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燃氣流量計的選型及安裝
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燃氣流量計的選型及安裝
 
    做好燃氣計量工作,降低燃氣供銷差,已被許多燃氣企業所重視。要保證計量準確,必須從源頭抓起,即最初的設計、選型、安裝要合理、科學,特別是商業用戶、工業用戶的燃氣流量計更應如此。
1常用燃氣流量計的主要性能比較
    常用燃氣流量計主要有膜式燃氣表、羅茨燃氣流量計和渦輪燃氣流量計等,測量原理各不相同,運行條件和對被測燃氣的參數要求也各不一樣,各自的性能也存在著一定的差異。
  ①根據國家對能源計量的要求,膜式燃氣表、羅茨燃氣流量計和渦輪燃氣流量計的計量相對誤差均為±2%。
    ②由于燃氣流量計各自的測量原理不同,其測量燃氣的量程不同,壓力損失也不同。常用燃氣流量計主要性能比較見表1。
    ③膜式燃氣表屬于容積式流量計,其測量原理是采用表殼體計量室內的測量組件隔膜在進出口燃氣壓力差(以此為動力)的作用下產生不斷的交替運動,從而把充滿計量室內的燃氣不斷地分隔成單個的計量體積(循環體積)排向出口,再通過機械
表1  常用燃氣流量計主要性能比較
項  目
膜式燃氣表
羅茨流量計
渦輪流量計
量程/
(m3.h-1)
0~160
 
O~650
 
0~6 500
 
計量精度
一般
始動流量
較小
較小
智能溫壓補償
價格
便宜
較便宜
較貴
安裝要求
一般
管道吹掃,裝過濾器
前后直管段有要求,管道吹掃,裝過濾器
氣質要求和    影響
維護與檢修
現場無法維護  與檢修
 
清理過濾器,現場拆卸、
.檢修
清理過濾器,現場拆卸、    檢修
使用壽命
較短
較長
較長
單個的計量體積(循環體積)排向出口,再通過機械傳動機構與計數器相連,實行對單個計量體積的記數和單個計量體積量的運算傳遞,從而可測得(計量)流通的燃氣總體積。膜式燃氣表量程比寬,安裝方便,對表前、后直管段的要求不高;但其體積大,量程小,易受腐蝕而導致泄漏及計量不準,維修不方便,只適用于低壓,只計量工況流量,不易實行智能溫、壓補償。我公司現有在線使用的6—100 m3/h的皮膜燃氣表約500臺,每年需更換約50臺,主要問題是不走字、泄漏等。我們曾對在線使用的皮膜燃氣表拆下送檢,結果發現沒有合格的,主要問題是小流量時嚴重偏慢或不走字。膜式燃氣表無法進行日常維護,只有更換、送廠家修理或報廢。
    ④  羅茨流量計也屬于容積式流量計,隨著燃氣的通過,燃氣表的人口和出口之間產生的差壓作用在由高精密同步輪聯結在一起的一對腰輪上,從而驅動腰輪旋轉,將充滿計量室內的燃氣定量排出,再通過機械傳動機構和積算器相連,實現燃氣體積計量和數據轉換。我公司現主要將羅茨流量計用于用氣量較大(大于100 m3/h)的食堂、餐飲用戶。經過使用發現其有如下優點:精度高,量程比寬,起始流量低,安裝、維護、清理方便(現場抽出機芯即可維護),對流量計前后直管段要求不高,并能實現在線溫、壓智能補償,適用于高、中壓計量。與皮膜燃氣表相比,相同流量條件下羅茨流量計的價格比皮膜燃氣表要高些,但性價比高,綜合考慮后比皮膜燃氣表要經濟。在安裝時要防止雜屑、焊渣等進入流量計內,流量計前安裝過濾器,通氣前應待吹掃試壓后再安裝流量計。在運行過程中要定期清理過濾器,確保羅茨流量計的正常運行。
    ⑤渦輪流量計屬于速度式流量計,其測量原理是利用置于燃氣中的渦輪感受燃氣平均速度來測量燃氣的體積流量,渦輪轉速與被測燃氣體積成正比。渦輪流量計精度高,流量大,工況流量達6 000 m3/h以上,且智能化程度高,能實現在線溫、壓補償。但對安裝條件要求較高,流量計安裝位置前后有直管道長度的要求,量程比小,對燃氣的清潔度要求也較高。適用于天然氣、液化石油氣的計量,主要用于工礦企業的爐、窯等熱負荷相對恒定的用氣設備。
2燃氣流量計的選型原則與實例
2.1選型原則
    ①在對燃氣流量計進行選型時應考慮很多因素,如流體特性、儀表性能、安裝要求、環境條件、經濟因素等。其中對計量對象即燃氣的確切了解非常重要,這往往需要選型設計人員和計量管理人員進行深入細致的調查。
    a.流體特性主要指燃氣的壓力、溫度、密度、黏度、壓縮性等,由于氣體的體積隨著溫度、壓力而變化,應考慮是否要補償修正。
    b.儀表性能是指儀表的精度、重復性、線性度、量程比、壓力損失、起始流量、輸出信號及響應時間等,選流量計時應對上述指標進行仔細分析比較,選擇能滿足測量要求的儀表。
    c.安裝條件是指燃氣流向、管道走向、上下游直管道長度、管徑、空間位置及管件等,這些都會影響燃氣流量計的準確運行、維護保養和使用壽命。
    d.經濟因素是指購置費、安裝費、維護費、校驗費及備品備件等,其又受燃氣流量計的性能、可靠性、壽命等影響。
    ②燃氣流量計的計量相對誤差一般為±2%。被測燃氣流量值在流量計的最大流量與最小流量區問內,才能被準確測量,用戶的正常用氣量宜在流量計量程的20%一85%范圍內。
    ③在滿足測量精度的前提下,針對被測燃氣的實際流量范圍(工況條件下最大流量與最小流量的區間),合理選擇相應的燃氣流量計型號及規格,尤其對燃氣流量的下限要特別關心。
    a.當燃氣流量計下游僅有1臺燃氣設備時,燃氣設備的實際最小燃氣流量作為選擇燃氣流量計的最小流量,燃氣設備的最大燃氣流量作為選擇燃氣流量計的最大流量。
    b.同一燃氣流量計下游有1臺以上燃氣設備的情況下,宜將同一燃氣流量計下游的燃氣設備組的實際最小燃氣流量作為選擇流量計的最小流量,將同一燃氣流量計下游的燃氣設備組的總燃氣流量乘以同時工作系數后的流量作為選擇燃氣流量計的額定流量。
    c.當同一臺燃氣流量計下游裝有多臺用氣設備時,如果單臺燃氣流量計的量程范圍不能覆蓋用氣設備的最大流量和最小流量時,應考慮對燃氣設備進行分組配置燃氣流量計或對特殊燃氣設備單獨配置燃氣流量計。   
    ④用氣設備正常工作條件下的用氣負荷是燃氣流量計選型的主要依據,極端使用狀態時的燃氣負荷(最大流量和最小流量)僅是燃氣流量計選型的參考依據。極端使用狀態是指燃氣設備偶然或較少出現的使用狀態。
    (5)燃氣流量計選型時應考慮燃氣流量計的性能價格比,燃氣流量計的測量精度不是燃氣流量計選型的唯一條件,要根據燃氣設備的實際運行工況 (被測燃氣的實際流量范圍),綜合考慮燃氣流量計價格及安裝、使用、維護成本,合理選擇滿足測量要求的燃氣流量計。
    ⑥對餐飲業(飯店、食堂等)用戶一般優先選用膜式燃氣表和羅茨燃氣流量計。當燃氣設備的用氣最大流量≤65 m3/h時,宜選擇膜式燃氣表;當燃氣設備的用氣最大流量為65—650 m3/h時,宜選擇羅茨燃氣流量計。
    (7)對熱水茶爐、鍋爐等用戶,一般選用智能羅茨燃氣流量計,要求帶溫、壓補償裝置。
    (8)對工業爐窯、大型鍋爐:化工用氣設備等大用戶,流量>650 mS/h時,一般選用渦輪燃氣流量計,并建議各燃氣設備單獨安裝燃氣流量計,且對智能化程度要求高,能實現自動化、遠程化,以便對用戶用氣情況實施在線實時監測。
    ⑨任何燃氣流量計都有其優缺點,都有特定的使用條件和適應范圍,在選型時應綜合比較,選擇計量準確、性能可靠、維護方便、性價比高的燃氣流量計。不同特性用戶燃氣流量計選型建議見表2。
    表2不同特性用戶燃氣流量計選型建議
 
    用戶分類
燃氣工作壓力/kPa
燃氣最大流量/ (m3.h-1)
    選型
   居民用戶
    1~2
    ≤6
  膜式燃氣表
食堂、餐飲用戶
l~2
    ≤65
    膜式燃氣表
    >65
    羅茨流量計
    >100
智能羅茨流量計
供暖、熱水鍋爐及
空調直燃機用戶
6~30
 
  ~<300
智能羅茨流量計
  >300
智能渦輪流量計
普通小工業用戶
6~30
  ~<300
智能羅茨流量計
大型商業用戶及
    工業用戶
  6~30
  ~>650
智能渦輪流量計
  ①羅茨流量計
    我市某工業企業生產輪胎子午線的流水線配套設備要求以燃氣為燃料進行加熱,按照我公司氣源種類及燃氣管網的敷設情況,目前只能先供應管道液化石油氣,待西氣東輸天然氣到南通后再改用天然氣。該單位用氣設備分別為擴散爐1臺(熱負荷為813 kW,使用壓力為12 kPa)、加熱爐l臺(熱負荷為1 231 kW,使用壓力為10 kPa)和流動爐1臺 (熱負荷為929 kW,使用壓力12 kPa)。
    根據該單位用氣設備的熱負荷參數、用氣特點及燃氣參數進行核算,結合燃氣流量計的選型原則,該企業各用氣設備選用羅茨流量計進行計算,流量每臺設備的用氣量都由單獨的流量計進行計量,流量計精度為1.5級,且均帶有溫、壓智能補償裝置。燃氣流量計的量程都能覆蓋各用氣設備的用氣量范圍(液化石油氣和天然氣都適用)。
表3  該企業各用氣設備燃氣流量計選型配置
 
設備
名稱
 
 
 
 
 
設備用氣量/(m3.h-1)
  配置燃氣流量計    型號
流量計量程/(m3.h-1)
實際運行時液化石油氣瞬時流量/(m3.h-1)
液化石油氣
 
天然氣
 
擴散爐
  28.0
  86.5
 LWQZ一Ⅲ一50
 6~100
20~34
加熱爐
  42.4
  131.0
  LWQZ~Ⅲ一50C
  10~160
  30~45
流動爐
  32.O
  98.9
 LWQZ~Ⅲ一50
 6~100
16~40
   
  ②膜式燃氣表
    我市王子飯店點心部所選爐具分別為單頭平頭爐、小炒爐和蒸籠爐各1臺,其最大熱負荷均為89 kW,使用壓力均為1.5 kPa。該飯店位于我公司人工煤氣供應區域,人工煤氣低熱值為14.63 MJ/m3。
  經計算,點心部3臺爐具總用氣量為66 m3/h。3臺爐具的同時工作系數為0.9,則實際使用時燃氣最大流量為59.4 m3/h,單臺最小用氣量為0.6 m3/h。按燃氣表選型原則及表2的選型建議,最終確定選配LMN一40的膜式燃氣表1臺,最大流量為65 m3/h,最小流量為0.4 mS/h,其量程基本覆蓋該點心部  各種用氣設備各種情況下的用氣量,也能保證用氣設備的正常使用(膜式燃氣表壓損不超過0.3 kPa)。因用氣壓力為1.5 kPa,壓力較低,故未考慮溫、壓補償。
  3燃氣流量計的安裝要求
    ①燃氣流量計的安裝設置部位應滿足維修、更換、抄表要求。
    ②安裝前應具備下列條件:有出廠合格證、檢定證;外觀不得有污損、凹陷和破裂;編號、記數器應清晰完好;出廠封印或檢定封印完好;距檢定期不得超過6個月;燃氣流量計前、后管道系統安裝、吹掃和試壓工作完畢。
  ③安裝后的燃氣流量計應符合下列要求:牢固可靠,不應受到附加應力的作用,流量計底應設支架,支架應水平、穩固。
    b.應橫平豎直,進出口立管不得傾斜,流量計本體應垂直。
    c.燃氣流量計進出口閥門的安裝應便于操作,朝向合理,轉動靈活;應便于抄表、更換、檢修。
  d.安裝方式應與設計要求一致,應按設計要求規定的走向、位置安裝,不得裝反。
    e.用于濕燃氣時燃氣流量計前后水平管應有坡度,但不應坡向燃氣流量計,以防燃氣流量計積水。
4管理措施
    ①用戶在申請燃氣配套時,應嚴格按書面要求如實填寫燃氣設備的類型、銘牌、燃氣壓力、熱負荷等參數和數量,以便于設計和燃氣流量計選型。通氣時要求對用戶安裝的燃氣設備進行現場核對,確認是否與申請時一致,否則一切后果由用戶負責。
    ②燃氣流量計在選型時一定要有專業人員審核把關,避免選大或選小,造成計量不準、浪費資金、無法滿足用戶使用要求等情況,確保投運后準確計量。
    ③燃氣流量計投運后的維護、管理、檢定等工作也很重要。如做好對過濾器的清理、燃氣流量計機械運動部件的加油、保養等工作,既能保證計量準確,又能延長使用壽命。燃氣流量計的運行管理應加強,特別是對流量計的檢定工作,應做到公平、公正,誠信經營,維護雙方利益。
    ④定期組織對用戶燃氣設備的核實登記工作,特別是餐飲業用戶,因其經營情況不穩定,用氣量變化較大,從而影響流量計的準確運行。為此應依據用戶燃氣設備核實情況和用氣量變化情況對流量計進行合理調配更換,對流量計實行動態管理。
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