气体腰轮流量计在城市民用气区域封闭计量中的应用

1．引言

随着我国天然气勘探量的增加和城市环保的日益迫切。城市气化已经成为全国各大、中城市的发展趋势。在市场经济的作用下，城市燃气输配中的计量工作直接影响燃气管理部门的生存和发展，同时也是这些部门工作的重要考核指标。那么面对国内外十几个种类、上百个品种的气体流量仪表，如何根据流体的各种物性、流态、安装要求与环境条件、经济性等合理选型、正确设计是做好计量工作的前提和基础，也是各城市燃气计量部门和专业设计人员研究和探讨的不朽主题。作为燃气管理部门我们对管辖区域的计量收费工作极为重视，根据实际工况我们选择试用了天津新科成套仪表有限公司生产的JLQ-Z-C系列智能气体腰轮流量计这种容积式流量计量仪表作为民用小区气费封闭考核的计量仪表。该系列仪表不仅具备容积式流量计的全部特点，而且与其智能积算部分的完美组合使该流量计在不损失计量精度的前提下，得到了较宽量程比，对居民小区用气量波动较大的干管计量尤为适用。

2．容积式气体腰轮流量计的工作原理及特点：

2．1容积式流量计的工作原理:

容积式流量计内部设计有构成一定容积的空间，流量计内部的转于是在从流入口流入流体的压力作用下转动，随着转子的转动，使流体从流入口流向排出口，这时转于在转动过程中，转子和流量计壳体之间形成一定容积空间，使流体充满这一空间随着转于的转动,把流体不断的送向排出口。如果设计好该空间的体积，测量转子的转动次数，就能得出该空间给出的体积量，从而得到流过的流体体积。另外，根据每单位时间内测得的转子的转动次数，可以得到的瞬时流量,这就是容积式流量计的测量原理。

2．2腰轮流量计的工作原理；

当被测流体流经流量计时，流体的动压力使进出口间形成一个差压而推动腰轮旋转(如图1)

当流体推动D2轴上腰轮反时针方向转动时，图1A,与之相连的驱动齿轮带动D1铀上的腰轮顺时针转动，转动90o后成为图1C状态，上边的腰轮受流体推动顾时针转动，驱动齿轮带动下边腰轮反时针旋转，腰轮旋转360o时，有四倍于计量室有效容积的流体排出流量计。这样，两个腰轮交换驱动旋转，随着腰轮的转动，流体经由计量室不断排出流量计。腰轮每转一圈排出的流体体积是一个固定值，即排出量与腰轮轴转数成正比，通过腰轮轴及其它传动机构，将旋转的次数减速后传递到积算显示部分。正是腰轮流量计的这种工作原理决定了这种流量计只要计量室内部配合间隙设计、组装合理，它就会有较高的精度和较低的启步流量，这一特性在民用小区燃气计量中极为重要，它既满足了居民正常用气时的计量精度，又克服了其它类型流量汁对居民

用气低峰时微小气量的无能为力。

2．3 JLQ-Z-C系列气体腰轮流量计智能积算部分工作原理：

如图2所示，积算部分通过脉冲传感器检测到转子轴的旋转次数，这一脉冲信号经过电路放大，滤波整形后送往微处理器进行计数处理。微机按所输入的仪表系数K值与所测得的脉冲数进行计算，公式如下：

Q=3600×f/K

Q——流体流过流量仪表的体积流量 单位：m3/h

f——脉冲频率 单位：n/s

n——脉冲数

k———仪表系数单位： n/m3

得出流量值后送往LCD驱动电路，驱动LCD显示流体瞬时流量。同时将Q值在流量计内部进行累加并储存，通过功能键可随时查看流量计所计的累积气量。

积算部分在微处理器的强大功能支持下采用不同的五个流量点输入不同的仪表系数的方法，将容积式流量计特性曲线的非线性段进行修正，以便流量计得到很宽的量程比，其曲线对比如图3：

由特性曲线可以看出，JLQ-Z-C系列智能气体腰轮流量计特性曲线的小流量部分明显得到了改善，这也正是我们在民用气区域封闭计量中所希望达到的。

3． JLQ-Z-C系列智能气体腰轮流量计在区域封闭计量中的应用：

为了配合降差工作对民用气采用区域封闭计量，划小核算单位不失为一个可行之举。它一方面可以通过小区进区总表和分表的差值来考核小区收费员的工作，分析小区内部管网运行状况；另一方面可以通过数据分析掌握整个管辖区域的气量分配情况，有利于合理调配气量保证居民用气。

小区封闭计量特点：

1)用气高峰和低峰相对比较集中，进区干管气流量变化范围较大，要求总表有较宽的量程比。

2)用气低峰气流量很小，有时仅为几个居民灶头的用气量，要求总表具有很低的启步流量。

3)居民使用的普遍为隔膜式民用煤气表，其正常运行情况下计量精度较高，不丢气，要求总表计量精度高。

4)总表装于调压器后，室内安装，和居民用气工况基本一致，总表和分表均采用容积式流量计可消除不同类型流量计由于燃气组份变化给计量仪表带来的差值。

5)流量仪表改造工作．受原工艺管道走向和安装空间的局限性较大。

要求总表无前后直管段要求和灵活的安装方式。

实践证明JLQ-Z-C系列智能气体腰轮流量计这种容积式流量计均能满足上述要求。但特别应该注意的是流经容积式流量计的被测介质必须保持一定的清洁程度，即流量计前必须加装气体过滤器，否则将会影响容积式流量计的正常运行和可靠的精度保证。

当遇有小区规模较大，入区干管峰值流量较高时，既要兼顾上限流量，又要在小流量时不丢气量，无形中提高了对入区总表量程比的要求。例如；假设某居民小区入区干管最大流量为600 m3/h，最小流量为6m3/h这就要求该位置的流量计量程比为1:100 ，各种流量仪表满足这个参数均比较困难，这时我们可以采用两块流量仪表并联安装的方式解决这一问题。在上述情况下采用两台JLQ-Z-C-300型智能气体腰轮流量计并联安装(图4)，单表流量范围为5—300m3/h精度±1%在用气高峰时两台表同时投入运行，测量上限为600m3/h，即不超限运行，又能满足计量精度。在用气低峰时关闭一台流量计，单台运行的测量下限为5m3/h，可以满足最小流量的计量要求。这一切换过程可以人工完成，也可以通过电动阀门及控制电路自动实现。

4．结论和建议

4．1由上例得到结论，容积式流量计的工作原理和构造决定了气体腰轮流量计在城市居民用气区域封闭计量中比较适用。它和智能积算显示部分配合使用使该类型流量仪表更加完善。