在工业生产及贸易结算中, 流量计量装置通 常采用孔板流量计、涡轮流量计、供暖管道流量计等。 孔板流量计的优点是理论实验数据完备, 制造工 艺成熟, 使用比较稳定;缺点是系统误差较大, 小 流量测量不准确 。涡轮流量计, 优点是系统误差 较小, 可测小流量 ;缺点是制造工艺要求严格, 生 产成本高, 存在转动部件, 运行寿命较短 。涡街流 量计, 优点是系统误差较小, 无转动测量部件, 使 用寿命较长, 免维护 ;缺点是小流量计量制造工艺 要求较高 。
1 日本横河供暖管道流量计选型设计
1 .1 选型设计思想 高楞镇地处偏远山区, 距哈 200 余公里, 技术人员去现场维护不便, 故考虑选择免维护计量装置。
高楞镇煤气用户 6000 余户, 日耗气量估计在 2 500 ～ 4 000 m3, 早、中 、晚为用气高峰。
日本横河供暖管道流量计产品质量可靠, 计量准确, 运行寿命长, 可免维护, 价格便宜。 高楞镇自主收费与煤气站进行结算 。为减少纠纷, 故考虑选用制造精度高( 0 .5 级) , 设备先进的日本横河供暖管道流量计进行准确的流量计量 。
1 .2 口径选择
为使涡街流量传感器在良好的特性条件下工 作, 选择仪表口径时应注意以下 2 点
1) *先核算介质的流量范围, 查表 1 确定传 感器/变送器口径, 切不可认为管道内径与传感器 /变送器口径相同时, 一定能计量。
2) 为使管道内流速大一些, 在 2 种口径都能 满足测量范围时, 尽可能选择口径小的传感器/变送器 。
不同口径的供暖管道流量计的测量范围是不一样 的, 口径的大小决定着流量范围的大小 。口径的选择实际上就是流量范围的选择。实际可用的流量范围需要通过计算确定 。当测量气体不是常温常压气体时需计算实际可测量的工况流量范围。 供暖管道流量计的上限流量一般不受介质压力和温度的影响, 而取决于介质的工况密度和运动精度。 因此, 确定流量范围实际上是确定实际可用的下限流量。具体步骤如下
1) *先计算由密度决定的工况下限流量 Qρ= Q0 ×ρ0/ ρ式中,
Qρ ---在该介质工况密度下仪表的工况 下限流量 ;
Q0 ---表 1 指定的空气参比条件下仪表的下限流量 ;
ρ0 ---表 1 指定的参比条件下空气密度, ρ0 =1 .205 kg/m3 ;
ρ---被测介质工况密度。
2) 核算由运动粘度决定的线性下限流量 Qγ, 介质运动粘度较小时, 流量计的线性下限流量较低。
Qγ =Q0 ×γ/ γ0 Qγ ---用于该介质的流量计的线性流量下限;
Q0 ---表 1 指定的参比条件下空气的流量下限 ;
γ0 ---表 1 指定的空气参比粘度 15 kgm/ s2 ;
γ---被测介质工况粘度。
3) 比较 Qρ和 Qγ, 确定可用下限流量和线性下限流量 。
①Qγ≥Qρ, 可测量范围 :Qρ～ Qmax , 线性流量范围 :Qγ ～ Qmax
②Qγ ＜ Qρ, 可测流量范围 :Qρ ～ Qmax , 线性流量范围:Qρ ～ Qmax
1 .3 实例计算
高楞输气站 :标准流量 :200 ～ 2 000 Nm3/h, 压力 :0 .15 M Pa, 温度 T =20 ℃, 确定口径 。
步骤为先将标况流量换算成工况流量, 再查 表 1 计算 。
1) 计算使用工况流量 。由理想气体状态方程有:
Q 工况 =Q标况 ×P标况/P 工况 ×T 工况/ T 标况
P 标况 =0 .101 325 MPa
P 工况 =表压 +大气压 =0 .15 +0 .1 =0 .25 M Pa
T 标况 =0 ℃, T 工况 =20 ℃
工况下使用流量范围下限Qmin工况 = W min标况 ×P标况/P工况 ×T工况/ T标况 =87 m3/h ; Qmax工况 =87 ×( 2 000/200) =870 m3/h . 2) 据表 1 选 Dn80 或 Dn100 都接近 87 ～ 870m3/h, 为使管道 流速大些, 选口径 较小的 Dn80 .3) 核算 Dn80 流量计在工况条件下的下限流量
所以 Dn80 可以使用 。
4) 核算由运动粘度决定的下限流量
Qγ =Q0 ×γ/ γ0
Q0 =70 m3/h
γ= 1 .05 ×10-5 PaS,
γ0 =1 .82 ×10-5 PaS
Qγ =40 m3/h ＜Qp
所以可测流量范围和线性流量范围是 46 ～ 1 230 m3/h .Dn80 口径供暖管道流量计可满足使用要求。
2 结论
选定 Dn80 口径横河供暖管道流量计安装后记录数据如表 2 .
安装后每天增加计量近 1 000 m3, 为输气公司创造了可观的经济效益 。
