城镇燃气罗茨流量计与涡轮流量计的选型

张晓敏

摘要：随着城镇燃气的发展，对天然气流量计量准确度的要求越来越高，目前，涡轮流量计和罗茨流量计是城镇燃气工商业用户的最主要的两种性价比较高的计量设备。文章综合分析了涡轮流量计和罗茨流量计的主要工作原理，提出两种设备的选型及安装方式。

关键词：城镇燃气；罗茨流量计；涡轮流量计；选型

中图分类号：TH814 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2017）12-0074-02

Abstract： with the development of urban gas， the demand for the measurement accuracy of natural gas flow is getting higher and higher. At present， the turbine flowmeter and Roots flowmeter are the two most important metering equipment of the urban gas industry and commercial users. The main working principles of the turbine flowmeter and Roots flowmeter are analyzed， and two are put forward. Type selection and installation method of plant equipment.

Key words： town gas； Roots Flowmeter； Turbine Flowmeter； Type selection

随着城镇化不断的增加，城市不断的扩建，城镇燃气得到了更大的普及和应用，而燃气计量的准确性直接影响到企业的经济效益，工商业燃气用户的更是燃气企业生存之本，天然气流量测量的准确性，供销差率的合理控制，直接影响到燃气企业的经济效益，流量计的选型保证购买气量和销售气量的购销差最小，这是燃气公司运营的重要指标。

常用的燃气流量计主要有膜式燃气表、罗茨流量计、涡轮流量计以及超聲波流量计等，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，各自的性能也存在一定的差异。

其中膜式燃气表量程比宽，安装方便，对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，不易实用智能温压补偿，使其应用范围收到限制；超声波流量计单声道的计量准确与罗茨涡轮表相差不大，多声道的超声波流量计计量准确，但其价格高昂，而且安装时的前后管段要求比较长，占地面积大，因此在燃气公司并未受到大面积的推广使用。涡轮流量计和罗茨流量计是城镇燃气用在工商业户上两种性价比比较高的计量设备，也是目前被广泛采用的两种设备，本文根据上述两种流量计的工作原理和性能的不同，分析了两种设备的选型和安装方式，供用户参考。

1 涡轮流量计的工作原理及安装

涡轮流量计是一种测量封闭管道中气体介质流量的速度式仪表，是将涡轮置于被测气体中，当被测气体流经流量计时，涡轮叶片在气体动能的作用下开始旋转，当涡轮结构一定时，气体的流量与涡轮的转速成正比，即测得涡轮转速就可以反映被测气体的流量。

常用的涡轮流量计一般采用电磁转换装置，将涡轮转速转换成电脉冲，当流体流过叶轮时，使得传感器中的电磁场周期地变化，在一定流量范围内，涡轮叶片的转速与流体体积流量成正比，从而产生与流量基本成正比的电脉冲信号，该信号经处理进入测量系统，经过一系列的计算修正后在显示屏上显示瞬间的体积流量和累计体积流量。

由涡轮流量计的测量原理可知：气体流量低于某个数值时，由于各种反作用力矩的存在，就破坏了流量和转速之间的线性关系，所以在实用涡轮流量计时，首先确定其适用的最小流量。一般由生产厂家根据产品的结构设计制造工艺等特点，经空气做介质标定的精度范围内的最小计量流量。

由于其具有计量流量大、量程宽、精度高、灵敏度高、体积小、易安装维护、故障低等综合特点，适用于燃气及其他工业领域中的气体流量的精确测量。目前已广泛地应用于城镇燃气的计量。

由于涡轮流量计属于速度式仪表，另计量介质天然气具有可压缩性，所以压力温度的变化就会导致气体密度的变化，因此在计量过程中，需要对其进行相应的温压补偿。涡轮流量计精度高，流量大，工况流量可达6000m3/h以上，但在安装过程中会有一个直管段的要求，目前国内的产品此直管段可缩至前2D后1D，大大减少安装长度。

2 罗茨流量计的工作原理及安装

罗茨流量计属于容积式流量计，随着燃气的通过，燃气表的入口和出口之间产生的压差作用在由高精度同步轮连接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，再通过机械传动和计算器相连，实现燃气体积和数据转换。

罗茨流量计具有以下优点：由于罗茨流量计的工作原理，其始动流量低，小至小时流量几方气，大至小时流量几百方气都在其计量范围内，计量范围大，量程比宽，精度高，安装、维护、清理方便，对流量计前后直管段的要求不高，并能实现温压补偿。

由于天然气为干气，在流动过程中会带起燃气管内积存的灰尘和杂质，罗茨流量计对气体的洁净度要求高，因此设备前的过滤器显得尤为重要。施工时需按照气流上进下出的方式安装，对直管段的长度没有要求。

3 流量计的选型

首先，在对燃气流量计进行选型时考虑很多因素，如前面所述的被测介质的特性，仪表性能，安装要求，环境条件，流量大小，设备价格等因素。根据国标要求，燃气流量计的计量误差为 2%。被测燃气流量值需在流量计的最大流量和最小流量区间，用户的正常用气量宜在设备量程的20%～85%范围内，才能被准确计量。

其次，在进行流量计选型时，既要考虑用户燃气计量时的最大用气量，又要考虑耗气量最小的设备单开时的最小用气量，该最小用气量应大于流量计的始动流量，且在其准确计量范围之内，否则长时间最小流量的设备单开时的用气量不能得到计量或者计量不准确，增大燃气企业的供销差。

用气设备正常工作条件下的用气负荷是流量计选型的主要依据，极端使用状态时的燃气负荷（最大/最小流量）是流量计选型的参考依据。如单台计量设备不能覆盖用气设备的最大流量和最小流量，应考虑对燃气设备进行分组计量。

参考文献：

[1]王鹏.影响罗茨气体流量计计量准确性的原因分析[J].建筑工程技术与设计.2017.22.