氣體渦輪流量計(jì)與其他類型的燃?xì)饬髁坑?jì)特性對(duì)比

一、本文前言
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?xì)庾鳛楣I(yè)能源，目前目前燃?xì)庥?jì)量廣泛使用的計(jì)量儀表的種類有多種，常見的主要有氣體渦輪流量計(jì)、旋進(jìn)式流量計(jì)、氣體腰輪流量計(jì)、膜式燃?xì)獗淼?。這些儀表在門站交接計(jì)量、工業(yè)用戶、商業(yè)用戶、居民用戶以及各級(jí)調(diào)壓站及工藝計(jì)量等用戶中有較多的使用，使用情況各不相同。由于要面對(duì)眾多的不同用戶，對(duì)于選擇合適的流量計(jì)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。
　　
二、燃?xì)饬髁坑?jì)量儀表簡介
　　下面分別闡述這些流量計(jì)量儀表的原理、特點(diǎn)及主要技術(shù)參數(shù)。
　?。ㄒ唬?strong>氣體渦輪流量計(jì)
　　氣體渦輪流量計(jì)的工作原理：當(dāng)氣流進(jìn)入流量計(jì)時(shí)，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(dòng)。渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值，檢測(cè)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(hào)當(dāng)力矩達(dá)到平衡時(shí)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，渦輪的轉(zhuǎn)速與氣體流量成正比，并通過機(jī)械傳動(dòng)及磁耦合聯(lián)接傳送至字輪計(jì)數(shù)器，直接測(cè)量氣體的工況體積總量，并通過配置流量補(bǔ)償儀，測(cè)量氣體的溫度、壓力、標(biāo)準(zhǔn)體積流量和總量。
　　 1.精度
　　選用氣體渦輪流量計(jì)主要是看中其高精度。目前氣體渦輪流量計(jì)：國際市場(chǎng)為±0.5%R和±1.0%R，國內(nèi)市場(chǎng)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確度，若定點(diǎn)使用，在實(shí)流校準(zhǔn)條件下精確度可大為提高。對(duì)于貿(mào)易交接計(jì)量，常配備在線校驗(yàn)裝置，以便定期進(jìn)行校驗(yàn)。
　　 2.對(duì)流體的要求
　　氣體渦輪流量計(jì)對(duì)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(jì)對(duì)管道內(nèi)流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流量是敏感的，進(jìn)入傳感器應(yīng)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(dòng)調(diào)節(jié)閥。
　　4.經(jīng)濟(jì)性
　　選用氣體渦輪流量計(jì)用于高精度場(chǎng)合，其經(jīng)濟(jì)因素應(yīng)多方面考慮。儀表的購置費(fèi)只是費(fèi)用的一部分，還應(yīng)考慮以下幾方面開支：輔助設(shè)備費(fèi)；校驗(yàn)費(fèi)，為保持高精度必須經(jīng)常校驗(yàn)，甚至在現(xiàn)場(chǎng)安裝一套在線校驗(yàn)裝置，費(fèi)用相當(dāng)可觀；維護(hù)費(fèi)，氣體渦輪流量計(jì)的易損件更換，它是保持高性能必需的。
　　(二)氣體旋進(jìn)流量計(jì)
　　氣體旋進(jìn)流量計(jì)的工作原理：當(dāng)沿著軸向流動(dòng)的流體進(jìn)入流量傳感器入口時(shí)，漩渦發(fā)生體強(qiáng)迫流體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(jìn)，到達(dá)收縮段突然節(jié)流使旋渦流加速，當(dāng)旋渦流進(jìn)入擴(kuò)散段，因回流作用強(qiáng)迫進(jìn)行旋進(jìn)式二次旋進(jìn)轉(zhuǎn)。此時(shí)旋渦流的旋轉(zhuǎn)頻率與流經(jīng)旋進(jìn)渦流量傳感器處流體的流速成正比，并為線性。兩個(gè)壓電傳感器檢測(cè)到微弱電荷信號(hào)經(jīng)前置放大器差動(dòng)放大、濾波、整形后變成兩路頻率與流速成正比的脈沖信號(hào)，同時(shí)處理電路對(duì)兩路的脈沖信號(hào)進(jìn)行相位比較和判別，剔除干擾信號(hào)，而對(duì)正常的流量信號(hào)進(jìn)行計(jì)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(duì)流體的要求
　　適用于介質(zhì)壓力較高（5kPa-30kPa以上，不同規(guī)格可使用最低壓力不同），要求流量范圍度小于15:1，且對(duì)始動(dòng)流量無特殊要求，不存在強(qiáng)烈震動(dòng)，也不存在強(qiáng)烈的壓力波動(dòng)的場(chǎng)合。
　　 3．儀表受管道內(nèi)脈動(dòng)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(dòng)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(dòng)流量較高,不適于要求始動(dòng)流量低的場(chǎng)合使用,如住宅區(qū)等。
　?。ㄈ怏w腰輪流量計(jì)（也稱氣體羅茨流量計(jì)）
　　氣體羅茨流量計(jì)的工作原理：氣體羅茨流量計(jì)屬于容積式流量計(jì)，由兩個(gè)8字形轉(zhuǎn)子和一個(gè)緊固的流量檢測(cè)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(duì)腰輪上，從而驅(qū)動(dòng)腰輪輪流旋轉(zhuǎn)。在這期間，腰輪與殼體內(nèi)壁形成的計(jì)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(jí)齒輪系減速，然后經(jīng)磁性耦合傳送到計(jì)數(shù)器，累計(jì)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是精度最高的一類；范圍度寬（30：1～100：1）。
　　 3．儀表不受管道內(nèi)流場(chǎng)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(jì)要靠流體能量推動(dòng)測(cè)量元件，因此帶來相對(duì)高的壓力損失，低壓下壓力損失為200～500Kpa。
　　 5．對(duì)介質(zhì)贓污較敏感，上游需要安裝過濾器。
　?。ㄋ模┠な饺?xì)獗?br />　　機(jī)械式膜式燃?xì)獗碛?jì)量原理：當(dāng)流動(dòng)的氣體經(jīng)過燃?xì)獗頃r(shí)，受到管道摩擦及機(jī)構(gòu)的阻擋，內(nèi)部的燃?xì)鈺?huì)在燃?xì)獗磉M(jìn)出口兩端產(chǎn)生壓力差，通過這個(gè)壓力差推動(dòng)膜式燃?xì)獗淼哪て谟?jì)量室內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并且?guī)?dòng)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)配氣，使得膜片的運(yùn)動(dòng)能夠連續(xù)往復(fù)的進(jìn)行，膜式燃?xì)獗硗ㄟ^內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)，把直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)變成圓周運(yùn)動(dòng)，在通過圓周運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械滾輪計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)動(dòng)，膜片每往復(fù)一次，就排出一定量體積，最終滾輪轉(zhuǎn)過一個(gè)技術(shù)單元，實(shí)現(xiàn)滾輪旋轉(zhuǎn)計(jì)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(jí)表精度為±2%；B級(jí)表精度為±1.5%，
　　最大工作壓力為0.5～10Kpa，
　　壓力損失：G1～G10 ≤200Pa；G16～G65 ≤250 Pa，
　　范圍度寬（100：1）