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城市燃气计量表具选型研究



目前,城市燃气行业采用的计量表具主要为膜式燃气表、罗茨流量计涡轮流量计和超声波流量计。 燃气计量表具选型时需要考虑流体特性、表具性能、安装条件、经济因素等多方面的因素。

1.流体特性

主要指燃气的压力、温度、密度、黏度、压缩性等。由于气体的压缩和膨胀特性,气体在标准状况(以下简称标况)与工作状况(以下简称工况)下特性不同,所以燃气计量表具选型时,需将设备的用气量换算成标况下的气量(即贸易结算的体积),再根据标况气量进行选型。 由气体体积换算的气体方程式可知,压力每增加1kPa 对流量影响约为1% 温度每变化3℃,对流量的影响大约为1% 因此,燃气计量表具配带温度、压力补偿的体积积算仪是非常必要的。

2.表具性能

包括表具的准确度等级、重复性、线性度、量程比、压力损失、始动流量、输出信号及响应时间等。 其中最主要的选型参数是量程和始动流量。

用气设备燃烧状态通常分大火、小火两类,小火用气量一般为大火用气量的1/41/2之间, 即燃气设备的用气负荷存在波动。 该波动因素会导致计量表具受干扰而影响计量准确度等级,因此,计量表具选型时要兼顾流量上限和下限。 只有计量表具的始动流量小于设备最小用气量,才能保证小流量的计量准确度等级。 但燃气计量表具,尤其是有转动部件的计量表具,经常处于下限流量工作,也很难保证计量准确度等级。 用气设备的最大流量宜选在燃气计量表具最大流量量程Qmax60%80%之间,这样可避免用气设备在故障或者特殊情况时产生瞬时大气量而损坏计量表具。 因此,选型时,应使计量表具主要运行在最大量程的20%80%之间,避免长时间在20%以下或80%以上运行。

如果仅对1台用气设备进行计量时, 根据用气设备的参数选择计量表具的量程。 如果对多台用气设备进行计量时, 需对设备的同时使用情况进行研究,从而得出用气设备组的最小、最大用气量。 考虑到设备检修或者因工艺要求停用设备而出现仅运行单台设备的情况,故通常将单台设备的实际最小用气量作为选择计量表具的最小流量,采用用气设备组总负荷乘以同时工作系数作为选择计量表具的最大瞬时流量。

一般,用气设备越多,同时工作系数越小,同时工作系数具体数值应根据实际使用情况确定。 此外,如果单台计量表具的量程范围不能满足多台用气设备的测量要求,应考虑分组配置计量表具,或对特殊燃气设备单独配置计量表具。

3.安装条件

燃气流向、管道走向、上下游直管道、管径、空间位置及管件等,这些都会影响燃气计量表具的准确运行、维护保养和使用寿命。

 

1)燃气流向

 

大部分计量表具只能在一个流动方向工作,反向流动则会损坏仪表。 使用时还应注意在误操作条件下是否可能产生反向流动,必要时应安装止回阀以保护表具。

2)管道走向

计量表具安装有水平安装和垂直安装两种,不同的方式在测量性能上也会有差别,一般制造商会在安装说明中明确表具的安装方向。

3上下游直管道

计量表具或多或少会受进口介质流动状况的影响,以确保计量准确度等级保持有良好的介质流态 (即无旋涡、无流速分布畸变)。要注意的是,计量表具厂家提供的说明书中规定的直管段长度都是在比较理想化的条件下提出的,因此,实际选型时要请设计院在设计时明确上、 下游工艺管线的布置,减小对计量造成的影响。

4)维检修空间

维检修空间时常被忽视,然而计量表具, 尤其是气体流量计属精密仪表,需要定时校验及检修,选型时也要结合安装场所实际情况考虑维检修空间需求。

4.经济因素

计量表具的成本仅考虑采购费用是不全面的应了解安装调试费、维护和定期流量校验(检定)费、运行费和备用件费等其他费用。

1)安装费用

正确安装可能还要额外布置管道或要配旁通管作定期维护。 安装费还应包括运行所需截止阀、过滤器等辅助件的费用。

2)运行费

流量仪表的运行费主要是工作时的能量消耗,包括电动仪表内部电力消耗或测量过程中推动流体通过仪表所消耗的能量亦即克服仪表因测量产生压力损失的泵送能耗费。 这是一个隐蔽性费用,往往被忽视。

3)检定(校验)费用

用于储运交接和商贸核算的流量计, 定期校验(检定)是必须的,要考虑校验的方法和地点以及带来的检验费用

4维护费和备用件费

维护费用为仪表投入使用后保持测量系统正常工作所需费用主要包括维护劳务和备用件费,备用件费用通常随着仪表性能提高的程度而增加。 选购仪表时要考虑备用件价格和购置的可能性从国外进口仪表的备用件价格与整台仪表的功能价格相比要贵很多,这一点要特别考虑。

5性能价格比和技术服务

目前来看,国产流量计整体性能较差、技术上有待完善提高而进口流量计性能较好但价格昂贵,还有一点要注意的是结构功能越复杂可靠程度就越低。因此从实际需要出发选择最优性能价格比的仪表才是正确的原则

根据上述分析针对不同终端用户提出计量表的选型建议如表1所示。

 仪表1.jpg

 


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