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1、天然气的计量 主讲 王建校 前言 一 在天然气贸易计量中必须做到科学 公正 公平 公开 1 必须严格遵守中华人民共和国计量法规 2 严格执行行业管理 行业法规上的相关条款 规定 3 严格执行并遵守买卖用气双方在签订用气合约中的某些约定 前言 CMC是制造计量器具许可证标志 是ChinaMetrologyCertification的英文缩写 意为中国制造计量器具许可证 取得制造计量器具许可证的企业 可在其生产的计量器具上标注CMC标志 该标志表明 计量器具制造企业具备生产能力计量器具的能力 所生产的计量器具准确度和可靠性等指标符合法制要求 二 计量器具制造许可 前言 三 天然气计量要求 GB T
2、17167 2006 用能单位能源计量器具配备和管理通则 计量单位 燃气的计量方式有三种方式 体积计量 质量计量 能量计量 体积计量是以 标准立方米 为单位的燃气计量 质量计量是以kg为单位的燃气计量 能量计量是以MJ为单位的燃气计量 目前国外的很多燃气贸易计量主要采取 能量计量 方式 工程标准状态 由于中国的燃气贸易计量是以体积为单位 而燃气的体积受温度和压力的影响发生涨缩 为了公平贸易 中国燃气行业确定 温度20 压力101 325KPa 一个大气压 为燃气的标准状态 燃气在这一标准状态下进行体积贸易交接 燃气的标况体积 燃气在标准状态 温度20 压力101 325KPa 下的体积 Nm3
3、燃气的工况体积 燃气气在工况温度和压力下的体积 折算标准状态 温压补偿作用 m3 1 容积式流量计膜式流量计 家用煤气表 罗茨式流量计等2 速度式流量计涡轮流量计 超声波流量计 涡街式流量计等3 差压式流量计孔板流量计 常用的燃气计量仪表 2 皮膜表 皮膜煤气表是气体进入煤气表腔后 经气体分配通道进入膜合 推动合成橡胶膜片运动 当膜片摆动时将另一侧气体排出表外 同时通过传动机构使主轴产生旋转运动进而带动计数器累计计量 皮膜煤气表有分为民用皮膜煤气表和工商业用大皮膜煤气表 涉及产品规范 GB T6968 2011膜式燃气表CJ T112 2008IC卡膜式燃气表JJG577 2012膜式燃气表
4、燃气进入燃气表和从燃气表排出 应该是流量均匀 压力稳定 采用适当的机构并根据上述的工作原理 以达到连续运行的目的 各种类型的燃气表 有相同的工作原理但有不同的构造 在一个运动周期中 每个计量室连续充气两个过程 即充气两次 排气二个过程 即排气两次 每一个过程必然有两个计量室同时充气 另两个计量室同时排气 但是 两个充气计量室的相位差为90 另两个排气计量室的相位差也为90 四个计量室连续交替地充气 排气 同一个皮膜相隔的两个计量室必然是一个充气 另一个排气 或一个排气 另一个充气 两侧相对称的两个计量室在同一过程内 必然是一室在前 另一室在后 和其他容积式流量计相同 燃气表是利用流体流动过程中
5、的压差为动力 由滑阀切换气流流向 推动膜片往复摆动 带动连杆机构 将膜片的摆动变成主动齿轮的连续转动 最后由计数器显示 以实现对气体流量的计量 快速热水器升数 在0 1MPa水压及额定气压下 温升25 时 热水器每分钟的出水量 L min 一般有5 6 8 10 12 16升等规格 对应耗气约为0 9 1 07 1 43 1 78 2 14 2 85Nm3 h 燃气灶 两眼和两眼以上的燃气灶和气电两用灶应有一个主火 其实测折算热负荷 普通型灶 3 5kW 红外线灶 3 0kW 按照3 5kW计算约为0 71Nm3 h GB16410 2007家用燃气灶具 也就是即使同时工作 最大16升的热水器
6、 燃气灶双眼同时开 也就3 56Nm3 h 现在J2 5最大为4Nm3 h J1 6可10升 双眼灶 皮膜表检定周期JJG577 2012 对于最大流量Qmax 10m3 h且用于贸易结算的燃气表只作首次强制检定 限期使用 到期更换 以天然气为介质的燃气表使用期限一般不超过10年 以人工燃气 液化石油气等为介质的燃气表使用期限一般不超过6年 对于最大流量Qmax 16m3 h燃气表的检定周期一般不超过3年 皮膜表优缺点 皮膜表的优点是 1 皮膜表的最大优点是量程比较宽 可以达到1 160 特别适用于流量变化很大的用户 2 皮膜表另一个优点是价格低廉 皮膜表的缺点是 1 工况计量 没有温压修正
7、对于平原地区带来压力计量损失 对于寒冷地区带来温度计量损失 2 低温室外环境下 由于结构 材料等方面问题皮膜表转速偏慢 带来计量偏差 涡轮流量计 气体涡轮流量计是一种速度式仪表 它具有压力损失小 准确度高 起步流量低 范围度宽 容易维修等特点 在城市天然气计量 输配气管网天然气计量 石油 化工 电力工业和民用锅炉等燃气计量 燃气调压站计量中得到了广泛应用 气体涡轮流量计是将涡轮置于被测流体中 当气体进入流量计时 通过整流器的把通过仪表的气体进行整流并加速 冲击管道中心涡轮叶片 对涡轮产生驱动力矩 使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转 在一定流量范围内涡轮的角速度和流量成正比 利用这个特点
8、通过减速装置把涡轮旋转的圈数记录下来 达到计量的目的 气体涡轮流量计主要结构 机械计数器 磁性联轴器 涡轮 流量计表体 整流装置 机芯等组成 气体涡轮流量计主要结构 气体涡轮流量计主要结构 流量仪表的灵敏度 表示流量仪表对对测流量值变化的反应能力 灵敏度S用流量计指示的增量 L 与流量变化增量 q之比来表示 过载流量计应设计成能在额定压力和额定温度范围内 即使以超过最大流量20 的流量下运行30min也不损坏 或不影响流量计的误差曲线 气体涡轮流量计参数 涡轮流量计安装 1 对直管段的要求 流量计必须水平安装在管道上 管道倾斜在5 以内 安装时流量计轴线应与管道轴线同心 流向要一致 如果安装场
9、所充许建议上游直管段为20D 下游为5D 新科 前5D后2D苍南一体化两级整流 前2D后1D 2 对配管的要求 流量计安装点的上下游配管的内径与流量计内径相同 3 使用现场应避免强烈的电磁干扰 选型举例 已知某一供气管线实际工作压力范围为表压0 4MPa 0 8MPa 介质温度范围为 100C 400C 供气峰值为标准体积流量2000Nm3 h 供气谷值为标准体积流量350Nm3 h 当地大气压为101 325kPa 要求确定流量计 其实就是计算 Qmax 0 4MPa400C2000Nm3 hQmin 0 8MPa100C350Nm3 h 涡轮流量计的优点 结构紧凑轻巧 安装维护方便 流通能
10、力大 不断气 可用于高压测量 仪表表体上不必开孔 易制成高压型仪表 输出脉冲频率信号 适用于总量计量及与计算机连接 无零点漂移 抗干扰能力强 涡轮流量计的缺点 流量计受来流流速分布畸变和旋转流的影响较大 传感器上下游侧需设置较长直管段 理论上前直管段应 10D 流体物性 密度 粘度 对流量特性有较大影响 小口径 DN50以下 仪表的流量特性受物性影响严重 故小口径涡轮流的仪表性能难以提高 建议使用DN80以上口径的涡轮表 对被测介质的清洁度要求较高 虽然可安装过滤器以适应脏污介质 但也带来压损增大 维护量增加等副作用 涡轮流量计优缺点 孔板流量计 孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器 或差
11、压变送器 温度变送器及压力变送器 配套组成的高量程比差压流量装置 可测量气体 蒸汽 液体及引的流量 广泛应用于石油 化工 冶金 电力 供热 供水等领域的过程控制和测量 节流装置又称为差压式流量计 是由一次检测件 节流件 和二次装置 差压变送器和流量显示仪 组成广泛应用于气体 蒸汽和液体的流量测量 具有结构简单 维修方便 性能稳定 一 孔板流量计工作原理 孔板流量计属于差压式流量计 当气体流经管道中的节流件孔板时 气体的流动截面在节流件处形成局部收缩 从而使流速增加 动能增加 静压能降低 于是在节流件的上 下游侧便产生压力差 流速越大 压力差越大 流速减小 压差将减小 这种现象就叫做流体的节流现
12、象 具有一定压力 充满管道的天然气在流经管道内的节流件 孔板 时 流束将在节流件处形成局部收缩 从而使流速增加 静压降低 在节流件前后便产生了压差 对于一定形式和尺寸的节流件 节流件产生的压差与流量有关 流量越大 产生的压差也越大 这样就能通过测量压差大小就可间接的知道流量大小 孔析流量计关键元件 孔板 测量天然气流量的差压式流量计由标准节流装置 如标准孔板节流装置 导压系统及记录差压的差压计这三部分组成 如图所示 四 差压式流量计的组成 五 孔板流量计的特点 使用历史悠久 在大量实验数据的基础上进行的标准化的产品经过几何检定后就可使用 孔板脏污 磨损和粉尘的沉积对计量准确度影响较大 一般都使
13、计量偏低 要求前后直管段较长 占地多 量程比小 当采用高低量程的差压变送器时 也只有1 10上游直管段对孔板流量计测量准确度影响较大 对于直管段的内径 同心度和管壁粗糙度都有一定要求 尤其是上游10D和下游4D的测量管 要求更加严格 六 孔板阀结构 孔板阀是一种结构新颖的流量计量节流装置可定期对孔板进行检查或更换 以确保计量准确 而无需拆开管道 本阀操作简便 提取孔板灵活 只需开上盖并摇动提升机构 孔板即能平稳地取出 使用于允许短暂停止或设有旁通管路的管道上做流量计量用 1 提取孔板的操作 七 孔板阀的操作规程 打开平衡阀 使上 下腔之间的压力平衡 顺时针方向转动滑阀齿轮操纵轴 全开滑阀 使指
14、示盘上的开位置和阀体上的指针对正 将孔板从下阀腔提到上阀腔 关闭滑阀 关闭平衡阀 开放空阀将上阀腔压力放空至0 开上盖 取出孔板 2 装入孔板的操作 将孔板放入上阀腔 注意齿槽对正 将其向下摇至碰到滑板为至 装好压板 上紧螺丝 关闭放空阀 开平衡阀 全开滑阀 使开位置与指针对正 将孔板向下摇至下阀腔工作位置 关闭滑阀 使关位置与指针对正 关闭平衡阀 开放空阀将上阀腔压力放空至0 关闭放空阀 八 孔板阀的维护保养 1 每月开启 检查一次 并旋转密封脂压盖 注入密封脂 使滑阀保持良好密封 随时给密封脂盒补充密封脂 2 每一季度打开阀体排污阀吹扫排污一次 3 每次装入孔板时 在导板齿条上和孔板密封环上涂抹适量黄油 4 每年对孔板阀进行一次全面的检查和保养 做到表面清洁 油漆无脱落 无锈蚀 铭牌清晰明亮 谢谢大家
