城鎮燃氣羅茨流量計與渦輪流量計的選型

張曉敏

摘要：隨著城鎮燃氣的發展，對天然氣流量計量準確度的要求越來越高，目前，渦輪流量計和羅茨流量計是城鎮燃氣工商業用戶的最主要的兩種性價比較高的計量設備。文章綜合分析了渦輪流量計和羅茨流量計的主要工作原理，提出兩種設備的選型及安裝方式。

關鍵詞：城鎮燃氣；羅茨流量計；渦輪流量計；選型

中圖分類號：TH814 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2017）12-0074-02

Abstract： with the development of urban gas， the demand for the measurement accuracy of natural gas flow is getting higher and higher. At present， the turbine flowmeter and Roots flowmeter are the two most important metering equipment of the urban gas industry and commercial users. The main working principles of the turbine flowmeter and Roots flowmeter are analyzed， and two are put forward. Type selection and installation method of plant equipment.

Key words： town gas； Roots Flowmeter； Turbine Flowmeter； Type selection

隨著城鎮化不斷的增加，城市不斷的擴建，城鎮燃氣得到了更大的普及和應用，而燃氣計量的準確性直接影響到企業的經濟效益，工商業燃氣用戶的更是燃氣企業生存之本，天然氣流量測量的準確性，供銷差率的合理控制，直接影響到燃氣企業的經濟效益，流量計的選型保證購買氣量和銷售氣量的購銷差最小，這是燃氣公司運營的重要指標。

常用的燃氣流量計主要有膜式燃氣表、羅茨流量計、渦輪流量計以及超聲波流量計等，測量原理各不相同，運行條件和對被測燃氣的參數要求也各不一樣，各自的性能也存在一定的差異。

其中膜式燃氣表量程比寬，安裝方便，對前后直管段的要求不高，但其體積大，量程小，易受腐蝕而導致泄漏計量不準，維修不方便，只適用于低壓，只計量工況流量，不易實用智能溫壓補償，使其應用范圍收到限制；超聲波流量計單聲道的計量準確與羅茨渦輪表相差不大，多聲道的超聲波流量計計量準確，但其價格高昂，而且安裝時的前后管段要求比較長，占地面積大，因此在燃氣公司并未受到大面積的推廣使用。渦輪流量計和羅茨流量計是城鎮燃氣用在工商業戶上兩種性價比比較高的計量設備，也是目前被廣泛采用的兩種設備，本文根據上述兩種流量計的工作原理和性能的不同，分析了兩種設備的選型和安裝方式，供用戶參考。

1 渦輪流量計的工作原理及安裝

渦輪流量計是一種測量封閉管道中氣體介質流量的速度式儀表，是將渦輪置于被測氣體中，當被測氣體流經流量計時，渦輪葉片在氣體動能的作用下開始旋轉，當渦輪結構一定時，氣體的流量與渦輪的轉速成正比，即測得渦輪轉速就可以反映被測氣體的流量。

常用的渦輪流量計一般采用電磁轉換裝置，將渦輪轉速轉換成電脈沖，當流體流過葉輪時，使得傳感器中的電磁場周期地變化，在一定流量范圍內，渦輪葉片的轉速與流體體積流量成正比，從而產生與流量基本成正比的電脈沖信號，該信號經處理進入測量系統，經過一系列的計算修正后在顯示屏上顯示瞬間的體積流量和累計體積流量。

由渦輪流量計的測量原理可知：氣體流量低于某個數值時，由于各種反作用力矩的存在，就破壞了流量和轉速之間的線性關系，所以在實用渦輪流量計時，首先確定其適用的最小流量。一般由生產廠家根據產品的結構設計制造工藝等特點，經空氣做介質標定的精度范圍內的最小計量流量。

由于其具有計量流量大、量程寬、精度高、靈敏度高、體積小、易安裝維護、故障低等綜合特點，適用于燃氣及其他工業領域中的氣體流量的精確測量。目前已廣泛地應用于城鎮燃氣的計量。

由于渦輪流量計屬于速度式儀表，另計量介質天然氣具有可壓縮性，所以壓力溫度的變化就會導致氣體密度的變化，因此在計量過程中，需要對其進行相應的溫壓補償。渦輪流量計精度高，流量大，工況流量可達6000m3/h以上，但在安裝過程中會有一個直管段的要求，目前國內的產品此直管段可縮至前2D后1D，大大減少安裝長度。

2 羅茨流量計的工作原理及安裝

羅茨流量計屬于容積式流量計，隨著燃氣的通過，燃氣表的入口和出口之間產生的壓差作用在由高精度同步輪連接在一起的一對腰輪上，從而驅動腰輪旋轉，將充滿計量室內的燃氣定量排出，再通過機械傳動和計算器相連，實現燃氣體積和數據轉換。

羅茨流量計具有以下優點：由于羅茨流量計的工作原理，其始動流量低，小至小時流量幾方氣，大至小時流量幾百方氣都在其計量范圍內，計量范圍大，量程比寬，精度高，安裝、維護、清理方便，對流量計前后直管段的要求不高，并能實現溫壓補償。

由于天然氣為干氣，在流動過程中會帶起燃氣管內積存的灰塵和雜質，羅茨流量計對氣體的潔凈度要求高，因此設備前的過濾器顯得尤為重要。施工時需按照氣流上進下出的方式安裝，對直管段的長度沒有要求。

3 流量計的選型

首先，在對燃氣流量計進行選型時考慮很多因素，如前面所述的被測介質的特性，儀表性能，安裝要求，環境條件，流量大小，設備價格等因素。根據國標要求，燃氣流量計的計量誤差為 2%。被測燃氣流量值需在流量計的最大流量和最小流量區間，用戶的正常用氣量宜在設備量程的20%～85%范圍內，才能被準確計量。

其次，在進行流量計選型時，既要考慮用戶燃氣計量時的最大用氣量，又要考慮耗氣量最小的設備單開時的最小用氣量，該最小用氣量應大于流量計的始動流量，且在其準確計量范圍之內，否則長時間最小流量的設備單開時的用氣量不能得到計量或者計量不準確，增大燃氣企業的供銷差。

用氣設備正常工作條件下的用氣負荷是流量計選型的主要依據，極端使用狀態時的燃氣負荷（最大/最小流量）是流量計選型的參考依據。如單臺計量設備不能覆蓋用氣設備的最大流量和最小流量，應考慮對燃氣設備進行分組計量。

參考文獻：

[1]王鵬.影響羅茨氣體流量計計量準確性的原因分析[J].建筑工程技術與設計.2017.22.