现在在天然气流量计测量中,广泛使用的流量计有:气体罗茨流量计,气体涡轮流量计,气体超声波流量计等。这几种流量计在使用过程中各自有自己的优缺点,那么气体涡轮流量计和罗茨流量计在燃气计量中到底有什么区别呢?
气体罗茨流量计也叫做气体腰轮流量计,是一种容积式流量仪表。罗茨轮的转数与通过流量计的气体体积量成正比。罗茨轮的旋转经磁耦合器传递给机械计数器(或输出流量脉冲信号),从而累积流经计量腔的体积量实现计量的目的。
当气体通过流量计时,在入口和出口间产生的压差,作用在与高精密同步齿轮联结在一起的一对罗茨轮上,从而驱动罗茨轮旋转。在这期间,罗茨轮与壳体内壁和压盖之间形成的密闭空间——计量腔周期地充气和排气。
气体罗茨流量计始动流量小,量程比宽,适用于计量负荷变动大的气体流量。且计量精确度不受压力和流量变化的影响,性能稳定,寿命长。一般使用在大型餐厅、星级酒店等民用场所。其价格在三种流量计中最为便宜。 三种流量计使用的场合不同,价格不同,但都计量准确,精度高。
气体涡轮流量计属于速度式流量测量仪表。根据电磁感应原理,利用磁敏传感器从同步转动的参考轮上感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号,该信号经放大、滤波、整形后送入智能体积修正仪,与温度、压力等信号一起进行运算处理,分别显示于LCD显示屏上。精度高,测量简单。当流体流入流量计时,在前导流体(或整流器)的作用下得到整流并加速,由于涡轮叶片与流体流向成一定角度,此时涡轮产生转动力矩,在克服摩擦力矩和流体阻力矩后,涡轮开始旋转。在一定的流量范围内,涡轮旋转的角速度与流体体积流量成正比。
气体涡轮流量计的工作原理:当气流进入流量计时,首先经过特殊结构的整流器并加速,在流体的作用下,涡轮克服阻力矩和磨擦力矩开始转动。涡轮转动周期地改变磁电转换器的磁阻值,检测线圈中的磁通随之发生周期性变化,产生周期性的电脉冲信号当力矩达到平衡时,转速稳定,涡轮的转速与气体流量成正比,并通过机械传动及磁耦合联接传送至字轮计数器,直接测量气体的工况体积总量,并通过配置流量补偿仪,测量气体的温度、压力、标准体积流量和总量。
1.精度
选用气体涡轮流量计主要是看中其高精度。目前气体涡轮流量计:国际市场为±0.5%R和±1.0%R,国内市场为±1%R和±1.5%R以上精度指范围度6:1或10:1。若缩小范围度可提高精度,若定点使用,在实流校准条件下精度度可大为提高。对于贸易交接计量,常配备在线校验装置,以便定期进行校验。
2.对流体的要求
气体涡轮流量计对流体的要求为洁净(或基本洁净)、单相及低粘度,没有较大的颗粒、纤维等杂质。
3.安装条件方面
气体涡轮流量计对管道内流速分布畸变及旋转流量是敏感的,进入传感器应力充分发展管流,因此要根据传感器上游侧阻流件类型配备必要的直管段或整流器。若上游侧阻流件情况不明确,一般推荐上游直管段长度不小于2D,下游直管段长度不小于1D,如安装空间不能满足上述要求,可在阻流件与传感器之间安装流动调节阀。
4.经济性
选用气体涡轮流量计用于高精度场合,其经济因素应多方面考虑。仪表的购置费只是费用的一部分,还应考虑以下几方面开支:辅助设备费;校验费,为保持高精度必须经常校验,甚至在现场安装一套在线校验装置,费用相当可观;维护费,气体涡轮流量计的易损件更换,它是保持高性能必需的。
(二)气体旋进流量计
气体旋进流量计的工作原理:当沿着轴向流动的流体进入流量传感器入口时,漩涡发生体强迫流体进行旋转运动,于是漩涡发生体中心产生旋涡流,旋涡流在文丘列管中旋进,到达收缩段突然节流使旋涡流加速,当旋涡流进入扩散段,因回流作用强迫进行旋进式二次旋进转。此时旋涡流的旋转频率与流经旋进涡流量传感器处流体的流速成正比,并为线性。两个压电传感器检测到微弱电荷信号经前置放大器差动放大、滤波、整形后变成两路频率与流速成正比的脉冲信号,同时处理电路对两路的脉冲信号进行相位比较和判别,剔除干扰信号,而对正常的流量信号进行计数处理。
1.主要技术参数为:
流量范围:1.2-3600m3/h
仪表精度(±1.0%~±1.5%)R
仪表口径:DN20~200mm
工作压力:一般为≤1~1.6Mpa
2.对流体的要求
适用于介质压力较高(5kPa-30kPa以上,不同规格可使用较低压力不同),要求流量范围度小于15:1,且对始动流量无特殊要求,不存在强烈震动,也不存在强烈的压力波动的场合。
3.仪表受管道内脉动流的影响,需配置长的直管段。一般推荐上游直管段长度不小于5D,下游直管段长度不小于1D,如安装空间不能满足上述要求,可在阻流件与传感器之间安装流动调节阀。
4.压力损失较大,不适于低压介质使用。流量范围度为15:1,但始动流量较高,不适于要求始动流量低的场合使用,如住宅区等。
(三)气体腰轮流量计(也称气体罗茨流量计)
气体罗茨流量计的工作原理:气体罗茨流量计属于容积式流量计,由两个8字形转子和一个紧固的流量检测室组成,随着气体的通过,仪表入口和出口间产生的差压作用在由高精密同步轮联结在一起的一对腰轮上,从而驱动腰轮轮流旋转。在这期间,腰轮与壳体内壁形成的计量腔周期地充气和排气,腰轮的转数与通过仪表的气体体积量成正比。腰轮的旋转经由多级齿轮系减速,然后经磁性耦合传送到计数器,累计流过的气体总量。
1.主要技术参数为:
流量范围:2.5-3500m3/h
仪表精度(±0.5%~±1.5%)R
仪表口径:DN50~400mm
工作压力:一般为≤1~1.6Mpa
2.仪表精度高,在全部流量仪表中PDF是精度较高的一类;范围度宽(30:1~100:1)。
3.仪表不受管道内流场畸变的影响,无需配置长的直管段。特别适合在撬装装置中安装。
4.罗茨流量计要靠流体能量推动测量元件,因此带来相对高的压力损失,低压下压力损失为200~500Kpa。
5.对介质赃污较敏感,上游需要安装过滤器。