用于燃气流量测量的流量计

用于燃气流量测量的流量计

气体涡轮流量计广泛应用于石油、化工、冶金、航空、科研等部门及工业领域中多种气体，如天燃气、城市煤气、空气、氮气等气体的测量，在线测量时，其介质密度随温度和压力变化而变化，为精测量，必须同时跟踪检测介质的温度和压力，并将不同工况下的体积流量换算成标准状态或约定状态下的体积流量，因此具有优良的低压和高压计量性能，LWQ气体涡轮流量计特别适用于各种气体的测量，如天燃气等气体的计量。

主要特点：

·可测流量低，约为涡街流量计的1/4，适合贸易结算
·高精度，一般可达±1.5%R、±1.0%R
·重复性好，短期重复性可达0.05% - 0.2%
·可实现一体化温度、压力实时补偿，直接测量标准状态流量
·压力损失小
·抗震动性能强

技术参数：

测量范围：

安装要求：

1.对于新安装或检修后的管道务必进行吹扫，去除管道中的杂物后方能安装流量计,在进行所有流体静压实验和清扫管路操作期间，应拆下仪表，以免测量部件的严重损坏。

2.安装前，用微小气流吹动涡轮时，涡轮能转动灵活，并没有无规则的噪音，计数器转动正常，无间断卡滞现象，则流量计可安装使用。

3.流量计安装时法兰和管道法兰中间要加密封垫圈。

4.流量计上游处（≧2DN）必须安装相应规格的过滤器，气质较脏的场合应加装油过滤器，用户订货前，可同时向我公司订货，严禁过滤器和流量计直接相连。

5.流量计在安装时前后均应加截至阀门。

6.法兰盘连接处管道内经处不应该有突起相连接。

7.流量计安装时，严禁在其进出口法兰处直接进行电焊，以免烧坏流量计内部零件。

8.流量计应安装在便于维修、无强电磁场干扰、无机械振动以及热 影响的场所；

9.流量计不宜用在流量频繁中断和有强烈脉动流或压力脉动的场合；

10.流量计室外安装时，上部应有遮盖物，以防雨水浸入和烈日曝晒影响流量计使用寿命；

11.流量计可水平或垂直安装，流体流动方向应与壳体上标识的方向一致，在流量计的上、下游应保证有2DN和1DN的直管段长度。

12.为了不影响流体正常输送，建议安装旁通管道，在正常使用时必须关闭旁通管道阀门；

13.在管道施工时，应考虑安装伸缩管或波纹管，以免对流量计造成严重的拉伸或断裂；

14.应确保管道与流量计入口和出口的连接同轴，并防止垫圈和焊缝突入管道内，否则会扰乱流动剖面；

15.采用外电源时，流量计必须有可靠接地，但不得与强电系统共用地线；在管道安装或检修时，不得把电焊系统的地线与流量计搭接；

16.管道安装完毕进行密封性试压时，应注意流量计压力传感器所能承受的zui高压力（即检定证书上介质zui大压力），以免损坏压力传感器。

17.流量计投入运行时，应缓慢开启阀门（开启时间不少于15s），逐步增加流速，以免瞬间气流冲击而损坏涡轮。

燃气流量计1：

燃气流量计2：

用于燃气流量测量的流量计：

随着我国能源结构从煤炭、石油向天燃气的转移，燃气的应用得到了迅猛的发展。特别是国“西气东输” 工程的起动和实施，今后几十年内犬燃气的使用百分比将持续快速地上升，在2015年前后，预计将达到10%以天燃气的使用将会迎来的发展，因此，用于燃气流量测量的流量仪表将会得到大量使用，

埋论上说，用气体流量测量的流量计都可以用于燃气流量测吊"饵是由于燃气流量测量的特殊性和測量 效果，目前国内用于燃气流量测量的流量计主要是差压流量计、气体超声流量计、华陆气体涡轮流昌计、气体腰轮流量计和气体旋进旋涡流量计等（皮膜表主要作为家用煤气表使用，不在本文介绍范I韦I）。由于它们的工作原理 不同，测量效果也不尽相冋，用户在选型和实际应用时存在•也问题，特别是在气体涡轮流量计和气体旋进旋涡流量计两者的使10场合较ffi近，四者之间选用何种流计时川户常有段问I耳此，为了做好仪表的选型和使用工作，更好地满足用广要求，匂必要対匕述仪友的」:要性能指标、特山及应用注意事项进行系统的分析c

1常用种类简介

1.1差压式流量计

目前是压式流量计在燃气流量测量中仍占居肯位，常用的是孔板流量计。氏优点是结构简单牢固、性能稳 定可靠、使用期长、价格低廉、有完备的规范、得到法制计量如织的认可，是唯-可实仃干校的流量计等。但 是它亦有许多不足之处，如输出信号为模拟信号、重复性下髙、影响因素多、范围度窄、压损大、安装直管段 任、计量精度不高、现场安装条件要求高、维护成木大、配套的丿k力表需电源供电等。

1.2气体涡轮流量计

任欧美，HLLWQ-D-100气体涡轮流量计是占第♦位的燃气流量计，它己何完备的规范，是犬燃气法定计量器具。它 性能优良.其特点为精度高，范围度宽，输出信号与流量为线性关系、无零点漂移、抗十扰能力强、结构紧凑、 安装维护方便、适用于杳种流量范围、直读式、可以无电源工作等，“西气东输”工程中DN20。以卜'口径的管 道，J现定使用的流显计就是气体涡轮流量计」旦小冇不足之处,七要是对介质洁净度要求较高，使用不当会损 坏.

1-3气体旋进旋涡流貴计

'i体旋进旋涡流量计在国内燃气流量测量中有-定的市场，在国外应用很少-其特点有输出为脉冲频率信 号、信号与流量为线性关系、便于总量计量、无可动部件、结构紧凑简单便于安装维护等•不足之处主要是没 有完备的规范、对流场要求较高、流量计的压损大并需电源供电.

1-4气体腰轮流■计

气体腰轮流量计是使用历史较长的火燃气流量计，有完备的标准规范，其特点为精度髙、范围度极宽150： 1）、输出信号与流量为线性关系、无零点漂移、抗干扰能力强、适用于中小流量范围、立读式、可以无电源工 作、无需直管段等。但亦有不足之处，主要是对介质洁净度有- •定要求，颗粒状杂质会引起仪表卡死，造成断 气

1-5气体超声流量计

气体超声流量计近十年在天燃气流量计量方面引起重视，它己成为继孔板流量计、华陆涡轮流量计之后有发 展前途的一类流量计。其特点为精度高、范围度极宽（300: 1）、可适应极低流速、无压损、无可动部件、安装 使用费低、使用期长等，特别适合中、大口径的应用。“西气东输”工程中DN200以上口径的管道，规定使用 的流量计就是气体超声流量计。不足之处上要是没有完备的规范，实际应用中有许多使用问题，用户不熟悉和 使用不好是常见的问题。

2主要性能指标、特点和适宜场合

2.1差压流■计

精确度：1.0级，1.5级； ② 口径：DN50〜DN800：

③范围度：5 ； 1〜3 ： 1;

⑤压力损失：大。

特点：测量可靠，但精度稍低、测量范围窄、直管段要求严格、能耗大，特别不适含于低压输送和流屋变 化较大的场合。

2.2气体涡轮流■计

精确度：0.5级，1.0级； ②H径：DN15 ~ DN600；

③范围度：40 : 1-20 : 1； ④始动流量流量I的1/300：

⑤雷诺数要求：低； ⑥压力损失：较小。

特点：精度高、测量范围广、有一定的直管段要求、节能，较适合亍精度要求高、流量变化较大的场合。 

2.3气体旋进旋涡流置计

①精确度：1.0级，1.5级；

③范围度：15 : 1~10 : 1；

⑤压力损失：稍大。

特点：无可动部件、但精度稍低、测量范围稍窄、冇•定的直管段要求、较适合「精度要求不高、流量变 化不大的场合。

2.4气体腰轮流量计

①精确度：0.5级，1.0级；

③范围度：160：1〜20：1；

⑤雷诺数要求：极低：

特点：精度高、测量范围广、

2.5气体超声流■计

©精确度：0.5級，1.0级；

③范围度：300 ： 1 ：

⑤雷诺数要求：很低；

特点：精度高、测量范围广、 的场合。

3相关标准情况

差压式流量计的规范完备，主要是：国际标准化组织（IS。）颁布的国际标准“TS0 5167： 2003用差压 装置测量流体流量，共分四部分，包括总则、孔板、喷嘴和文斤里喷嘴、文丘里管等-ISO 9300： 1990采用 临界流文丘里喷嘴的气体流量测量”；国际法制计量组织（OIML）颁布的国际建议“0IMLR6： 1989气体体积流 量计一般规范”;美国燃气协会的报告“AGA N03天燃气孔板流置计”；标准“GB/T2624-93流量测量节流 装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满I员I管的流体流量”：G油部标准“SY. T61 13-1996天燃气流量的标准孔 板计量方法”。

HLLWQ-D-100气体涡轮流量计的规范也较完备，主要是：国际标准化组织（ISO）颁布的国际标准“ ISO 9951： 1993 I-J 闭管道中气体流量测量-涡轮流量计”；国际法制计量组织（OIML）颁布的国际建议“0IMLR6： 1989气体体积流 量计-•般规范”；“0IMLR32： 1989旋转活塞式气体流量计和涡轮,体流量计”：美国燃气协会的报告“AGA N07 涡轮流量计测量燃气”，欧共体标准“EN12261： 2001气体流量计-涡轮气体流量计”；标准“GB T18940： 2003封闭管道屮气体流量测量-涡轮流量计”。

气体腰轮流量计的规范主要是：国际法制计量组织（OIML）颁布的国际建议“0IMLR6； 1989气体体积流量 计一般规范”；美国燃气协会的报告-AGA N02容积式流量计”；欧共体标准“EN12480： 2001气体流量计-罗茨 容积式气体流量计

气体超声流量计的规范主要是：美国燃气协会的报告“AGA N09用多声道超声流量计测量天燃气流量”。

气体旋进旋涡流量计目前尚未看到有关标准（无论是国际标准还是国内标准）。

4华陆气体涡轮流量计与气体旋进涡流量计的比较

目前，国内用于燃气测量的流量仪表中，气体涡轮流暈计占主导地位，气体旋进旋涡流量计也有一定的市 场，两者的使用场合较相近，用户对两者的选用常有疑问。因此，从应用的角度来讲，有必要对二者进行比较, 如表1所示。

气体涡轮流量计是流量计的主要种类之一，它的工作原理是：进入气体涡轮流量计的气体经导流体被加速, 被加速的气体通过进口通道作用于涡轮的叶片上，气体的冲力使流量计的涡轮在流路中旋转，在一定的流量范 70围内，涡轮的转数与所流过气体的体积成正比。通过机械或电磁感应的方法，可以获得涡轮的转数f,从而可 以得到气体流经流量计的流量仏流量0与涡轮转数/■的关系为：

Q= fK （.1）

式中：K为流量计常数。

气体涡轮流量计广泛应用于燃气等昂贵气体流量或总量的测量，在国内外天燃气流量测量中得到广泛的使 用。气体涡轮流量计的理论研究和实践经验都很成熟，有相应的国际标准，各国也有相应的标准，我国也等同采用了国际标准。在欧洲和美国，气体涡轮流量计是主要的燃气流量计量仪表，仅荷兰在天燃气管线上就采用了2 600多台HLLWQ-D-100气体涡轮流量计。

气体旋进旋涡流量计是上世纪70年代开始出现的流量计，它的工作原理是：进入气体旋进旋涡流量计的气 体，首先通过螺旋起旋器后被强迫旋转加速，形成旋涡，旋涡的中心为涡核。被加速的旋涡进入扩大段后急剧 减速，压力上升产生回流，在回流的作用下，涡核就围绕流量计的轴心线作螺旋进动。通过敏感元件感应的方 法测量出旋涡进动频率/就可推导出流量。流量与旋涡进动频率/'的关系为：

/ = QK （2）

式中：为流量计常数。

气体旋进旋涡流量计在国外的应用不多，但在国内天燃气和蒸汽流量测量中得到较多的使用。旋进旋涡流量计的理论研究和实践经验都很欠缺，没有相应的国际标准和标准，这有待于完善。

表1两种流量计比较

气体涡轮流嵬计 .体旋进涡流量计

精确度

高精确度，-般为±0. 5%-±1.0%,任所有流瞪 屮上精确度，-般为土 1.0%〜±1.5%。 计中，它属于精确的,.

•重复性

重复性好，一般为0.05%〜0.2%，是贸易结算中优重复性,般,•般为0,2%。 先选用的流量计c

信号分辨力

可获得很高的频率信号，信号分辨力强。 频率信号很低，口径愈大愈低，造成信号分辨力低，

带来测量误

范围度

（流量计能够按规定 精确度进行测量的范 围）

范围度宽，一般为40：1〜20：1,测量范围广， 范围度中等，一般为测量范围稍窄。 能适合于流量变化较大的场合。天燃气输送时，这使得在燃气测量时，较适合于流量变化不大的场合。 流量变化一般都很大，因此，特别适合于天燃气

抗振性

抗管道振动能力较好。 易受抗管道振动影响，使用时要特别注意，尽量避免。

介质要求

对介质浩净度要求较高，使用不当会损坏- 讨介质洁净度要求没有气体涡轮流量计高，不易损坏-

国际标准化组织（IS0）颁布的国际标准IS09951, 至今尚未制定有关标准（无论是国际标准还是国内标 国际法制计量组织（OIML）颁布的国际建议R6,准），难于保证气体旋进旋涡流量计在燃气计量的权威

5应用中的特别注意事项

仪表投运前应彻底吹扫，清除焊渣、锈垢等污物，需用被测气体吹扫，直到存在的空气或无用的气体被排光为止；

安装仪表时应对准法兰及螺孔，避免对仪表施加附加应力，如有必要可用波纹管式弹性连接件；

塑料叶轮的涡轮流量计严禁带表焊接配对法兰，否则会损坏仪表；

表身上有箭头指示气体流动方向，’切勿装反；

通气前应保证“有压启动”，即应在表后阀门关闭的情况下缓慢开启表前阀门，待表内已充满气体和维 持管道高压力的情况下再缓慢开启表后阀门，避免压力冲击对表带来的损害；

无论如何不要通过装在仪表上游的气体压力调节器进行流量调节，因为压力浪涌肯定会损害仪表；

表前应安装过滤器，并定期清洗；

在数表并联使用的情况下，不得任意关闭某一通道，避免其他流量计严重过载；

仪表应安装在管道不易积水的地方，保证仪表能够正常运行。

6结束语

如何选择合适的流量计，对于用户来说有时是…个难题。用户选型时考虑的因素很多，除了要考虑仪表性 能方面的指标（精确度、重复性、线性度、范围度、压力损失、卜.下限流量、输出信号）夕卜，还应考虑被测介 质的物性（温度、压力、密度、化学性质、颗粒、结垢、脏污、多相流、脉动流）、现场安装条件（上卜-游直管 段长度、流向、管径、管道振动、过滤、排污、有否电源）、环境要求（环境温度、湿度、电磁兼容性、防爆） 和使用维护成本（仪表价格、安装成本、校验成本、维修成本、能耗、寿命、备品备件成本）等方面的因素。