林区燃气的大流量计量

李晓晖，刘志成

（哈尔滨中庆燃气有限责任公司，哈尔滨150076）

林区燃气的大流量计量

李晓晖，刘志成

（哈尔滨中庆燃气有限责任公司，哈尔滨150076）

随着林区燃气事业的发展，工业及商服用户的燃气用量也随之增加，大流量用户的发展对节约燃料、提高大气质量、保护生态环境等方面具有很大的作用，因而林区大流量的计量技术成为一个重要问题，介绍国内目前使用的几种大流量流量计，仅供大家参考。

林区；燃气；大流量；计量

1　速度式流量计

速度式流量计是计量管道内气体的平均流速。其计量原理为：Q=f（v·F），

Q——气体的总流量；

v——气体平均流速；

F——管道的横截面积。

对于输出为脉冲信号的速度式流量计，可根据脉冲信号的频率而测得燃气流量。

速度式流量计有以下特点：

第一，计量范围宽。在很大范围内速度式流量计示值误差保持较好的线性特性，量程比为Qmε3/Q可达10～30，对于燃气用量变化较大的用户较为实用。

第二，适用温度及压力范围较宽。传感器承受温度及压力较高，对于温度及压力变化较大的情况，需设置补偿装置。

第三，维修、装拆容易。在管道上预留孔内安装尺寸较小的传感探头，可随时安装和拆卸维修。

第四，要求被测介质中杂质净化程度较高。由于传感器是高精密部件，传感器的涡轮、叶轮、测压孔精度要求很高，因此，被测气体必须经过深度过滤净化，否则，会使旋转力矩发生改变，降低计量精度，甚至产生轴套、测压孔腻死，计数器失灵、失效，对于叶轮流量计，有实验表明，在介质为焦炉煤气的情况下运行1个月时，运行前精度为±2.5%，运行后精度为±8.0%，耐久运行时间为2个月，其后转子完全停转。

综上所述，速度式流量计在含有杂质的城市燃气中应用较为困难。

2　差压式流量计

差压式流量计的计量原理为利用流体通过节流装置时产生的流通数量与压力差之间的函数关系来确定流量。

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孔板流量计的基本公式为：

Q-0.125·α·ε·d2

其中：α——流量系数；ε——气体压缩系数；d——孔板直径（m）；P1——气体在孔板前的密度（kg/m3）。

孔板流量计在城市燃气计量中的特点：

第一，孔板流量计的计算。较稳定的流速参数作为孔板式流量计的计算原始数据，设计中临界雷诺数是按额定流量的30%计算，当实际雷诺数小于临界雷诺数时，流量系数为变量，因此流量有效测量范围为30%～100%，对于用气量波动较大的情况下，小流量和超负荷无法准确计量。

第二，对于含有杂质的城市燃气，杂质易集结在孔板附近及孔口锐边上，对于这种截面，锐边及流线的变化将严重影响测量精度。

第三，由于管道的粗糙度影响α，所以对于含有杂质的人工燃气，管道内径及粗糙度很难保持不变。

3　涡街式流量计

利用流量振荡运动的原理是涡街式流量计的工作原理，非流线型体——旋涡发生体插入在流体中，在满足一定的条件下发生体背后产生两列稳定交替排列的旋涡——长门涡街，旋涡出现的频率与流体的流速成正比，即Q＜f，f——旋涡频率。

其中：f——长门涡街单侧旋涡发生频率（次/s）；v——流经发生体两侧的气体速度（m/s）；d——发生体的特征尺寸；St——斯特罗哈系数当Re≥10时，st为恒定值，对于不同形状的发生体，st值不同。

涡街流量计的特点：

第一，流量量程比大，可达50～100。

第二，仪表输出频率不受气体压力、温度、黏度、密度等参数的影响。

第三，安装要求严格，管内壁要光滑，发生体前要有前lSD，体后要有5D的直管段。

第四，旋涡频率测感器表面要求要清洁、光滑，不能受固体颗粒杂质、结晶体的影响，否则影响信号的传播，致使热敏信号受阻。

由于此流量计有显著优点，因此对于净化程度较高的大容积燃气计量较为实用。

4　容积式流量计

容积式流量计通过测量单位时间内气体流过流量计内恒定的计量容积的次数而测得流量，容积式流量计有罗茨式、椭圆齿轮、刮板式、湿式、模式等几种类型。常用为罗茨式及膜式两种，膜式流量计对于流量大于100m2/h的情况下，体积较大安装方便，且使用压力小于10kPa。笔者就罗茨式流量计进行讨论。

流量计中的转子在进、出口压差原作用下进行转动，流量计壳体与转子及转子之间均有一定间隙互不接触，因而减少阻力损失，但而带来气体泄漏量，气体泄漏量直接影响测量精度，气体泄漏量由流量计的几何特性因素和压差等因素所决定，因此，流量计在设计及安装时要兼顾精度和适应性，且要考虑到压差问题的修正。

罗茨式流量计具有以下特点：

第一，罗茨式流量计通过计量室的体积单元数直接计量，其仪表常数在出厂前标定中吸收其线性误差，精度可达±1%～1.5%。

第二，罗茨式流量计与流态方程无关，而且在额定流量的10%～150%量程内均可准确计量。

第三，罗茨式流量计安装无特殊要求。而且，罗茨式流量计与孔板式流量计及速度式流量计相比具有精度高，流量可测波动范围大，无特殊安装要求，占地面积少。对燃气中杂质的适应性好、维修周期长，无论从理论上，还是实际应用上，都具备有较好的准确性，具备适应性、可靠性等优点。

除上述常用流量计外，还有面积式流量计、靶式流量计等，其他类型流量计，但因为其技术不成熟以及结构、安装特点并未被广泛使用，这里不再赘述。

5　小结

随着现代科学技术的发展，许多新式的大流量计量装置正不断涌现，为完善计量手段、提高计量的精确度、节约林区城市燃气，提供了更为便利的条件。

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［2］贾艳杰.饱和蒸汽孔板流量计在300xp系统组态分析及应用［J］.化工管理，2016，（15）：46-47.

［3］李海华，郭丽霞.一种孔板流量计的设计方法［J］.价值工程，2015，（19）：38-39.

［4］丁振华，江通，王丽萍，等.简易孔板流量计在桃2区块的应用［J］.中国石油和化工标准与质量，2014，（06）：163-164.

［5］李志红.孔板流量计测量蒸汽产生误差的原因分析及解决办法［J］.山西科技，2014，（03）：106-107.

［6］杨海清.孔板流量计在制药企业的应用及其发展［J］.河北化工，2013，（02）: 128-129.

［7］张一夫，李维仲.楔形孔板流量计内多气泡的运动行为研究［J］.辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2012，（05）：59-60.

Large flow gas metering in forest region

LI Xiao-hui，LIU Zhi-cheng
（Harbin Zhongqing Gas Co.，Ltd.，Harbin 150076，China）

With the development of fuel gas undertakings in forest region，the amount of gas of industrial and commercial users has also increased.Large-flow users have an important role in saving fuel，improving air quality and protecting environment，therefore，large flow metering technology in forest region has become an important issue.Several large flow metering methods were introduced in this paper for reference.

Forest region；Gas；Large flow；Metering

2016-06-12

TU996

A

1674-8646（2016）14-0010-02