1.引言
隨著我國(guó)天然氣勘探量的增加和城市環(huán)保的日益迫切。城市氣化已經(jīng)成為全國(guó)各大、中城市的發(fā)展趨勢(shì)。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的作用下,城市燃?xì)廨斉渲械挠?jì)量工作直接影響燃?xì)夤芾聿块T(mén)的生存和發(fā)展,同時(shí)也是這些部門(mén)工作的重要考核指標(biāo)。那么面對(duì)國(guó)內(nèi)外十幾個(gè)種類、上百個(gè)品種的氣體流量?jī)x表,如何根據(jù)流體的各種物性、流態(tài)、安裝要求與環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)性等合理選型、正確設(shè)計(jì)是做好計(jì)量工作的前提和基礎(chǔ),也是各城市燃?xì)?和專業(yè)設(shè)計(jì)人員研究和探討的不朽主題。作為燃?xì)夤芾聿块T(mén)我們對(duì)管轄區(qū)域的計(jì)量收費(fèi)工作極為重視,根據(jù)實(shí)際工況我們選擇試用了江蘇瑞特儀表有限公司生產(chǎn)的rtq-z-c系列智能氣體腰輪流量計(jì)這種容積式流量計(jì)量?jī)x表作為民用小區(qū)氣費(fèi)封閉考核的計(jì)量?jī)x表。該系列儀表不僅具備容積式流量計(jì)的全部特點(diǎn),而且與其智能積算部分的組合使該流量計(jì)在不損失計(jì)量精度的前提下,得到了較寬量程比,對(duì)居民小區(qū)用氣量波動(dòng)較大的干管計(jì)量尤為適用。
2.容積式氣體腰輪流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn):
2.1容積式流量計(jì)的工作原理:
容積式流量計(jì)內(nèi)部設(shè)計(jì)有構(gòu)成一定容積的空間,流量計(jì)內(nèi)部的轉(zhuǎn)于是在從流入口流入流體的壓力作用下轉(zhuǎn)動(dòng),隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),使流體從流入口流向排出口,這時(shí)轉(zhuǎn)于在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,轉(zhuǎn)子和流量計(jì)殼體之間形成一定容積空間,使流體充滿這一空間隨著轉(zhuǎn)于的轉(zhuǎn)動(dòng),把流體不斷的送向排出口。如果設(shè)計(jì)好該空間的體積,測(cè)量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù),就能得出該空間給出的體積量,從而得到流過(guò)的流體體積。另外,根據(jù)每單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù),可以得到的瞬時(shí)流量,這就是容積式流量計(jì)的測(cè)量原理。
2.2腰輪流量計(jì)的工作原理;
當(dāng)被測(cè)流體流經(jīng)流量計(jì)時(shí),流體的動(dòng)壓力使進(jìn)出口間形成一個(gè)差壓而推動(dòng)腰輪旋轉(zhuǎn)(如圖1)
當(dāng)流體推動(dòng)d2軸上腰輪反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),圖1a,與之相連的驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)d1鈾上的腰輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)90o后成為圖1c狀態(tài),上邊的腰輪受流體推動(dòng)顧時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)下邊腰輪反時(shí)針旋轉(zhuǎn),腰輪旋轉(zhuǎn)360o時(shí),有四倍于計(jì)量室有效容積的流體排出流量計(jì)。這樣,兩個(gè)腰輪交換驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn),隨著腰輪的轉(zhuǎn)動(dòng),流體經(jīng)由計(jì)量室不斷排出流量計(jì)。腰輪每轉(zhuǎn)一圈排出的流體體積是一個(gè)固定值,即排出量與腰輪軸轉(zhuǎn)數(shù)成正比,通過(guò)腰輪軸及其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu),將旋轉(zhuǎn)的次數(shù)減速后傳遞到積算顯示部分。正是腰輪流量計(jì)的這種工作原理決定了這種流量計(jì)只要計(jì)量室內(nèi)部配合間隙設(shè)計(jì)、組裝合理,它就會(huì)有較高的精度和較低的啟步流量,這一特性在民用小區(qū)燃?xì)庥?jì)量中極為重要,它既滿足了居民正常用氣時(shí)的計(jì)量精度,又克服了其它類型流量汁對(duì)居民用氣低峰時(shí)微小氣量的無(wú)能為力。
2.3 rtq-z-c系列氣體腰輪流量計(jì)智能積算部分工作原理:
如圖2所示,積算部分通過(guò)脈沖傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)次數(shù),這一脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)電路放大,濾波整形后送往微處理器進(jìn)行計(jì)數(shù)處理。微機(jī)按所輸入的儀表系數(shù)k值與所測(cè)得的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)算,公式如下:
q=3600×f/k
q——流體流過(guò)流量?jī)x表的體積流量 單位:m3/h
f——脈沖頻率 單位:n/s
n——脈沖數(shù)
k———儀表系數(shù)單位: n/m3
得出流量值后送往lcd驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)lcd顯示流體瞬時(shí)流量。同時(shí)將q值在流量計(jì)內(nèi)部進(jìn)行累加并儲(chǔ)存,通過(guò)功能鍵可隨時(shí)查看流量計(jì)所計(jì)的累積氣量。
積算部分在微處理器的強(qiáng)大功能支持下采用不同的五個(gè)流量點(diǎn)輸入不同的儀表系數(shù)的方法,將容積式流量計(jì)特性曲線的非線性段進(jìn)行修正,以便流量計(jì)得到很寬的量程比,其曲線對(duì)比如圖3:
由特性曲線可以看出,rtq-z-c系列智能氣體腰輪流量計(jì)特性曲線的小流量部分明顯得到了改善,這也正是我們?cè)诿裼脷鈪^(qū)域封閉計(jì)量中所希望達(dá)到的。
3. rtq-z-c系列智能氣體腰輪流量計(jì)在區(qū)域封閉計(jì)量中的應(yīng)用:
為了配合降差工作對(duì)民用氣采用區(qū)域封閉計(jì)量,劃小核算單位不失為一個(gè)可行之舉。它一方面可以通過(guò)小區(qū)進(jìn)區(qū)總表和分表的差值來(lái)考核小區(qū)收費(fèi)員的工作,分析小區(qū)內(nèi)部管網(wǎng)運(yùn)行狀況;另一方面可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析掌握整個(gè)管轄區(qū)域的氣量分配情況,有利于合理調(diào)配氣量保證居民用氣。
小區(qū)封閉計(jì)量特點(diǎn):
1)用氣高峰和低峰相對(duì)比較集中,進(jìn)區(qū)干管氣流量變化范圍較大,要求總表有較寬的量程比。
2)用氣低峰氣流量很小,有時(shí)僅為幾個(gè)居民灶頭的用氣量,要求總表具有很低的啟步流量。
3)居民使用的普遍為隔膜式民用煤氣表,其正常運(yùn)行情況下計(jì)量精度較高,不丟氣,要求總表計(jì)量精度高。
4)總表裝于調(diào)壓器后,室內(nèi)安裝,和居民用氣工況基本一致,總表和分表均采用容積式流量計(jì)可消除不同類型流量計(jì)由于燃?xì)饨M份變化給計(jì)量?jī)x表帶來(lái)的差值。
5)流量?jī)x表改造工作.受原工藝管道走向和安裝空間的局限性較大。
要求總表無(wú)前后直管段要求和靈活的安裝方式。
實(shí)踐證明rtq-z-c系列智能氣體腰輪流量計(jì)這種容積式流量計(jì)均能滿足上述要求。但特別應(yīng)該注意的是流經(jīng)容積式流量計(jì)的被測(cè)介質(zhì)必須保持一定的清潔程度,即流量計(jì)前必須加裝氣體過(guò)濾器,否則將會(huì)影響容積式流量計(jì)的正常運(yùn)行和可靠的精度保證。
綜合改造投資,居民小區(qū)的平均生活水平,小區(qū)居民生活習(xí)慣和地理位置,小區(qū)規(guī)模等諸多因素,選擇了位于科貿(mào)街的風(fēng)荷園1045戶商品住宅小區(qū)和位于王頂?shù)痰臉s遷西里3736戶平改居民小區(qū),作為管轄區(qū)城內(nèi)代表性的試點(diǎn)。風(fēng)荷園小區(qū)氣質(zhì)為天然氣根據(jù)以往掌握的用氣情況選裝了一臺(tái)rtq-z-c-300型智能氣體腰輪流量計(jì),zui大工況流量300m3/h,精度±1%量程比1:60(即5—300m3/h),啟步流量3m3/h,上進(jìn)下出安裝,表前加裝氣體過(guò)濾器。榮遷西里小區(qū),氣質(zhì)為天然氣,根據(jù)以前掌握的用氣情況選裝了一臺(tái)rtq-z-c-450型智能氣體腰輪流量計(jì)。zui大工況流量450m3/h,精度±1%,量程比1:60〔即7.5-450m3/h),啟步流量4.5m3/h,上進(jìn)下出安裝,表前加裝氣體過(guò)濾器。自2000年5月投入試運(yùn)行至今已初見(jiàn)成效?,F(xiàn)以2000年7月20日至2000年8月20日一個(gè)月的報(bào)表數(shù)據(jù)為例,鳳荷園小區(qū)總供氣雖8520m3,銷氣量7991.5m3,進(jìn)銷差率6.2%沁榮遷西里小區(qū)總供氣量39830m3,銷氣量37318.27m3,進(jìn)銷差率6.31%兩小區(qū)與去年同期相比收費(fèi)率均提高了10%左右。另外通過(guò)此方法進(jìn)行封閉計(jì)量較為準(zhǔn)確的得到了各封閉小區(qū)的供銷差率,對(duì)提高小區(qū)運(yùn)行和收費(fèi)的管理水平打下了良好的基礎(chǔ),一方面對(duì)偷氣、漏氣和收費(fèi)工作中的“人情氣”等可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施,使燃?xì)夤芾聿块T(mén)減少經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)也給安全供氣工作提供了有利的監(jiān)控手段;另一方面對(duì)小區(qū)收費(fèi)員的工作也有了硬性的考核指標(biāo),使其加強(qiáng)了工作責(zé)任心。
當(dāng)遇有小區(qū)規(guī)模較大,入?yún)^(qū)干管峰值流量較高時(shí),既要兼顧上限流量,又要在小流量時(shí)不丟氣量,無(wú)形中提高了對(duì)入?yún)^(qū)總表量程比的要求。例如;假設(shè)某居民小區(qū)入?yún)^(qū)干管zui大流量為600 m3/h,zui小流量為6m3/h這就要求該位置的流量計(jì)量程比為1:100 ,各種流量?jī)x表滿足這個(gè)參數(shù)均比較困難,這時(shí)我們可以采用兩塊流量?jī)x表并聯(lián)安裝的方式解決這一問(wèn)題。在上述情況下采用兩臺(tái)rtq-z-c-300型智能氣體腰輪流量計(jì)并聯(lián)安裝(圖4),單表流量范圍為5—300m3/h精度±1%在用氣高峰時(shí)兩臺(tái)表同時(shí)投入運(yùn)行,測(cè)量上限為600m3/h,即不超限運(yùn)行,又能滿足計(jì)量精度。在用氣低峰時(shí)關(guān)閉一臺(tái)流量計(jì),單臺(tái)運(yùn)行的測(cè)量下限為5m3/h,可以滿足zui小流量的計(jì)量要求。這一切換過(guò)程可以人工完成,也可以通過(guò)電動(dòng)閥門(mén)及控制電路自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
4.結(jié)論和建議
4.1由上例得到結(jié)論,容積式流量計(jì)的工作原理和構(gòu)造決定了氣體腰輪流量計(jì)在城市居民用氣區(qū)域封閉計(jì)量中比較適用。它和智能積算顯示部分配合使用使該類型流量?jī)x表更加完善。
4.2在條件允許的情況下選用rtq-z-a系列溫壓補(bǔ)償型智能氣體腰輪流量計(jì),將工況流量直接轉(zhuǎn)換成標(biāo)方(20℃,101.325kpa)流量顯示儲(chǔ)存將會(huì)給燃?xì)獠块T(mén)的計(jì)量工作帶來(lái)更大的方便。(end)