燃气计量基础知识

燃气流量计基本知识

2013年度培训

陈寿安天津市燃气热力规划设计院2013.09

第1章一般介绍第2章皮膜表第3章罗茨流量计第4章涡轮流量计第5章设计选型目录

在贸易计量中，计量设备作为买卖用气双方的一杆计量公平秤，必须做到科学、公正、公平、公开。在计量设备的选择时必须严格遵守中华人民共和国计量法规，严格执行并遵守买卖用气双方在签订用气合约中的某些约定，严格执行行业管理、行业法规上的相关条款、规定，按照有关的技术参数、计算数据选择计量方式与计量仪表设备，避免人为因素影响所产生的投资浪费与计量精度误差，降低各分计量表与总计量表之间因不同计量工况和选用不同计量表具所产生的系统精度误差，为管理部门在搞好计量降差工作奠定基础。1.1、一般介绍CMC是“中华人民共和国制造计量器具许可证”标志，是“ChinaMetrologyCertification”的英文缩写，意为中国制造计量器具许可证。标志的含义是“中华人民共和国计量器具许可证”。外圈“C”表示“中国”的英文缩写。内圈“M”表示“计量器具”的英文缩写。内圈“C”表示“许可证”的英文缩写。CMC是制造计量器具许可证标志，是ChinaMetrologyCertification的英文缩写，意为中国制造计量器具许可证。取得制造计量器具许可证的企业，可在其生产的计量器具上标注CMC标志。该标志表明：计量器具制造企业具备生产能力计量器具的能力，所生产的计量器具准确度和可靠性等指标符合法制要求。GBT18603-2001《天然气计量系统技术要求》天然气计量要求计量器具类别计量目的准确度等级要求气体流量表（装置）进出用能单位的气体能源计量煤气2.0天然气2.0蒸汽2.5GB/T17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》误差与准确度等级流量计的允许（相对）误差去掉“±”号及“%”号后的数值叫做流量计的准确度等级。目前我国流量仪表准确度等级的划分为九级，即：0.02，0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0。燃气的计量方式有三种方式：体积计量、质量计量、能量计量：体积计量是以“标准立方米”为单位的燃气计量；质量计量是以kg为单位的燃气计量。能量计量是以“热值”为单位的燃气计量。目前国外的很多燃气贸易计量主要采取“能量计量”方式；（LNG国际贸易MMBtu）。CNG的压力高达20MPa以上，只有质量流量计才能完成这样高压下的计量。CNG的计量是首先测量出气体的质量，然后除以气体的绝对密度，换算成标况流量。换算公式：标况流量=气体质量/气体密度。

当前、燃气贸易交接计量的方式有按能量计量和按体积(质量)计量几种，作为能源的燃气，人们关注的是它的热值，即发热量，我国的燃气体积计量技术及其标准化已经接近国际水平。为了使我国燃气计量方式与国际惯例接轨，在国内尽快实行燃气能量计量显得非常必要。2008年12月31日，GB/T22723-2008《天然气能量的测定》国家标准正式发布，并于2009年8月1日起实施。

工程标准状态：由于中国的燃气贸易计量是以体积为单位，而燃气的体积受温度和压力的影响发生涨缩。为了公平贸易，中国燃气行业确定：温度20℃，压力101.325KPa（一个大气压）为燃气的标准状态。燃气在这一标准状态下进行体积贸易交接。燃气的标况体积：燃气在标准状态（温度20℃，压力101.325KPa）下的体积。Nm3燃气的工况体积：燃气气在工况温度和压力下的体积。——折算标准状态（温压补偿作用）m3输差即燃气供销差：购进燃气量与销售燃气量之差。购进燃气量与销售燃气量的差量称为供销差量（输差量），亦称绝对输差；供销差量与购进气量之比称为供销差率（输差率），亦称相对输差。输差是燃气企业的一项综合指标，它直接影响燃气企业的经济效益，体现着燃气企业的综合管理水平。输差的计算公式是：供销差率=

（购进燃气总量-销售燃气总量）×100%购进燃气总量常用的燃气计量仪表1.容积式流量计膜式流量计（家用煤气表）、罗茨式流量计等2.速度式流量计涡轮流量计、超声波流量计、涡街式流量计等3.差压式流量计孔板流量计2.皮膜表皮膜煤气表是气体进入煤气表腔后，经气体分配通道进入膜合，推动合成橡胶膜片运动，当膜片摆动时将另一侧气体排出表外，同时通过传动机构使主轴产生旋转运动进而带动计数器累计计量，皮膜煤气表有分为民用皮膜煤气表和工商业用大皮膜煤气表。涉及产品规范：GB/T6968-2011膜式燃气表CJ/T112-2008IC卡膜式燃气表JJG577-2012膜式燃气表皮膜表结构和原理

JJG577-2012原理和结构燃气表属于容积式气体流量计，它采用柔性膜片计量室方式来测量气体体积流量。在压力差的作用下，燃气经分配阀交替进入计量室，充满后排向出气口，同时推动计量室内的柔性膜片作往复式运动，通过转换机构将这一充气、排气的循环过程转换成相应的气体体积流量，再通过传动机构传递到计数器，完成燃气累积计量功能。基表主要由外壳、膜片计量室、分配阀、连杆机构、防止逆转装置、传动机构和计数器等部件组成。防止逆转装置燃气表应装有防止逆转的装置，当气体流人方向与规定流向相反时，燃气表应能停止计量或者不能逆向计数。燃气表应能承受意外反向流而不致造成正向流计量性能发生改变。燃气进入燃气表和从燃气表排出，应该是流量均匀、压力稳定。采用适当的机构并根据上述的工作原理，以达到连续运行的目的。各种类型的燃气表，有相同的工作原理但有不同的构造。在一个运动周期中，每个计量室连续充气两个过程(即充气两次)，排气二个过程(即排气两次)；每一个过程必然有两个计量室同时充气，另两个计量室同时排气，但是，两个充气计量室的相位差为90°，另两个排气计量室的相位差也为90°，四个计量室连续交替地充气、排气。同一个皮膜相隔的两个计量室必然是一个充气、另一个排气，或一个排气、另一个充气。两侧相对称的两个计量室在同一过程内，必然是一室在前，另一室在后。和其他容积式流量计相同，燃气表是利用流体流动过程中的压差为动力，由滑阀切换气流流向，推动膜片往复摆动、带动连杆机构，将膜片的摆动变成主动齿轮的连续转动，最后由计数器显示，以实现对气体流量的计量。单户居民耗气快速热水器升数：在0.1MPa水压及额定气压下，温升25℃时，热水器每分钟的出水量（L/min）。一般有5、6、8、10、12、16升等规格。对应耗气约为0.9、1.07、1.43、1.78、2.14、2.85Nm3/h。燃气灶：两眼和两眼以上的燃气灶和气电两用灶应有一个主火，其实测折算热负荷：普通型灶≥3.5kW；红外线灶≥3.0kW。按照3.5kW计算约为0.71Nm3/h。（GB16410-2007家用燃气灶具)也就是即使同时工作，最大16升的热水器+燃气灶双眼同时开，也就3.56Nm3/h。现在J2.5最大为4Nm3/h。（J1.6可10升+双眼灶）IC卡盐表显示靠内容皮膜表检姨定周期JJG夹577-耍2012对于最大夜流量Qm蔽ax≤1斧0m3/h虏且用于片贸易结苦算的燃异气表只践作首次挨强制检双定，限夺期使用洲，到期挺更换。尼以天然省气为介赌质的燃肯气表使写用期限郊一般不踏超过1位0年斜。以人开工燃气泼、液化隆石油气浊等为介疾质的燃礼气表使抓用期限戴一般不遇超过6里年。对于最抽大流量柳Qma驴x≥1芬6m3/h燃蚕气表的检炮定周期一期般不超过肾3年。JJG5手77-2库005（券废）JJG据577赔-20碎12（取消计量等俘级，采环用准确蜓度等级）燃气计罪量表与跪燃具和颠设备的党水平净搁距应符累合下列铜规定：1距金永属烟囱不钻应小于8游0cm，世距砖砌烟侨囱不宜小才于60c脖m；2距祝炒菜灶射、大锅枣灶、蒸欢箱和烤制炉等燃击气灶具销灶边不原宜小于基80c远m；3距联沸水器蜂及热水渠锅炉不沈宜小于父150昌cm；4当岸燃气计洪量表与落燃具和绳设备的千水平净遥距无法议满足上际述要求劫时，加界隔热板陶后水平荣净距可疼适当缩咏小。详见：牌CJJ拳94-导200妙9皮膜表怖优缺点皮膜表的娇优点是：（1）骆皮膜表疏的最大耍优点是灰量程比迎较宽，握可以达鸭到1：响160港，特别谎适用于斧流量变京化很大森的用户严。（2）皮哪膜表另一盯个优点是涝价格低廉制。皮膜表的册缺点是：（1）工淋况计量，紧没有温压晋修正。对眉于平原地朱区带来压只力计量损浑失，对于味寒冷地区咬带来温度商计量损失钥。（2）低封温室外环宜境下，由厉于结构、村材料等方倘面问题皮获膜表转速热偏慢，带沫来计量偏析差。3、罗茨挽流量计罗茨流量寒计又叫腰辟轮流量计麦，是一种薄容积式流辆量计。它珠内部设计席有构成一龟定容积的欠计量室空奖间，利用叛机械测量路元件把流甚体连续不夹断地分割滑成单个已泽知的体积绢部分，根征据计量室尖逐次、重抱复地充满趁和排放该贸体积部分唱流体的次脱数来测量卵流量体积功总量。容积式锤流量计级是一种字具有历摆史悠久障的流量躁仪表，懒具有对网上游流排速分布镇不敏感持，测量姻精度高渴，可用斥于高粘届度流体庆并直接的得到流脂体累计个流量等屯特点。点击动若画位置1罚：当下沙转子以胁反时针钉方向转迅到水平优位置时拣，气体们进入计骡量室和桥转子的饮空间位置2呀：下转耗子在水蛮平位置愚，底部插室内存真有一个榆固定体练积的气略体位置3仰：当上巡寿下转子弓继续旋产转时，括底部计掠量室内沃气体被跪排出位置4：矛与上述过刮程同时，完上转子以崖顺时针旋检转至水平雅位置，仪序表上部计奶量室存有亡与底部相扰同体积的监气体。每疑对转子旋潮转一周，领排出等体锡积气体4笼次。所以，跨当被测招气体进拣入流量壤计入口行端，推写动转子园旋转，楼每转动东一周就沉有一定票体积流扔量从出处口排出滤，这就洁是旋转材派量工膛作原理浪。转子怪转动经吐磁性联柴轴系统他传递给念机械计出数器，湿从而累劈燕积流经片计量室孤的体积居量，达赔到计量能的目的济。产品参颤照标准JB/软T73盲85-婆94《气体腰初轮流量计绸》JJG丹633滥-20早05《气体容径积式仪表米检定规程瓜》SY/记T66布60-狗200派6《用旋转鲁容积式气拉体流量计柔测量天然枝气流量》气体腰轮界流量计的斤基本结构气体腰轮傍流量计特扎点测量准姓确度高喘，气体恶腰轮流拜量计是市所有检衫测气体榨流量仪漠表中测霸量精度馋最高的纵一种仪尸表无接触扰旋转，革避免了访磨损，潜所以重求复性好计量精度懂不受流体言状态（震储动、脉动阳）影响，招流量计前舒后无须直效管段，抗缝干扰能力依强压力损失普小，起步点流量低，狡量程比宽一旦发生支故障，压绘损急剧上碗升，有利慕于及时发贵现尽早排竞除减小损狗失大规格脖仪表，编体积大庙、笨重腊、拆装知不便为了定塘量分析孝由于漏学流的存胁在对误垦差特性愈的影响桃，可假贪设通过股间隙的胡漏流量挎为△q折。当以旅流量q倘v通过锄流量计仇的气体暗总量为袖V时，谜通过间抗隙漏过许流量计嫁的总漏激流量△贞V为也就是迅说，当收腰轮气效体流量嫁计存在挑漏流时押，通过努计量室衰排出的宝（气体献）总量歼由公式妇可知为元NV，享通过间哀隙漏过株流量计搜时的（北气体）夕总量为烘△V。健所以，蛮实际通哭过流量更计的（矮气体）里总量为V=N翼V+△沃V由于漏文流△q钳的存在劈燕，误差欣不再是贵一个常范数，而允是一条踩随流量莲变化的衔曲线。假设△厘q为一违常数。露当流量旦qv很赤小时，望小到极停限情况蚂就是q梳v=△筹q，也棒就是说画，通过灭流量计衔的流量境都是漏绸过流量村计的，再流量计昂测量元丑件根本芳还没有泽动作。统此时所群有通过征流量计反的（气腿体）量余都是漏质流的结垄果，流突量计的团示值为缝零。随着流量久qv的增擦加，误差凳曲线也逐床渐向正方银向移动。当流量鸦继续增忙加达到至很大时浑，△q泪/qv伴已变得忌很小，椒误差曲宰线逐渐趁趋向于泊理想误巾差曲线谱，基本秆为一常未数。新科流悼量计额定压力恒等级：1、常芽规为0善.6M铜Pa；2、铸晃铁表可主以做到玻1.0敢MPa汉、1.龟6MP修a需答订货说惭明。订货参数蠢：管径；气体流量只，最大与丧最小值；精度；气流方照向（上热进下出询）；工作压袄力：最促大和最布小值；工作温赛度；环境温赚度；其他类浓型；其他要轨求未注明产苏品按照1寨.5级准炎确度。苍南仪表德莱赛厌流量计苍南流困量计尺碗寸推荐垂姑直安装龄——上肥进下出盟，有助蠢于转子端对脏物束的自清经洁能力安装方式兼（垂直安维装）IP防虫护等级寨GB4宽208款-20摔08陷样本里锐面有外炼壳防护敞等级伯IP6州6防爆标猾志GB山383痰6样本里妻面有:Exi飞aI杠IC愤T4(颤新科腰组轮)绑Exi踢aI程IC白T5(棵新科涡冤轮)本安型Ex布iaII类半：除煤嫩矿外的创其他爆鞭炸性气何体环境预用电气鸦设备。赔II炮类隔爆令型“d奴”和本慨质安全能型“i呼”电气奖设备又李分为I问IA、辨IIB碍、和I三IC类寨。性能特点优点：具占有测量准创确度高，丹量程比宽寨，被测气奴体的密度偏和粘度的抢变化对仪脑表示值和安准确度影猴响小，对贱仪表前后尊直管段要伍求不高，缺点：主贷要是体积陶大、笨重肺、进行周种期检定较箱困难。压光损较大，里运行中有叼振动。仪好表传动机简构复杂，花制造要求犁高，关键矮件易磨损描。腰轮流松量计需定肢期清洗和杀添加、更芬换润滑油幼。检定周清期(啄JJG押633名)准确度雁等级为灵0.2富级或0伯.5级得的流量豆计，检上定周期浑为2年皮；其余珍等级的删流量计井检定周阶期为3伙年。运行与估注意事其项启动：片为防止岔压力冲国击损坏伸流量计宵，必须汉做到有遵压启动止，步骤厉如下——关音闭流量谈计后面嫩的阀门渗，缓慢挂开启流划量计前蠢面的阀毕门，使骨气体充答满流量框计；——有兆旁通管狼道的打身开旁通恼管道；——缓权慢开启旅流量计靠后面的横阀门，颗使其在闭小流量悦下运行巩，观察上其是否港正常；——流怪量计运滑行稳定牺后，关侦闭旁通膏阀，用艺流量计短后面的浸阀门调异节流量时值。过范围悲保护：铺流量计则能承受抵逐步增棵加的过葬范围此纪时除加谢速磨损喘外不会永造成内衡部损坏赵，然而阻管道加破压，排嚼气或清背洁时发苦生的极伞限气体音流速会汇使流量点计内部受转子突议然加速寻，从而旱引起流帝量计严谜重损坏嘉，因此静需要缓煮慢加压企和启动肺。4、涡轮敌流量计气体涡轮辨流量计是弱一种速度务式仪表，据它具有压球力损失小虹、准确度鲁高、起步按流量低、烂范围度宽止、容易维截修等特点谢。在城市裤天然气计稠量，输配坛气管网天跌然气计量截，石油、葱化工、电刚力工业和凶民用锅炉副等燃气计城量，燃气铃调压站计轧量中得到鹊了广泛应稼用。气体涡方轮流量糟计是将步涡轮置碌于被测惧流体中速，当气匪体进入吼流量计逃时，通抄过整流位器的把莲通过仪摘表的气缸体进行恭整流并银加速，含冲击管洒道中心菊涡轮叶女片，对敌涡轮产伙生驱动谱力矩，鸣使涡轮福克服摩会擦力矩祖和流体莲阻力矩慕而产生虑旋转。菠在一定赔流量范庙围内涡萌轮的角辜速度和本流量成志正比，星利用这鹊个特点锻，通过岩减速装山置把涡缸轮旋转贷的圈数经记录下划来，达访到计量单的目的希。第一台涡株轮流量计气体涡揪轮流量陶计主要姑结构①机械计简数器②磁性缝联轴器③涡轮④流量计垒表体⑤整流冠装置⑥机芯等已组成。气体涡轮撕流量计主垄要结构气体涡盯轮流量虎计主要君结构计数器低频脉冲内置整流器测量芯结构（红色部分）传动机构涡轮叶片A1S高频脉冲发生器A1R高频脉冲发生器磁耦合传动机构取压口测温套筒产品标圈准ISO虫995庭1：1任993蹄《封闭粱管道中衰气体流畅量的测指量辟涡轮板流量计炒》GB/控T18于940刊-20子03跑《封闭贯管道中螺气体流遣量的测曾量慕涡轮锐流量计弄》GB/瓜T21幕391蹦-20歼08核《用气今体涡轮寄流量计虾测量天戚然气流移量》JJG秆103域7-2信008据《涡贡轮流量看计检定荒规程》参数流量仪表含的灵敏度陪，表示流讯量仪表对番对测流量毛值变化的枝反应能力俘。灵敏度断S寺用流量形计指示宵的增量主△L，想与流量罢变化增文量△q桂之比船来表示厦。过载流量计应页设计成能搜在额定压绘力和额定妇温度范围极内，即使牲以超过最垂大流量2常0%的流普量下运行弱30mi刻n也不损租坏，或不坝影响流量脖计的误差减曲线。准确度顶等级及护分界流将量JJG戚103盲7-2逼008新科涡轮听流量计苍南涡尖轮流量掩计参数涡轮流量拆计压力损仙失涡轮流量雪计安装（1）对换直管段的掘要求：流栋量计必须魔水平安装今在管道上找（管道倾叨斜在5°务以内），盆安装时流均量计轴线段应与管道践轴线同心轰，流向要私一致。讨如果安装拨场所充许弃建议上游抖直管段为社20D、垂下游为5撤D。新科：前陵5D后2驰D苍南一饱体化两仗级整流风：前2宗D后1浅D（2）迹对配管引的要求盏：流量浇计安装加点的上花下游配多管的内叛径与流素量计内蒜径相同色。（3）使用现悠场应避展免强烈凤的电磁拍干扰；涡轮流卷量计的殊优点：结构紧网凑轻巧椒，安装抗维护方雨便，流鲜通能力脚大，不冰断气。遮可用于糖高压测助量，仪猛表表体末上不必叼开孔，你易制成施高压型组仪表。户输出脉克冲频率捷信号，亮适用于隔总量计话量及与荣计算机寄连接，学无零点蹈漂移,肿抗干扰熄能力强罩。涡轮流警量计的搬缺点：流量计受延来流流速笛分布畸变般和旋转流奥的影响较服大，传感妙器上下游难侧需设置膀较长直管呢段。理论冲上前直管赚段应＞1桥0D。流通体物性（腾密度、粘罢度）对流食量特性有嚼较大影响猎。小口径卷（DN5触0以下）痒仪表的流必量特性受凶物性影响侦严重，故糠小口径涡皮轮流的仪竭表性能难配以提高。散建议使用姐DN80段以上口径得的涡轮表它。对被测粪介质的清拆洁度要求自较高，虽帖然可安装火过滤器以维适应脏污肺介质，但帅也带来压陵损增大、地维护量增懂加等副作淘用。检定周垄期JJG挎1037洗-200暂8检定周泄期流量计秒的检定倚周期一胡般为2恶年，准确度鞋等级不够低于0曲.5级秃的检定闸周期为室1年。德国标虫准检定闭周期设计选各型燃气的形标况体滔积：燃洋气在标赚准状态山（温度尺20℃廉，压力加101飞.32斥5KP占a）下反的体积巡寿。Nm3以大气压阿为基准的食流体指示棕压力,可呆用压力计拳测得,称懒为表压。它压力表上征所显示值权都是附加之压,又称因“表压”撤。以绝对犯真空为基泰准的流体慢指示压力刘，可用绝流压测量装旱置测得，末称为绝压悲。绝对压写力=表压育+大气压劳。流量计忘温度、舍压力修饰正流量计测共量燃气流落量为工作状态飞流量，应折算鸭为标准状态竿流量计费。出折算：燃气压力矿≤1.0咸MPa（表压凉）时，壤气体可向压缩性蛛可忽略从，按理想气鸡体状态广方程进行换算燃气压力竿＞1.0叮MPa（表压）毯时，气体孕可压缩性峰不可忽略撕，按实际气体杠状态方程进行换羽算。实际气窃体状态废方程：PV=私ZRTP—气霸体绝对筒压力，茎Pa；V—气体污体积,m3；Z—压缩坛因子，理楚想气体Z洗=1；R—气体亲常数；同种气体蒸R不变T—气毅体绝对温马度，K。温度与掠压力影土响公式字愉母意义式中：V逃n—标准回状态下的小体积流量册(Nm3/h)Vg—未姥经修正的京体积流量凉(m3/h)Pg—园流量计沫压力检深测点处程的绝压世(Pa眉)（表李压+P从a）Pa—镇当地大宫气压(工Pa)Tg—介洗质的绝对雕温度(2怠73.1卖5+t)灵Kt—被姨测介质怜摄氏温予度(0C)Zn—标镰准状态下绘