鼎誠儀表之天然氣流量計的類型和選用方法

一、概述

     城市是天然氣使用的最終用戶,在城市用戶中既有工業(yè)企業(yè)，又有城市公用產(chǎn)業(yè),它是一個龐雜的用戶群。在天然氣使用中必須解決一個重要問題，它就是需要提供適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟要求的天然氣流量計量系統(tǒng)。流量計量既是天然氣供需雙方貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)，亦是生產(chǎn)部門用氣效率的主要技術(shù)指標。已經(jīng)使用或即將投用的流量計大致有以下種類：差壓式流量計、渦輪流量計、流體振動流量計、容積式流量計、超聲波流量計、靶式流量計和科氏質(zhì)量流量計等。

1． 差壓式流量計：包括檢測件為標準節(jié)流裝置和均速管等。它是應(yīng)用歷史悠久，實踐經(jīng)驗豐富成熟，標準規(guī)范完善（均速管除外），品種規(guī)格齊全的一類流量計，廿十世紀50年代以前它可能是唯一的天然氣流量計。它有許多不足之處：如測量精度一般，現(xiàn)場安裝條件要求高，壓損大，范圍度窄等等；針對上述不足，近年國內(nèi)生產(chǎn)廠推出一系列改進辦法，如一體式差壓流量計、定值節(jié)流件、可換孔板節(jié)流裝置、采用標準噴嘴等等，再加80年代以后差壓式流量計的兩個組成部分：差壓變送器和流量顯示儀有突出的進展，估計今后此類流量計仍將占據(jù)重要的地位。

2． 渦輪流量計：在歐洲和美國渦輪流量計是繼孔板流量計之后的第二個法定天然氣流量計，已經(jīng)發(fā)展為多品種、全系列，多規(guī)格，批量生產(chǎn)規(guī)模的天然氣流量計。標準規(guī)范亦十分完備，但亦有不足之處：對測量介質(zhì)潔凈度要求較高，使用期限受到限制。不過據(jù)國外使用部門稱：曾對240臺使用8~15年的流量計進行周期檢定，發(fā)現(xiàn)儀表準確度的偏移仍在規(guī)定范圍內(nèi)。另外，采用一種高效整流作用的整流器與渦輪流量傳感器耦合成結(jié)構(gòu)一體化的氣體渦輪流量計，在上游側(cè)阻流件為彎頭或有半開截止閥條件下，只需要2D直管段長度，對于城市用安裝空間窄小的，它是很突出的特點。

3． 流體振動流量計：此類流量計有二種類型包括渦街流量計和旋進（旋渦進動）流量計。

    渦街流量計具有許多特點，如輸出脈沖頻率信號，信號與流量為線性關(guān)系，便于總量計量，范圍度寬，壓損小，無可動部件，結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝維護等，不足之處為對流場規(guī)則性要求較高，需有較長直管段，應(yīng)力式對管道機械振動敏感，不宜使用于強振動場所。多年實踐證明，渦街流量計選型（合適的測量范圍）至關(guān)重要，安裝要求應(yīng)特別注意，有時現(xiàn)場適當調(diào)整是必要的，這些都是提高使用效果的關(guān)鍵所在。

    旋進流量計的特點與渦街基本相同，只是有兩點區(qū)別：流量計壓損大得多和較短的直管段長度要求。生產(chǎn)廠推出直讀式（現(xiàn)場顯示）流量計受到用戶歡迎，順便提一下，所有城市用天然氣皆應(yīng)該發(fā)展直讀式現(xiàn)場顯示流量計，它應(yīng)作為基本品種之一，是一種以總量計量為主的儀表。

4． 容積式流量計：包括腰輪流量計、膜式流量計（家用煤氣表）等。它是使用歷史悠久，用量巨大的天然氣流量計，有完備的標準規(guī)范。精度適中，范圍度特寬（150：1），適于中小流量范圍，直讀式，無需外能源及無需直管段等等。

5． 超聲波流量計

     二十世紀90年代氣體超聲波流量計開始在天然氣工業(yè)中應(yīng)用，它以其優(yōu)異的特性引起國際上很大重視，成為繼孔板、渦街之后的一類重要的天然氣流量計。它的特點為：精度高，范圍度極寬，可適應(yīng)極低流速（0.5m/s以下），安裝直管段長度短（采用多聲道品種）等。目前不足之處：只適用于中大口徑，價格貴等。

6． 靶式流量計

    新型靶式流量計采用應(yīng)變計式力傳感器，具有許多優(yōu)異特性。如精度高（總量計量可達±0.5%~±0.1%），范圍度寬（10:1），適用中小口徑（DN15以上），無可動部件，結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，以及可實行干校驗（掛重法）簡化周期檢定等。

7． 科氏質(zhì)量流量計

    壓縮天然氣作為車用燃料的推廣使用必須解決汽車加氣站的計量問題?？剖腺|(zhì)量流量計在液體中的成功應(yīng)用促使人們希望推廣到氣體中去，但是遇到一個難題為氣體密度低，不能適應(yīng)儀表特性要求。高壓天然氣使氣體密度大幅提高恰好滿足了這個要求。

二、天然氣流量計的選用

     面對如此眾多品種的天然氣流量計，對于一般用戶選型成了一個難題。如何科學(xué)地、客觀地選出最佳流量計是需要關(guān)注的一個問題。我們認為選型應(yīng)當遵循適當?shù)囊?guī)則，盡量避免廠商的誤導(dǎo)宣傳，為自己找到一種恰到好處的流量計，它就是自己的理想流量計。

     選型可按五個方面進行：儀表性能方面、流體特性方面、安裝條件方面、環(huán)境條件方面和經(jīng)濟因素方面。各方面的考慮因素如下：

1. 儀表性能方面：精確度、重復(fù)性、線性度、范圍度、壓力損失、上下限流量、信號輸出特性、響應(yīng)時間等；
2. 流體特性方面：流體壓力、溫度、密度、粘度、潤滑性、化學(xué)性質(zhì)、磨損、腐蝕、結(jié)垢、臟污、氣體壓縮系數(shù)、等熵指數(shù)、比熱容、電導(dǎo)率、聲速、混相流、脈動流等；
3. 安裝條件方面：管道布置方向、流動方向、上下游管道長度、管道口徑、維護空間、管道振動、接地、電源、輔屬設(shè)備（過濾、排污）、防爆等；
4. 環(huán)境條件方面：環(huán)境溫度、濕度、安全性、電磁干擾等；
5. 經(jīng)濟因素方面：購置費、安裝費、維修費、校驗費、使用壽命、運行費（能耗）、備品備件等。

    天然氣流量計的選型步驟如下：

1. 依據(jù)五個方面因素初選可用儀表類型；
2. 采用淘汰法在比較中選出2-3種類型，排出次序；
3. 再次按五個方面進行仔細評比，最后淘汰至一種儀表類型。

     選型能否成功很大程度上取決于選型人員對儀表性能質(zhì)量和測量對象特性的確切了解。對于儀表性能質(zhì)量方面應(yīng)特別注意廠商的虛假宣傳及誤導(dǎo)成分。測量對象的確切了解非常重要，并非用戶對自己的測量對象都有準確了解，許多選型的失敗就是因為提供參數(shù)不準確所致。有些對象特性是需要經(jīng)過深入調(diào)查才能搞清楚的。