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燃气流量计选型标准及运行探讨
发布时间:2020-12-23 08:23:11

摘要:本文根据燃气供应的特点,对相关的燃气流量计选型进行了探讨,得出了流量计的选型主要要考虑到运行压力、温度的影响以及选型中流量范围的控制等素,并针对用户的需求,设计了不同的选型方案。
  燃气经营企业的主要收入是燃气销售收入,怎样管控好计量设备,控制好供销差率是燃气经营企业的重要工作之一。在城市燃气销售计量环节中,关系到供销差的因素很多,从计量设备的设计、选型、安装、周期检定及维护保养等每一个环节,都影响着贸易计量的精度,关系到供销差的控制。流量计的选型是供销差控制的源头。
1.流量计选型要考虑运行压力、温度的影响
  气体的压缩和膨胀特性,决定不同的供气压力,相同的表型的供气能力不同。所以在对流量计选型时,需将用户设备的用气量换算成标准状况下的气量(即贸易结算的体积),再根据标况气量来选型,(流量计的流量范围也需核算成标准状况的体积),标准状况与工作状况的气体体积换算的气体方程式为:

式中,Qn:标准状况下的气体体积(Nm3);
Q:工作状况下的气体体积(m3);
P:工作状况下的绝对压力(Kpa),即管道供气表压Po(KPa)t标准大气压101325Kpa;
Pn:标准状况的大气压101.325Kpa;
Tn:标准状况的温度是20℃,换算成热力学温度为Tn=(273.15+20)k;
T:工作状况下的温度t℃,换算成热力学温度为
T=(273.15+t)k;
Zn九:压缩系数比。
  从气体方程式中,我们可以看到,压力、温度对气体流量有着一定的影响。其中,压力每增加1KPa,对流量影响约为1%;温度每3℃对流量的影响大约为1%。所以流量计选型设计应考虑供气压力,贸易结算的流量计,最好选用带温度、压力补偿的流量计。
表1为同一表型不同供气压力下的流量范围的对照。

2流量计选型中流量范围的控制
  以武汉市为例,燃气销售一般选用皮膜表、罗茨流量计和涡轮流量计,国家标准的流量计的对应误差表见表2和不同类型流量计的误差曲线(如图1~3所利)

涡轮流量计的误差特性曲线图
  从曲线图我们不难看出,流量计精度在0.2Qmax-Qmax的范围最好,考虑到供气压力的波动及瞬间用气变化(如设备开启),因为气体的温度是不可控的,日常运行温度一般在50℃以下,温度对流量的影响在10%左右,所以选型最好控制在流量计的0.3Qmax-0.8Qmax(标准状况下的),既保证了计量精度,又可保证流量计的运行安全。
  表3为表1的最佳供气流量的简单核算(温度设定为20℃)

  从表3不难看出,流量计的选型与压力息息相关,所以在流量计日常运行时,不能随意改变供气压力,否则可能会导致大马拉小车影响计量精度或超载导致流量计的损坏。参看表3中,若将管道供气压力400KPa改为300Kpa,原供气量为6400Nm3/h,是流量计的最佳运行空间,供气压力变化后,流量计几乎处于超流的状况,长期运行,流量计会损坏,导致计量损失(注意:高压直供管线,由于管道压力波动较大,应充分考虑管道压力的实际情况来选型)。
3流量计选型的探讨
  流量计选型时,核算用户的用气量是重要的环节。在流量核算时,要区分当期用量、近期规划和远期规划。规划中,各期用量变化较大的,最好做到总体设计,分期施工,分期计量。如果将总量规划在一起设计计量设备,可能会出现前期大马拉小车,后期由于用户规划调整,导致小马拉大车,影响计量精度和设备运行安全。
下面我们列举一个例子:
  用户需求:用户现报装工业用气,当期规划为两台用气量为1500Nm3/h的锅炉,用气压力为20Kpa,近期规划还增加两台1,500Nm3/h的锅炉,即最终使用规划为4台1500Nm3/h的锅炉。
  设计方案一:根据用户的需求,按用户总用量来规划设计选型,选用G4000DN300PN10的涡轮流量计,供气能见表4。

  设计方案二:根据用户的需求,按用户的总的规划,分期设计选型,分期施工(也可同期施工)选用两台G2500DN250PN10的涡轮流量计,供气能力见表5.

  比较.上两个设计方案,设计方案一的优势是设计简单,同时满足用户当期和近期规划的要求;缺点是按用户规划总量设计流量计,流量计型号较大,用户在前期使用一台锅炉时,最大流量Qmax为1500Nm3/h,远远低于流量计运行的最佳区间,且用户设备使用时达到最大流量的,大部分时间都不是最大流量,也就出现通常所说的大马拉小车,虽有近期规划,不知何时可以实施且不知规划是否会变,留下许多未知。而设计方案二的优势在于分期设计为两台流量计,不论是同时施工还,是分期施工,都能满足用户需求,且基本在流量计计量运行最佳状态所需求的区间。若同时施工,即使用户近期规划暂时不能实施,两块流量计可一用一备,方便维护保养;若用户远期规划调整,影响也不大。
  这是一个实际用户,前期使用的是设计方案一。用户经过一个生产用气高峰后,考虑到生产及维修保养的需要,发现前面的规划需调整,逐将规划的未安装的两台1,500Nm3/h的锅炉调整为两台2,700Nm3/h的锅炉。由于用户的用户规划的调整,导致前期的设计需全部更改,重新设计和施工。
  针对用户的需求,在现行的方案上修改,也有多种方案,以下两种方案都可行,其中第二套方案较好。
  设计方案一:将现用的流量计调整为供应即将增加两台2,700Nm38/h的锅炉,增加一台G2500DN250PN10的涡轮流量计供应原来的两台1500Nm3/h的锅炉。供气能力见表6。

  设计方案二:在设计方案一的基础上在增加一台.G2500DN250PN10的涡轮流量计。供气能力见表7。

  比较方案一和二,虽都能满足用户需求,但方案二多增加了一台G2500DN250PN10的流量计,增加的这台流量计是为了方便流量计维修和保养及用户设备维修保养时,调整计量设备,确保计量精准。如:当用户用气低峰或维保用气量为2700Nm3/h的锅炉设备时,我们可以改用两台G2500的流量计进行计量,维保DN300流量计,这个过程中,日常的时候DN200的流量计维保不受影响;当DN300流量计出现故障时,即使关掉此通道,对用户的影响也不大。即使用户当时是满负荷运行,两台G2500DN250的流量计也基本可以满足。如为防止长时间高负荷运行,影响设备的安全,最多关停一台耗气量为1500Nm3/hh(从表7可看出:两台G2500的流量计此压力下的最大供气量为9680m3/h,最佳运行区间为7740m3/h,四台用气设备满负荷最大用气量为8400m3/h,虽高于最佳运行区.
4流量计选型后应注意的环节
  当然,流量计选好型后,供差控制还有许多环节,只有做好每一个环节,才能保证计量准确,流量计运行安全。
  首先,对大用量用户考虑备用线路,当流量计出现故障的时候,能及时启用备用线路,减少误差;在多通路同时供气时,要考虑增加限流装置,避免其中一路出现故障时,其它线路因超流而损坏。其次,流量计安装时,应严格按照工艺要求施工,严禁带表焊接,流量计安装前一定要对管道进行严格的打磨和吹扫,防止异物进入流量计损坏流量计,同时严禁带表对管道试压。再次,通气时,严格按规定有序、缓慢开启前后阀门,控制好压力。安装完毕后,流量计的修正仪安装时,注意核对相关参数。最后是做好监控、抄表核对、运行的维护保养和周期定检工作,特别是监控和抄表核对,能及时发现问题,在发现问题时必须第一时间处理,尽量将故障引起的计量误差降到最低。

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