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1、1 前言天然气的计量按用途分为气田计量、输气干线贸易计量、城市门站和城市天然气用户贸易计量等部分。2002年至2004年北京市公用事业科研所通过对北京市天然气用户在用的贸易计量流量计进行抽样检测，分析数据，提出有关城市天然气贸易计量流量计的选型建议。城市天然气用户计量所使用的流量计是多种多样的，主要有涡轮、旋进漩涡、腰轮、膜式(包括商用和民用)。燃气用户多种多样，既有工业企业用户，又有城市公用事业用户、商业用户，还有居民用户，它是一个复杂的用户群，使用情况各不相同。贸易计量是天然气供需双方结算的凭证，因此，面对如此众多品种的流量计，如何选择合适的流量计，如何安装和维护管理流量计，对供需双方都很
2、重要。2 常用各类天然气流量计的选型依据21 城市天然气用户流量计选型需要考虑的因素由于流量计的种类多、且性能各不相同，安装现场各不相同，因此，选型时必须同时考虑各种因素，具体如下：首先，了解各类流量计的计量特点，包括其原理、精度、范围度、压力损失、是否具备温度压力修正、所配套的智能积算仪的功能等；其次，明确工况，包括环境的温湿度、周围设备的噪声、电磁干扰情况、安装空间以及天然气介质的压力、温度、清洁度、组分等；同时还得考虑经济因素。22 选型步骤要想选型合适，必须了解流量计性能质量和被测量介质工况，即熟悉各类常用流量计的特性和适用范围，并掌握被计量燃气设备的有关参数及工况条件。图1为选型步骤
3、。图1 选型步骤图 23 流量计类型的选择表1列出了各类流量计有关特性对比表，流量计选型可供参考。选型必须同时考虑到多种因素，并且还得分清主次，综合分析，才能找到合适的流量计类型。3 流量计规格的选择31 几种流量计典型特性曲线所谓误差特性，就是流量计的误差值与流量测量值之间的关系。讨论误差特性，就是讨论和研究测量误差值随流量测量值变化而变化的趋势。32 涡轮流量计规格的选择321 流量范围上限该种流量计一般使用在锅炉房，锅炉最大流量选在流量计进入精度的最大流量(Qmax)的06倍08倍之间，因为锅炉一般有大小火之分，小火一般为大火的三分之一到二分之一之间(最低到十分之一)，如果锅炉最大耗气量
4、为涡轮流量计Qmax的06倍，那么锅炉最小耗气量就在Qmax的02倍03倍之间，正好避开了特性曲线的拐点；从另一方面来说，锅炉最大耗气量选在涡轮流量计Qmax的08倍左右，在设备启动或管路流量、压力发生脉动时，可避免超量程使用，从而延长流量计的使用寿命。因此，根据涡轮流量计的特性曲线，用气设备的常用流量段最好处于03Qmax08Qmax之间。322 流量范围下限选型时要满足涡轮流量计进入精度的最小流量(Qmin)小于设备最小用气量，这样才能保证小流量的计量精度。在涡轮流量计的设计选型中，要兼顾用气设备的最大(额定)流量与进入精度的最大流量(Qmax)之间的匹配和最小用气量与流量计进入精度的最小
5、流量(Qmin)之间的匹配，即确保计量结果稳定可靠，需满足以下条件：设备额定流量Qmax=0608；Qmin设备最小流量。33 旋进旋涡流量计规格的选择旋进旋涡流量计选择规格时参照的原则与涡轮流量计相似，但由于其流量计实际进入精度的最小流量通常较大，因此满足下限要求尤为重要。另外由于其压力损失与涡轮等其它流量计相比很大，因此建议将其使用在供气压力高于8kPa的工况下。厂家的产品说明书上有详细的不同口径、不同流量、不同工况下有关其压力损失的图表和计算公式，设计中要保证供气压力减去压力损失应大于燃气设备的使用压力，否则燃气设备将无法正常工作。表1 各类流量计有关特性对比表旋进旋涡涡轮腰轮（国产）腰
6、轮（进口）公福膜式民用膜式精度1.51.50.51.01.521.5210：130：110：120：1100：1160：1160：1压力损失D80，200m3h较大约2000Pa一般约300Pa一般约300Pa一般约240Pa一般400Pa小200Pa小流量精度低一般一般高高高可测最大流量（m3）36002500010001000100010介质最大压力（MPa）4MPa10MPa1.2MPa1.2MPa0.05MPa0.05MPa介质温度-20+80-10+60-40+60-40+60-20+50-20+50环境湿度-3050-20+70-30+50-30+50-10+40-10+40检定周
7、期（年）（优于0.5级）110.50.5检定周期（年）（低于0.5级）220.50.51010使用寿命长长长长1010重量中中重重重轻含杂质不行不行不行不行不行不行是否需要过滤器需要需要需要需要需要需要故障率一般低高一般低低结垢影响大大大大大大粘附影响大大大大大大测量原理速度速度容积容积容积容积补偿方式温度、压力温度、压力、压缩系数温度、压力温度、压力无无瞬时显示智能型智能型智能型智能型无无安装方法任意口径200mm及以下水平/垂直安装；大于则只能水平安装垂直或水平垂直或水平水平水平流量计前后直管段需要需要不需要不需要不需要不需要价格中中中高低低表2 各类流量计的特性曲线为了解决旋进旋涡易受干
8、扰的问题，通常厂家会把流量计的灵敏系数设置得较低，这是以牺牲小流量精度为代价的，其结果是不仅使小流量精度降低，而且经常是小流量根本不计量。因此，选用该表必须确定燃气设备的最小使用流量大于旋进旋涡流量计实际进入精度的最小流量。34 腰轮流量计规格的选择根据腰轮流量计的特性曲线，用气设备常用流量段应该使用在02Qmax08Qmax之间。腰轮流量计一般使用在食堂或小型锅炉房，如前所述的原因，一般希望锅炉的最大流量选在流量计进入精度的最大流量Qmax的06倍08倍之间，这样既能保证用气设备大流量时运行稳定，也能保证小流量时运行稳定。如果用户是锅炉房，按06Qmax08Qmax选型是可以的，如果用在食堂
9、里，则需要进行一些分析：从表3中可以知道食堂中两种灶具的耗气流量点，食堂中还有其它各种灶具，选型时应仔细核算灶具的使用工况，大小流量点兼顾，如一个流量计不行，如有必要建议大小灶具用不同规格的流量计分别计量。表3 食堂灶具耗气流量点及流量计规格选型要求工作情况实际流量Q（m3/h）Q/Qmax仅使用1个低汤灶2.352.35/Qmax仅使用1台双眼灶、1台蒸箱、一台低汤灶15.2915.29/Qmax所有灶具满负荷Q0.8因此，在今后腰轮表的设计选型中，要仔细核算用气设备的最大、最小流量，确保计量精度的稳定可靠，额定流量Qmax=0608。下限要求应满足：Qmin设备最小流量。35 膜式流量计规
10、格的选择351 商用膜式表流量计在设计选型时应该考虑其在实际使用中的常用流量点情况，保证流量计运行稳定，计量准确。本课题中通过对流量计及其使用现场情况的调查研究，分析流量计选型是否合理。目前使用较多的商用膜式煤气表主要是JMB-100、JMB-40和JMB-25 3种规格，流量的对比情况如表4所示。表4 食堂灶具耗气流量点及膜式表规格选型要求工作情况JMB-100(Qmax=160m3/h)(Qmin=1m3/h)JMB-40(Qmax=65m3/h)(Qmin=0.4m3/h)JMB-25(Qmax=40m3/h)(Qmin=0.25m3/h)实际流量Qm3/hQ/Qmax实际流量Qm3/h
11、Q/Qmax实际流量Qm3/hQ/Qmax仅使用一个低汤灶2.350.0152.350.0362.350.059仅使用一台双眼灶、一台蒸箱、一台低汤灶15.290.09615.290.23515.290.382所有灶具满负荷Q0.8Q0.8Q0.8从表4所列情况进行分析，一般厨房最小流量是低汤灶工作，此时计量误差是偏负的；到营业时间开始使用一台双眼灶、一台蒸箱、一台低汤灶，流量点均在01Qmax以上，示值误差相对稳定；到营业高峰时间灶具满负荷使用，流量点落在大流量段，示值误差相对稳定。因此选用流量计时应仔细核对工作流量情况，选择合适的规格，如果最大、最小流量相差较大，可考虑使用两台不同规格的膜
12、式表对不同流量段的燃气设备分别计量。352 民用膜式表对于民用户来讲，大部分用气设备为：一台双眼民用灶、一台热水器(或壁挂炉)，目前使用较多的民用膜式煤气表主要是JMB-3、G4两种规格，JMB-3膜式表实际就是G25膜式表。G25、G4表的流量对比情况如表5所示。表5 居民用气设备使用情况工作情况G2.5(Qmax=4m3/h)(Qmin=0.025m3/h)G4(Qmax=6m3/h)(Qmin=0.04m3/h)实际流量Qm3/hQ/Qmax实际流量Qm3/hQ/Qmax小火保温0.090.0230.090.015双眼灶单眼工作0.410.1030.410.069双眼灶双眼工作0.820
13、.2050.820.137双眼灶+热水器3.180.7953.180.530从表5中所列情况进行分析，一般厨房最小流量是小火保温情况，此时计量误差大多是偏负的；经常使用的是一个火眼或两个火眼，G25表的流量点均在01Qmax以上，示值误差相对稳定；G4表的流量点分布在01Qmax前后。如果灶具与热水器同时使用，G25的流量点落在08Qmax左右；G4的流量点落在05 Qmax左右。由此可见普通居民用户选用G25膜式表比较合理。因此，在今后民用表的设计选型时，应根据用户具体设备情况，如果是普通居民住宅，选用G25膜式表比较合适；如果是高档住宅区，需考虑灶具和其他用气设备的运行情况，进行合理选择。4 结论41 流量计选型建议411 不同用户建议使用流量计的类型如表6所示。412 同一流量计不同使用情况下流量计规格的选型原则通过分析知道各类城市天然气流量计的选型存在一个共同的问题：小流量段使用不当。流量计在选型阶段往往考虑的是设备最大流量不超出流量计的上限流量，而对于用气设备各个流量段的使用概率及其误差区域未加考虑，这样导致流量计使用中均未超出其流量上限，但是小流量段或常用流量段误差偏大。今后的流量计选型应仔细了解用气设备各流量点与流量计的匹配程度，选择合适的流量计、合适的规格，保证使用流量点均落在误差稳定区域。涡轮、旋涡、腰轮使用在锅炉用户时最大流量点选在06Qmax08Qma
