燃氣計量基礎知識

燃氣流量計根本知識2021年度培訓陳壽安天津市燃氣熱力規(guī)劃設計院2021.09

第1章普通引見第2章皮膜表第3章羅茨流量計第4章渦輪番量計第5章設計選型目錄在貿易計量中，計量設備作為買賣用氣雙方的一桿計量公平秤，必需做到科學、公正、公平、公開。在計量設備的選擇時必需嚴厲遵守中華人民共和國計量法規(guī)，嚴厲執(zhí)行并遵守買賣用氣雙方在簽署用氣合約中的某些商定，嚴厲執(zhí)行行業(yè)管理、行業(yè)法規(guī)上的相關條款、規(guī)定，按照有關的技術參數、計算數據選擇計量方式與計量儀表設備，防止人為要素影響所產生的投資浪費與計量精度誤差，降低各分計量表與總計量表之間因不同計量工況和選用不同計量表具所產生的系統(tǒng)精度誤差，為管理部門在搞好計量降差任務奠定根底。1.1、普通引見CMC是“中華人民共和國制造計量器具答應證〞標志，是“ChinaMetrologyCertification〞的英文縮寫，意為中國制造計量器具答應證。標志的含義是“中華人民共和國計量器具答應證〞。外圈“C〞表示“中國〞的英文縮寫。內圈“M〞表示“計量器具〞的英文縮寫。內圈“C〞表示“答應證〞的英文縮寫。CMC是制造計量器具答應證標志，是ChinaMetrologyCertification的英文縮寫，意為中國制造計量器具答應證。獲得制造計量器具答應證的企業(yè)，可在其消費的計量器具上標注CMC標志。該標志闡明：計量器具制造企業(yè)具備消費才干計量器具的才干，所消費的計量器具準確度和可靠性等目的符合法制要求。GBT18603-2001<天然氣計量系統(tǒng)技術要求>天然氣計量要求計量器具類別計量目的準確度等級要求氣體流量表（裝置）進出用能單位的氣體能源計量煤氣2.0天然氣2.0蒸汽2.5GB/T17167-2006<用能單位能源計量器具配備和管理通那么>誤差與準確度等級流量計的允許〔相對〕誤差去掉“±〞號及“%〞號后的數值叫做流量計的準確度等級。目前我國流量儀表準確度等級的劃分為九級，即：0.02，0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0。燃氣的計量方式有三種方式：體積計量、質量計量、能量計量：體積計量是以“規(guī)范立方米〞為單位的燃氣計量；質量計量是以kg為單位的燃氣計量。能量計量是以“熱值〞為單位的燃氣計量。目前國外的很多燃氣貿易計量主要采取“能量計量〞方式；〔LNG國際貿易MMBtu〕。CNG的壓力高達20MPa以上，只需質量流量計才干完成這樣高壓下的計量。CNG的計量是首先丈量出氣體的質量，然后除以氣體的絕對密度，換算成標況流量。換算公式：標況流量=氣體質量/氣體密度。當前、燃氣貿易交接計量的方式有按能量計量和按體積(質量)計量幾種，作為能源的燃氣，人們關注的是它的熱值，即發(fā)熱量，我國的燃氣體積計量技術及其規(guī)范化曾經接近國際程度。為了使我國燃氣計量方式與國際慣例接軌，在國內盡快實行燃氣能量計量顯得非常必要。2021年12月31日，GB/T22723-2021<天然氣能量的測定>國家規(guī)范正式發(fā)布，并于2021年8月1日起實施。工程規(guī)范形狀：由于中國的燃氣貿易計量是以體積為單位，而燃氣的體積受溫度和壓力的影響發(fā)生漲縮。為了公平貿易，中國燃氣行業(yè)確定：溫度20℃，壓力101.325KPa〔一個大氣壓〕為燃氣的規(guī)范形狀。燃氣在這一規(guī)范形狀下進展體積貿易交接。燃氣的標況體積：燃氣在規(guī)范形狀〔溫度20℃，壓力101.325KPa〕下的體積。Nm3燃氣的工況體積：燃氣氣在工況溫度和壓力下的體積?！鬯阋?guī)范形狀〔溫壓補償作用〕m3輸差即燃氣供銷差：購進燃氣量與銷售燃氣量之差。購進燃氣量與銷售燃氣量的差量稱為供銷差量〔輸差量〕，亦稱絕對輸差；供銷差量與購進氣量之比稱為供銷差率〔輸差率〕，亦稱相對輸差。輸差是燃氣企業(yè)的一項綜合目的，它直接影響燃氣企業(yè)的經濟效益，表達著燃氣企業(yè)的綜合管理程度。輸差的計算公式是：供銷差率=〔購進燃氣總量-銷售燃氣總量〕×100%購進燃氣總量常用的燃氣計量儀表1.容積式流量計膜式流量計〔家用煤氣表〕、羅茨式流量計等2.速度式流量計渦輪番量計、超聲波流量計、渦街式流量計等3.差壓式流量計孔板流量計2.皮膜表皮膜煤氣表是氣體進入煤氣表腔后，經氣體分配通道進入膜合，推進合成橡膠膜片運動，當膜片擺動時將另一側氣體排出表外，同時經過傳動機構使主軸產生旋轉運動進而帶動計數器累計計量，皮膜煤氣表有分為民用皮膜煤氣表和工商業(yè)用大皮膜煤氣表。涉及產品規(guī)范：GB/T6968-2021膜式燃氣表CJ/T112-2021IC卡膜式燃氣表JJG577-2021膜式燃氣表皮膜表構造和原理

JJG577-2021原理和構造燃氣表屬于容積式氣體流量計，它采用柔性膜片計量室方式來丈量氣體體積流量。在壓力差的作用下，燃氣經分配閥交替進入計量室，充溢后排向出氣口，同時推進計量室內的柔性膜片作往復式運動，經過轉換機構將這一充氣、排氣的循環(huán)過程轉換成相應的氣體體積流量，再經過傳動機構傳送到計數器，完成燃氣累積計量功能?；碇饕赏鈿?、膜片計量室、分配閥、連桿機構、防止逆轉安裝、傳動機構和計數器等部件組成。防止逆轉安裝燃氣表應裝有防止逆轉的安裝，當氣體流人方向與規(guī)定流向相反時，燃氣表應能停頓計量或者不能逆向計數。燃氣表應能接受不測反向流而不致呵斥正向流計量性能發(fā)生改動。燃氣進入燃氣表和從燃氣表排出，應該是流量均勻、壓力穩(wěn)定。采用適當的機構并根據上述的任務原理，以到達延續(xù)運轉的目的。各種類型的燃氣表，有一樣的任務原理但有不同的構造。在一個運動周期中，每個計量室延續(xù)充氣兩個過程(即充氣兩次)，排氣二個過程(即排氣兩次)；每一個過程必然有兩個計量室同時充氣，另兩個計量室同時排氣，但是，兩個充氣計量室的相位差為90°，另兩個排氣計量室的相位差也為90°，四個計量室延續(xù)交替地充氣、排氣。同一個皮膜相隔的兩個計量室必然是一個充氣、另一個排氣，或一個排氣、另一個充氣。兩側相對稱的兩個計量室在同一過程內，必然是一室在前，另一室在后。和其他容積式流量計一樣，燃氣表是利用流體流動過程中的壓差為動力，由滑閥切換氣流流向，推進膜片往復擺動、帶動連桿機構，將膜片的擺動變成自動齒輪的延續(xù)轉動，最后由計數器顯示，以實現對氣體流量的計量。單戶居民耗氣快速熱水器升數：在0.1MPa水壓及額定氣壓下，溫升25℃時，熱水器每分鐘的出水量〔L/min〕。普通有5、6、8、10、12、16升等規(guī)格。對應耗氣約為0.9、1.07、1.43、1.78、2.14、2.85Nm3/h。燃氣灶：兩眼和兩眼以上的燃氣灶和氣電兩用灶應有一個主火，其實測折算熱負荷：普通型灶≥3.5kW；紅外線灶≥3.0kW。按照3.5kW計算約為0.71Nm3/h。〔GB16410-2007家用燃氣灶具)也就是即使同時任務，最大16升的熱水器+燃氣灶雙眼同時開，也就3.56Nm3/h。如今J2.5最大為4Nm3/h?！睯1.6可10升+雙眼灶〕IC卡表顯示內容皮膜表檢定周期

JJG577-2021對于最大流量Qmax≤10m3/h且用于貿易結算的燃氣表只作初次強迫檢定，限期運用，到期改換。以天然氣為介質的燃氣表運用期限普通不超越10年。以人工燃氣、液化石油氣等為介質的燃氣表運用期限普通不超越6年。對于最大流量Qmax≥16m3/h燃氣表的檢定周期普通不超越3年。JJG577-2005〔廢〕

JJG577-2021〔取消計量等級，采用準確度等級〕燃氣計量表與燃具和設備的程度凈距應符合以下規(guī)定：1距金屬煙囪不應小于80cm，距磚砌煙囪不宜小于60cm；2距炒菜灶、大鍋灶、蒸箱和烤爐等燃氣灶具灶邊不宜小于80cm；3距沸水器及熱水鍋爐不宜小于150cm；4當燃氣計量表與燃具和設備的程度凈距無法滿足上述要求時，加隔熱板后程度凈距可適當減少。詳見：CJJ94-2021皮膜表優(yōu)缺陷皮膜表的優(yōu)點是：〔1〕皮膜表的最大優(yōu)點是量程比較寬，可以到達1：160，特別適用于流量變化很大的用戶。〔2〕皮膜表另一個優(yōu)點是價錢低廉。皮膜表的缺陷是：〔1〕工況計量，沒有溫壓修正。對于平原地域帶來壓力計量損失，對于冰冷地域帶來溫度計量損失。〔2〕低溫室外環(huán)境下，由于構造、資料等方面問題皮膜表轉速偏慢，帶來計量偏向。3、羅茨流量計羅茨流量計又叫腰輪番量計，是一種容積式流量計。它內部設計有構成一定容積的計量室空間，利用機械丈量元件把流體延續(xù)不斷地分割成單個知的體積部分，根據計量室逐次、反復地充溢和排放該體積部分流體的次數來丈量流量體積總量。容積式流量計是一種具有歷史悠久的流量儀表，具有對上游流速分布不敏感，丈量精度高，可用于高粘度流體并直接得到流體累計流量等特點。點擊動畫位置1：當下轉子以反時針方向轉到程度位置時，氣體進入計量室和轉子的空間位置2：下轉子在程度位置，底部室內存有一個固定體積的氣體位置3：當上下轉子繼續(xù)旋轉時，底部計量室內氣體被排出位置4：與上述過程同時，上轉子以順時針旋轉至程度位置，儀表上部計量室存有與底部一樣體積的氣體。每對轉子旋轉一周，排出等體積氣體4次。所以，當被測氣體進入流量計入口端，推進轉子旋轉，每轉動一周就有一定體積流量從出口排出，這就是旋轉派量任務原理。轉子轉動經磁性聯(lián)軸系統(tǒng)傳送給機械計數器，從而累積流經計量室的體積量，到達計量的目的。產品參照規(guī)范JB/T7385-94<氣體腰輪番量計>JJG633-2005<氣體容積式儀表檢定規(guī)程>SY/T6660-2006<用旋轉容積式氣體流量計丈量天然氣流量>氣體腰輪番量計的根本構造氣體腰輪番量計特點丈量準確度高，氣體腰輪番量計是一切檢測氣體流量儀表中丈量精度最高的一種儀表無接觸旋轉，防止了磨損，所以反復性好計量精度不受流體形狀〔震動、脈動〕影響，流量計前后無須直管段，抗干擾才干強壓力損失小，起步流量低，量程比寬一旦發(fā)生缺點，壓損急劇上升，有利于及時發(fā)現盡早排除減小損失大規(guī)格儀表，體積大、笨重、拆裝不便為了定量分析由于漏流的存在對誤差特性的影響，可假設經過間隙的漏流量為△q。當以流量qv經過流量計的氣體總量為V時，經過間隙漏過流量計的總漏流量△V為

也就是說，當腰輪氣體流量計存在漏流時，經過計量室排出的〔氣體〕總量由公式可知為NV，經過間隙漏過流量計時的〔氣體〕總量為△V。所以，實踐經過流量計的〔氣體〕總量為V=NV+△V由于漏流△q的存在，誤差不再是一個常數，而是一條隨流量變化的曲線。假設△q為一常數。當流量qv很小時，小到極限情況就是qv=△q，也就是說，經過流量計的流量都是漏過流量計的，流量計丈量元件根本還沒有動作。此時一切經過流量計的〔氣體〕量都是漏流的結果，流量計的示值為零。隨著流量qv的添加，誤差曲線也逐漸向正方向挪動。當流量繼續(xù)添加到達很大時，△q/qv已變得很小，誤差曲線逐漸趨向于理想誤差曲線，根本為一常數。新科流量計額定壓力等級：1、常規(guī)為0.6MPa；2、鑄鐵表可以做到1.0MPa、1.6MPa需訂貨闡明。訂貨參數：管徑；氣體流量，最大與最小值；精度；氣流方向〔上進下出〕；任務壓力：最大和最小值；任務溫度；環(huán)境溫度；其他類型；其他要求未注明產品按照1.5級準確度。蒼南儀表德萊賽流量計蒼南流量計尺寸引薦垂直安裝——上進下出，有助于轉子對臟物的自清潔才干安裝方式〔垂直安裝〕IP防護等級GB4208-2021

樣本里面有外殼防護等級

IP66防爆標志GB3836

樣本里面有:

ExiaIICT4(新科腰輪)

ExiaIICT5(新科渦輪)

本安型Exia

II類：除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備。

II類隔爆型“d〞和本質平安型“i〞電氣設備又分為IIA、IIB、和IIC類。

性能特點優(yōu)點：具有丈量準確度高，量程比寬，被測氣體的密度和粘度的變化對儀表示值和準確度影響小，對儀表前后直管段要求不高，缺陷：主要是體積大、笨重、進展周期檢定較困難。壓損較大，運轉中有振動。儀表傳動機構復雜，制造要求高，關鍵件易磨損。腰輪番量計需定期清洗和添加、改換光滑油。檢定周期(JJG633)準確度等級為0.2級或0.5級的流量計，檢定周期為2年；其他等級的流量計檢定周期為3年。運轉與本卷須知啟動：為防止壓力沖擊損壞流量計，必需做到有壓啟動，步驟如下——封鎖流量計后面的閥門，緩慢開啟流量計前面的閥門，使氣體充溢流量計；——有旁通管道的翻開旁通管道；——緩慢開啟流量計后面的閥門，使其在小流量下運轉，察看其能否正常；——流量計運轉穩(wěn)定后，封鎖旁通閥，用流量計后面的閥門調理流量值。過范圍維護：流量計能接受逐漸添加的過范圍此時除加速磨損外不會呵斥內部損壞，然而管道加壓，排氣或清潔時發(fā)生的極限氣體流速會使流量計內部轉子忽然加速，從而引起流量計嚴重損壞，因此需求緩慢加壓和啟動。4、渦輪番量計氣體渦輪番量計是一種速度式儀表，它具有壓力損失小、準確度高、起步流量低、范圍度寬、容易維修等特點。在城市天然氣計量，輸配氣管網天然氣計量，石油、化工、電力工業(yè)和民用鍋爐等燃氣計量，燃氣調壓站計量中得到了廣泛運用。氣體渦輪番量計是將渦輪置于被測流體中，當氣體進入流量計時，經過整流器的把經過儀表的氣體進展整流并加速，沖擊管道中心渦輪葉片，對渦輪產生驅動力矩，使渦輪抑制摩擦力矩和流體阻力矩而產生旋轉。在一定流量范圍內渦輪的角速度和流量成正比，利用這個特點，經過減速安裝把渦輪旋轉的圈數記錄下來，到達計量的目的。第一臺渦輪番量計氣體渦輪番量計主要構造①機械計數器②磁性聯(lián)軸器③渦輪④流量計表體⑤整流安裝⑥機芯等組成。氣體渦輪番量計主要構造氣體渦輪番量計主要構造計數器低頻脈沖內置整流器丈量芯構造〔紅色部分〕傳動機構渦輪葉片A1S高頻脈沖發(fā)生器A1R高頻脈沖發(fā)生器磁耦合傳動機構取壓口測溫套筒產品規(guī)范ISO9951：1993<封鎖管道中氣體流量的丈量渦輪番量計>GB/T18940-2003<封鎖管道中氣體流量的丈量渦輪番量計>GB/T21-2021<用氣體渦輪番量計丈量天然氣流量>JJG1037-2021<渦輪番量計檢定規(guī)程>參數流量儀表的靈敏度，表示流量儀表對對測流量值變化的反響才干。靈敏度S用流量計指示的增量△L，與流量變化增量△q之比來表示。過載流量計應設計成能在額定壓力和額定溫度范圍內，即使以超越最大流量20%的流量下運轉30min也不損壞，或不影響流量計的誤差曲線。準確度等級及分界流量

JJG1037-2021新科渦輪番量計蒼南渦輪番量計參數渦輪番量計壓力損失渦輪番量計安裝〔1〕對直管段的要求：流量計必需程度安裝在管道上〔管道傾斜在5°以內〕，安裝時流量計軸線應與管道軸線同心，流向要一致。假設安裝場所充許建議上游直管段為20D、下游為5D。新科：前5D后2D蒼南一體化兩級整流：前2D后1D〔2〕對配管的要求：流量計安裝點的上下游配管的內徑與流量計內徑一樣?！?〕運用現場應防止劇烈的電磁干擾；渦輪番量計的優(yōu)點：構造緊湊輕巧，安裝維護方便，流通才干大，不斷氣?？捎糜诟邏赫闪?，儀表表體上不用開孔，易制成高壓型儀表。輸出脈沖頻率信號，適用于總量計量及與計算機銜接，無零點漂移,抗干擾才干強。渦輪番量計的缺陷：流量計受來流流速分布畸變和旋轉流的影響較大，傳感器上下游側需設置較長直管段。實際上前直管段應＞10D。流體物性〔密度、粘度〕對流量特性有較大影響。小口徑〔DN50以下〕儀表的流量特性受物性影響嚴重，故小口徑渦輪番的儀表性能難以提高。建議運用DN80以上口徑的渦輪表。對被測介質的清潔度要求較高，雖然可安裝過濾器以順應臟污介質，但也帶來壓損增大、維護量添加等副作用。檢定周期JJG1037-2021檢定周期流量計的檢定周期普通為2年，準確度等級不低于0.5級的檢定周期為1年。德國規(guī)范檢定周期設計選型燃氣的標況體積：燃氣在規(guī)范形狀〔溫度20℃，壓力101.325KPa〕下的體積。Nm3以大氣壓為基準的流體指示壓力,可用壓力計測得,稱為表壓。壓力表上所顯示值都是附加壓,又稱“表壓〞。以絕對真空為基準的流體指示壓力，可用絕壓丈量安裝測得，稱為絕壓。絕對壓力=表壓+大氣壓。流量計溫度、壓力修正流量計丈量燃氣流量為任務形狀流量，應折算為規(guī)范形狀流量計費。折算：燃氣壓力≤1.0MPa〔表壓〕時，氣體可緊縮性可忽略，按理想氣體形狀方程進展換算燃氣壓力＞1.0MPa〔表壓〕時，氣體可緊縮性不可忽略，按實踐氣體形狀方程進展換算。實踐氣體形狀方程：PV=ZRTP—氣體絕對壓力，Pa；V—氣體