寶雞中燃城市燃?xì)獍l(fā)展有限公司 王 佳 屈菊紅

0 前言

城市天然氣一般用氣對(duì)象為居民、商業(yè)、福利和工業(yè)等，城市燃?xì)鈶?yīng)用范圍已不斷向新的領(lǐng)域拓展，用戶(hù)變得多樣化，有餐飲、洗浴、采暖、酒店、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)等用戶(hù)，對(duì)這些燃?xì)庥脩?hù)的精確計(jì)量顯得尤為重要。如何正確了解各種燃?xì)庥?jì)量設(shè)備的性能特點(diǎn)，做到科學(xué)選型，合理使用，精細(xì)管理，是燃?xì)饨?jīng)營(yíng)企業(yè)計(jì)量工作的基礎(chǔ)工作。燃?xì)庥?jì)量是經(jīng)濟(jì)建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新和社會(huì)進(jìn)步中的一項(xiàng)重要的技術(shù)基礎(chǔ)。經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平越高，越需要加強(qiáng)計(jì)量工作；技術(shù)越更新，越需要先進(jìn)的計(jì)量手段；社會(huì)越進(jìn)步，越需要實(shí)現(xiàn)計(jì)量制的統(tǒng)一和量值的精準(zhǔn)，因而越需要加強(qiáng)計(jì)量工作的推進(jìn)。最終目的是為了保護(hù)廣大用戶(hù)和燃?xì)夤?yīng)單位免受不準(zhǔn)確測(cè)量所造成的經(jīng)濟(jì)損失；為保證燃?xì)庥脩?hù)和燃?xì)饨?jīng)營(yíng)單位各自應(yīng)有的權(quán)益不受侵犯。

1 常用計(jì)量設(shè)備的分類(lèi)及特點(diǎn)

從大的方面來(lái)講，根據(jù)燃?xì)庠O(shè)備的用氣流量，主要分為家用、商用、工業(yè)用；根據(jù)計(jì)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)，主要分為膜式燃?xì)獗怼⒘_茨流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等?？偟膩?lái)講，無(wú)論是根據(jù)哪種分類(lèi)，都與燃?xì)庥?jì)量設(shè)備的性能、用戶(hù)燃?xì)庠O(shè)備使用的環(huán)境、用氣壓力、溫度、氣量大小等有著密切的關(guān)系。

1.1 膜式燃?xì)獗?/h3>

目前市場(chǎng)上主流膜式燃?xì)獗碛袃煞N，一種為機(jī)械式膜式燃?xì)獗?；另一種為智能式膜式燃?xì)獗怼?/p>

機(jī)械式膜式燃?xì)獗碛?jì)量通過(guò)機(jī)械滾輪實(shí)現(xiàn)，當(dāng)流動(dòng)的氣體經(jīng)過(guò)燃?xì)獗頃r(shí)，受到管道摩擦及機(jī)構(gòu)的阻擋，內(nèi)部的燃?xì)鈺?huì)在燃?xì)獗磉M(jìn)出口兩端產(chǎn)生壓力差，通過(guò)這個(gè)壓力差推動(dòng)膜式燃?xì)獗淼哪て谟?jì)量室內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并且?guī)?dòng)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)配氣，使得膜片的運(yùn)動(dòng)能夠連續(xù)往復(fù)的進(jìn)行，膜式燃?xì)獗硗ㄟ^(guò)內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)，把直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成圓周運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械滾輪計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)動(dòng)；膜片每往復(fù)一次，就排出一定量氣體，最終滾輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)單元，根據(jù)使用的氣量進(jìn)行累計(jì)操作，最終實(shí)現(xiàn)燃?xì)饬髁坑?jì)量記錄。

機(jī)械式燃?xì)獗韮?yōu)點(diǎn)在于計(jì)量可靠，質(zhì)量穩(wěn)定，缺點(diǎn)在于抄表麻煩，都得人工上門(mén)抄表，燃?xì)夤拘璧猛度牒芏嘭?cái)力人力。再者當(dāng)前社會(huì)不穩(wěn)定因素增多，不法分子冒充燃?xì)夤救霊?hù)抄表，對(duì)居民家中產(chǎn)生不安全因素。

智能式膜式燃?xì)獗硎窃跈C(jī)械式燃?xì)獗淼幕A(chǔ)上增加IC卡控制器，實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)方式。主要通過(guò)卡片來(lái)實(shí)現(xiàn)，如IC卡(如4442卡)、射頻卡(如T5557卡、M1卡)等。IC卡以其價(jià)格等優(yōu)勢(shì)現(xiàn)在成為目前市場(chǎng)燃?xì)獗淼闹髁?，IC卡用于購(gòu)買(mǎi)氣量并存入表中使用；不同用戶(hù)卡編號(hào)不同，一表一卡。它的主要功能是負(fù)責(zé)監(jiān)視計(jì)量表的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)先付款后使用的原則，用戶(hù)到燃?xì)夤纠U費(fèi)，然后將所購(gòu)燃?xì)鈿饬砍淙爰抑械娜細(xì)獗?，很多用?hù)安裝了IC卡式燃?xì)獗砗笥脷飧憬?。這樣既方便了燃?xì)夤镜墓芾?，又免去了抄表占用的大量人力，很好的控制了成本?/p>

膜式燃?xì)獗淼脑頌槿莘e式，量程比寬，安裝方便，對(duì)表前、表后直管段的要求不高；但其量程小，易受腐蝕而導(dǎo)致泄漏及計(jì)量不準(zhǔn)，維修不方便，只適用于低壓，只計(jì)量工況流量，不易實(shí)現(xiàn)溫壓補(bǔ)償。

1.2 羅茨流量計(jì)

羅茨流量計(jì)也叫腰輪流量計(jì)，是一種容積式流量計(jì)。在腰輪流量計(jì)的殼體內(nèi)有一個(gè)計(jì)量室，計(jì)量室內(nèi)有一對(duì)或兩對(duì)可以相切旋轉(zhuǎn)的腰輪，在流量計(jì)殼體外面與兩個(gè)腰輪同軸安裝了一對(duì)驅(qū)動(dòng)齒輪，它們相互嚙合使兩個(gè)腰輪可以相互聯(lián)動(dòng)。羅茨流量計(jì)利用兩個(gè)腰輪，把流體連續(xù)不斷的分割成單個(gè)的體積部分，利用驅(qū)動(dòng)齒輪和計(jì)數(shù)指示結(jié)構(gòu)計(jì)量出流體總體積量。它有兩個(gè)腰輪(酷似8字形)狀的共軛轉(zhuǎn)子，分別控制在各自的轉(zhuǎn)軸上，一個(gè)腰輪轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)就跟著(同步齒輪聯(lián)接)反向轉(zhuǎn)動(dòng)， 相互間始終保持著一條線接觸(準(zhǔn)確說(shuō)是接近)，既不能相互卡住，又不能有泄露間隙。

羅茨流量計(jì)功能特點(diǎn)：工作壽命長(zhǎng)，正常運(yùn)行期限長(zhǎng)達(dá)15年；范圍度寬：不同規(guī)格流量計(jì)范圍度50:1～243:1；高精確度、高可靠性、重復(fù)性好：計(jì)量精度不受介質(zhì)條件的影響，長(zhǎng)期使用不需調(diào)整；起步流量低，不同規(guī)格流量計(jì)的始動(dòng)流量0.06～1.20m3/h；壓力損失小：不同規(guī)格流量計(jì)的壓力損失0.16 ～0.55 kPa；流量計(jì)前后不需要直管段，可以安裝在環(huán)境狹窄的場(chǎng)合。羅茨流量計(jì)也有一定的局限性，大口徑流量計(jì)體積比較大，且價(jià)格較高；轉(zhuǎn)子卡死將給用戶(hù)帶來(lái)供氣不足；要求潔凈的天然氣，氣體若過(guò)濾得不精細(xì)，雜質(zhì)會(huì)卡死流量計(jì)；運(yùn)行噪音較大，必要時(shí)采用隔音措施。

1.3 渦輪流量計(jì)

渦輪流量計(jì)為速度式流量計(jì)，也叫葉輪式流量計(jì)，依靠測(cè)定轉(zhuǎn)子的速度計(jì)算出體積。它先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號(hào)。這種流量計(jì)用于檢測(cè)瞬時(shí)流量和總的積算流量，其輸出信號(hào)為頻率，易于數(shù)字化。感應(yīng)線圈和永久磁鐵一起固定在殼體上。當(dāng)鐵磁性渦輪葉片經(jīng)過(guò)磁鐵時(shí)，磁路的磁阻發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。信號(hào)經(jīng)放大器放大和整形，送到計(jì)數(shù)器或頻率計(jì)，顯示總的積算流量，同時(shí)將脈沖頻率經(jīng)過(guò)頻率－電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時(shí)流量。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量，葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過(guò)的總量。

渦輪流量計(jì)的輸出是頻率調(diào)制式信號(hào)，不僅提高了檢測(cè)電路的抗干擾性，而且簡(jiǎn)化了流量檢測(cè)系統(tǒng)。它的量程比可達(dá)10:1，精度在±0.2%以?xún)?nèi)。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計(jì)的時(shí)間常數(shù)可達(dá)0.01 s。渦輪流量計(jì)擁有高質(zhì)量軸承、特別設(shè)計(jì)的導(dǎo)流片，因此極大降低了磨損，對(duì)峰值不敏感，甚至惡劣的條件下也可以給出可靠的測(cè)量變量。

渦輪流量計(jì)具有精度高、重復(fù)性好、高量程比、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)部件少、耐高壓、測(cè)量范圍寬、體積小、重量輕、壓力損失小和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，擁有高質(zhì)量軸承、特別設(shè)計(jì)的導(dǎo)流片，因此極大降低了磨損，對(duì)峰值不敏感，甚者惡劣的條件下也可以給出可靠的測(cè)量變量。

2 計(jì)量設(shè)備選型依據(jù)

2.1 選型依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)

燃?xì)庥?jì)量設(shè)備選型依據(jù)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)主要有《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》(GB/T 18603—2014)、《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》(GB 17167—2006)、《天然氣能量的測(cè)定》(GB/T 22723—2008)，主要參考標(biāo)準(zhǔn)ISO 15112：2007。

2.2 計(jì)量設(shè)備選型依據(jù)

膜式燃?xì)獗淼囊?guī)格大小不一，小流量的用于家用，大流量的用于小型酒店、餐館和食堂等商用；羅茨流量計(jì)主要用于小型工業(yè)、酒店、餐飲業(yè)和小流量采暖鍋爐等；渦輪流量計(jì)主要用于大型工業(yè)用氣和大流量采暖鍋爐等。

天然氣流量計(jì)的選型應(yīng)充分考慮用戶(hù)用氣的特性、用氣壓力和流量等。

(1)確定是測(cè)量瞬間流量還是總量。這主要由使用對(duì)象的測(cè)量目的決定。

(2)確定其精確度。結(jié)合各類(lèi)流量計(jì)的精確度等級(jí)，選擇適合需要計(jì)量的燃?xì)庠O(shè)備的可能計(jì)量到的精度。

(3)確定其重復(fù)性。這主要決定于流量計(jì)設(shè)備本身的制造質(zhì)量與原理。

(4)確定其線性度。天然氣流量計(jì)有線性與非線性等兩種輸出，但大多數(shù)計(jì)量表只是將非線性的誤差作為基本誤差的組成部分，卻不將其作為單獨(dú)的分析指標(biāo)。

(5)確定流量具體范圍。流量范圍指最大最小流量，計(jì)量表通徑的選擇應(yīng)根據(jù)計(jì)量表流量范圍進(jìn)行選擇。

(6)確定壓力的損失。對(duì)大多數(shù)天然氣流量計(jì)而言，在氣體的流動(dòng)過(guò)程中因流量計(jì)內(nèi)部構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生一定壓力損失，在選擇時(shí)應(yīng)充分表考慮到這一點(diǎn)。

(7)確定輸出信號(hào)的特性。這也是直接決定計(jì)量表選擇的關(guān)鍵因素。

(8)確定流量計(jì)的維護(hù)周期。當(dāng)流量計(jì)遇到故障時(shí)需要停氣并拆卸下來(lái)由專(zhuān)人進(jìn)行維護(hù)，因此必須考慮停氣后給用戶(hù)帶來(lái)的不變和損失。

根據(jù)流量計(jì)的流量特性，對(duì)于個(gè)別的場(chǎng)所而言，還應(yīng)將安裝環(huán)境要求考慮在內(nèi)，這也會(huì)不同程度地影響天然氣流量計(jì)的選擇和使用，同時(shí)，此過(guò)程中對(duì)于某些不是很明確的方面，計(jì)量設(shè)備選型單位還應(yīng)及時(shí)向設(shè)備制造廠商咨詢(xún)，以便確認(rèn)所選的流量設(shè)備是否合適。

3 天然氣計(jì)量技術(shù)的發(fā)展

天然氣計(jì)量是天然氣生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷(xiāo)售的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益分析的主要依據(jù)。天然氣計(jì)量不僅是天然氣供需雙方進(jìn)行結(jié)算的依據(jù)，同時(shí)也是天然氣生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要產(chǎn)能和技術(shù)指標(biāo)。準(zhǔn)確計(jì)量天然氣用量是公平的體現(xiàn)，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的提高有著重大的意義。

隨著燃?xì)庑袠I(yè)技術(shù)水平的提高和電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，新型的燃?xì)饬髁坑?jì)逐漸進(jìn)入市場(chǎng)，并在行業(yè)內(nèi)引起廣泛關(guān)注。超聲技術(shù)、無(wú)線射頻技術(shù)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，讓天然氣計(jì)量的技術(shù)向著智能化、自動(dòng)化、遠(yuǎn)程化和一體化發(fā)展，同時(shí)還應(yīng)完善相應(yīng)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，使得新型燃?xì)庥?jì)量技術(shù)更標(biāo)準(zhǔn)更先進(jìn)地發(fā)展壯大。

燃?xì)庥?jì)量技術(shù)的改進(jìn)，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的配置、減少系統(tǒng)整體成本，有效解決計(jì)量精準(zhǔn)問(wèn)題，更有利地解決工商業(yè)用戶(hù)與管網(wǎng)監(jiān)測(cè)問(wèn)題，極大地提高燃?xì)夤镜墓ぷ餍?，?jié)省運(yùn)營(yíng)成本，并能及時(shí)有效地采集數(shù)據(jù)、分析控制輸配差。

4 結(jié)語(yǔ)

城市天然氣計(jì)量設(shè)備的選擇，是燃?xì)夤窘?jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵，也是各類(lèi)用戶(hù)結(jié)算的重要依據(jù)。計(jì)量設(shè)備的準(zhǔn)確性是供需雙方的最公平合理的原則性問(wèn)題。

燃?xì)馄髽I(yè)在關(guān)注其他新技術(shù)流量計(jì)的發(fā)展的同時(shí)，在新產(chǎn)品技術(shù)不成熟的情況下不宜作為重點(diǎn)投入使用。傳統(tǒng)流量計(jì)的性能和功能將會(huì)不斷提升和完善，因此燃?xì)馄髽I(yè)應(yīng)及時(shí)了解傳統(tǒng)流量計(jì)的技術(shù)進(jìn)步，加大計(jì)量管理和技術(shù)改造力度，促進(jìn)燃?xì)庥?jì)量工作的不斷提升，優(yōu)勝略汰，更好地服務(wù)于廣大燃?xì)庥脩?hù)。