)境不符合計(jì)量表的使用要求，用戶使用時(shí)的燃?xì)饬髁坎辉谟?jì)量表的有效量程范圍之內(nèi)，就會(huì)出現(xiàn)計(jì)量誤差的問(wèn)題。

1 城市燃?xì)庥脩袅髁坑?jì)簡(jiǎn)介

由于現(xiàn)代科技和工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，氣體流量計(jì)的品種出現(xiàn)了多樣化，有差壓式孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、旋渦流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)、容積式流量計(jì)等。但由于城鎮(zhèn)燃?xì)庥脩舻奶匦裕孩俪菂^(qū)居民及商業(yè)用戶普遍為中、低壓供氣（4bar以下）、流量小、用戶安裝工程費(fèi)用承受能力低、用戶數(shù)量大導(dǎo)致計(jì)量表日常維保成本高；②城市工業(yè)園區(qū)工廠及企業(yè)用戶多為中、高壓供氣（4~16bar）、流量偏大、用戶安裝工程費(fèi)用不宜過(guò)高。所以目前我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)饨K端用戶普遍使用的流量計(jì)有兩種類(lèi)型，分別是：容積式流量計(jì)、速度式流量計(jì)。下面通過(guò)分析這兩種流量計(jì)的工作原理及特性，并結(jié)合燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)工作中的一些經(jīng)驗(yàn)做一些簡(jiǎn)單的闡述。

2 容積式流量計(jì)

容積式流量計(jì)是利用表殼內(nèi)固定容積的計(jì)量室作為測(cè)量單元進(jìn)行測(cè)量流體的通過(guò)量，一般其計(jì)量室內(nèi)都有利用壓力差推動(dòng)旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件來(lái)帶動(dòng)計(jì)量表的緊密齒輪來(lái)記錄流量數(shù)據(jù)。典型的容積式流量計(jì)有兩大類(lèi)：燃?xì)馄つ１砗脱啽怼?/span>

2.1 燃?xì)馄つけ?/span>

燃?xì)馄つけ硎浅擎?zhèn)燃?xì)夤こ讨杏昧糠浅４蟮囊环N流量計(jì)，其工作原理是：被測(cè)量的燃?xì)鈴谋磉M(jìn)口進(jìn)入，燃?xì)獬錆M表腔，經(jīng)過(guò)表內(nèi)的滑閥控制進(jìn)入計(jì)量室，表內(nèi)共有兩個(gè)計(jì)量室，每個(gè)計(jì)量室內(nèi)由皮膜分割為兩部分，依靠皮膜兩側(cè)的氣體壓力差推動(dòng)計(jì)量室內(nèi)的皮膜往復(fù)運(yùn)動(dòng)，壓迫計(jì)量室內(nèi)皮膜一側(cè)的氣體通過(guò)滑閥由表出口流出，同時(shí)依靠轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的慣性作用使滑閥來(lái)回運(yùn)動(dòng)，并撥動(dòng)計(jì)量單元的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)完成記錄氣體流量。

2.2 腰輪流量計(jì)

燃?xì)庋喠髁坑?jì)也稱羅茨流量計(jì)，分為單腰輪和雙腰輪結(jié)構(gòu)。其工作原理是：氣體通過(guò)流量計(jì)時(shí)，在流量計(jì)的進(jìn)出口產(chǎn)生壓差作用在高精度齒輪聯(lián)結(jié)在一起的一個(gè)或兩個(gè)相互咬合的腰輪轉(zhuǎn)子上，從而推動(dòng)腰輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。在這期間，腰輪轉(zhuǎn)子與表殼內(nèi)壁之間形成的密閉空間就是一個(gè)計(jì)量室，腰輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的周期就是計(jì)量室內(nèi)一個(gè)充氣和排氣的周期，腰輪旋轉(zhuǎn)的次數(shù)與圈數(shù)由高精度齒輪傳送至計(jì)數(shù)單元，由此來(lái)計(jì)量通過(guò)氣體量。

2.3 容積式流量計(jì)的應(yīng)用

燃?xì)馄つけ碛捎谄鋬r(jià)格低、準(zhǔn)確度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，普遍使用于小流量（20m3/h以下）、低壓（0.5bar以下）供氣的城市居民和商業(yè)用戶的燃?xì)庥?jì)量。城鎮(zhèn)燃?xì)夤こ讨鞋F(xiàn)采用的都是電子式燃?xì)馄つけ恚饕窃趥鹘y(tǒng)的機(jī)械滾輪計(jì)量單元上增加了電子計(jì)量方式和電子顯示。腰輪流量計(jì)因?yàn)槠浼庸ぞ雀撸?jì)量準(zhǔn)確度高，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，價(jià)格較高，多用于中、低壓（4bar以下），小時(shí)非常大流量不超過(guò)3500m3的工商業(yè)用戶。城鎮(zhèn)燃?xì)夤こ讨袘?yīng)采用立式安裝的雙腰輪結(jié)構(gòu)的腰輪流量計(jì)，主要是因?yàn)槠溲嗈D(zhuǎn)子很容易被介質(zhì)內(nèi)的雜質(zhì)污染后卡住，立式雙腰輪轉(zhuǎn)子在重力的作用下可以在一定程度上消除這種情況的發(fā)生，避免給用戶造成停氣事故。

3 速度式流量計(jì)

速度式流量計(jì)主要是測(cè)量介質(zhì)通過(guò)計(jì)量表腔內(nèi)界面上的流速來(lái)測(cè)量流體的通過(guò)量。測(cè)量介質(zhì)流速的方法有很多，有葉輪式、渦街式、電磁式和超聲波等測(cè)量法，城鎮(zhèn)燃?xì)夤こ讨袘?yīng)用的典型測(cè)量方法有兩種，即渦輪流量計(jì)（葉輪式）、超聲波流量計(jì)。

3.1 渦輪流量計(jì)

渦輪流量計(jì)主要有表殼、前導(dǎo)流器、葉輪、支撐軸承、后導(dǎo)向器以及磁電傳送器等組成。其工作原理是：當(dāng)流體通過(guò)時(shí)，經(jīng)前導(dǎo)流器將介質(zhì)均勻分散沖擊每一片葉輪，對(duì)葉輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。由于葉片是用磁性材料制成，旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片將磁感應(yīng)信號(hào)通過(guò)磁電傳送器傳送出來(lái)，該信號(hào)的周期性變化即脈沖信號(hào)的頻率與流體流量在一定范圍內(nèi)接近正比。渦輪流量計(jì)內(nèi)還配置了溫度、壓力傳感器，采集介質(zhì)的瞬時(shí)壓力值和溫度值，通過(guò)積數(shù)儀不僅可以測(cè)出通過(guò)介質(zhì)的瞬時(shí)工況流量，還能通過(guò)微型計(jì)算機(jī)的換算測(cè)得介質(zhì)的瞬時(shí)標(biāo)況流量。

3.2 超聲波流量計(jì)

超聲波流量計(jì)主要有一對(duì)或多對(duì)能發(fā)送和接收超聲脈沖的超聲波換能器、脈沖信號(hào)處理電路、單片機(jī)控制器等組成。其測(cè)量原理是：超聲波流量計(jì)的表殼就是一段直管段，超聲波換能器等原件均安裝在此直管段，換能器一般沿管壁安裝，且直接同流體接觸。超聲波換能器發(fā)射的超聲波脈沖穿過(guò)管道如同船只渡河。如果管道內(nèi)沒(méi)有介質(zhì)流動(dòng)，聲波將以相同速度來(lái)回在一對(duì)換能器之間傳播，當(dāng)管道中的有介質(zhì)流動(dòng)時(shí)，沿介質(zhì)流動(dòng)方向相同的超聲波脈沖將加快速度，反之，逆向傳播的超聲波脈沖將減慢速度。并且流過(guò)管道的介質(zhì)速度越快，超聲波脈沖的順流與逆流的時(shí)間差就越大，該時(shí)間差值得大小正好與介質(zhì)流速成正比，通過(guò)記錄超聲波脈沖在管道介質(zhì)中的時(shí)間差值，就能換算成介質(zhì)流量。超聲波流量計(jì)同渦輪流量計(jì)相同，表殼內(nèi)可配置溫度、壓力傳感器，測(cè)量介質(zhì)工況流量的同時(shí)換算測(cè)得其標(biāo)況流量。

3.3 速度式流量計(jì)的應(yīng)用

渦輪流量計(jì)因其具有高精度、量程大、耐高壓、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但也因?yàn)槠湟蟊粶y(cè)介質(zhì)清潔、無(wú)雜質(zhì)，則需要安裝過(guò)濾器；小流量時(shí)準(zhǔn)確度降低；小口徑（DN50以下）的流量計(jì)性能較差；上、下游分別需長(zhǎng)度10D和5D的直管段（部分廠家技術(shù)革新后把直管段的長(zhǎng)度要求有所降低，但仍然需要一定長(zhǎng)度的直管段）等原因。所以城鎮(zhèn)燃?xì)夤こ讨袦u輪流量計(jì)被廣泛的應(yīng)用于大口徑（DN50以上），中、高壓（4bar以上）供氣，小時(shí)非常小流量不小于40m3的工廠企業(yè)用戶。這部分用戶的用氣設(shè)備燃?xì)饨涌诔叽绱蟆⒐鈮毫σ蟾?、小時(shí)流量基本在50m3以上，而且燃?xì)夤艿腊惭b工程不受空間限制，具備了使用渦輪流量計(jì)的先決條件。

超聲波流量計(jì)的性能特點(diǎn)是：零壓損、不受氣體中固、液態(tài)微顆粒影響、量程比寬、重復(fù)性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高、具備自檢功能、易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)階段該表暫未能實(shí)現(xiàn)完全國(guó)有化加工生產(chǎn)，需要進(jìn)口導(dǎo)致其價(jià)格昂貴。所以該表在天然氣長(zhǎng)輸管道工程和城市門(mén)站中使用的較多，在城鎮(zhèn)終端用戶中的占比極低，只有小時(shí)用氣量超過(guò)1萬(wàn)立方米大型用戶才會(huì)考慮安裝，比如燃?xì)庾鳛槟茉春驮鲜褂玫陌l(fā)電廠、化工廠等。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)燃?xì)庥?jì)量表工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)的了解，我們可以基本掌握在城鎮(zhèn)燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)工作時(shí)，要注意的一些技巧和方法。在滿足城鎮(zhèn)燃?xì)饨?jīng)營(yíng)者對(duì)燃?xì)庥脩粲?jì)量的同時(shí)，我們還要考慮燃?xì)馐褂谜叩挠脷庖?。不僅要讓經(jīng)營(yíng)者的燃?xì)馐袌?chǎng)得到發(fā)展、公司利益不受損失，也要保障使用者的合理需求和自身利益。所以，作為燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)人員就要在工程前期充分了解用戶需求和基本參數(shù)，在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)把燃?xì)庥?jì)量表的選型方案做到非常佳，上海上自儀公司讓城鎮(zhèn)燃?xì)夤┬桦p方的權(quán)益和利益得到有效的保障，只有這樣我們才能成為一個(gè)合格的設(shè)計(jì)人員。