天然气流量计量及仪表选型(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-30 原文发表:2007-06-30 人气:42

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腰轮流量计又称罗茨或转动流量计，当气体由进口流入，在进出口压差作用下，处于图3a位置时，腰轮Ａ上的合成力矩不平衡，故腰轮Ａ不能转动。而腰轮B上的合成力矩不平衡，故腰轮B按顺时针方向转动，同时把计量室内的气体排向出口，与此同时腰轮B转轴上的驱动齿轮带动了腰轮Ａ转轴上的驱动齿轮，使腰轮Ａ按逆时针方向转动，逐渐由图3ｂ位置到达图3ｃ位置，同样通过两腰轮上所受力矩和转动过程则形成图3ｄ位置，两腰轮如此主从交替转动，腰轮旋转一周就有四个如图中阴影部分容积的气体排出，通过腰轮的转数和齿轮减速系统，输入到指示机械从而显示出气体的总流量。如图3所示。

膜式煤气表大量用于居民用气，腰轮流量计常用于中压用户。两种仪表一般未带温度压力补偿装置，故需采取如前“计量标准”中所述三种修正方式之一进行补偿修正。当采用电子修正积算器时，需加装温度、压力、示值传感器，一是可在仪表出厂前预留信号管(压力、温度)和示值传感器；另外可在仪表现场天然气输配管线上引出压力、温度信号管并配相应传感器和示值传感器。

两种仪表可通过加装示值传感器实现数据远传，从而实现微机数据集中管理。

4　气体涡轮流量计、卡门涡街流量计和旋进漩涡流量计

三种仪表均属速度式流量计。气体涡轮流量计特点是结构紧凑、准确度高、重复性好、量程比较宽、反应迅速、压损小，但安装使用(表前需安过滤器和整流器)和轴承耐磨性的要求较高；漩涡流量计是仪表内部无活动机件、寿命长、准确度高、量程比宽，但流速分布情况和脉动流、振动对测量有不同程度影响。

气体涡轮流量计工作原理：当被气体流经涡轮体时，气体推动带有螺旋形导磁叶片的叶轮旋转，当由铁磁材料制成的叶片旋经固定在壳体上的磁感应或信号检出器中的磁钢时，引起磁路中磁阻的周期性变化，并在感应线圈内产生近似正弦波的电脉冲信号，在涡轮仪表规定的流量范围内，脉冲信号的频率ｆ(Ｈｚ)与流速即流量成正比，将此脉冲信号经过积算显示部分运算、处理可显示出流量，如图4所示。

卡门涡街流量计工作原理：在流体管道内插入一根非线型的柱状物(圆柱或三角柱)，当气体流经并达到一定雷诺数范围内，柱状物的下游即产生两列不对称而有规律的交替漩涡，漩涡的频率ｆ(Ｈｚ)与流速即流量成正比，通过检出器、放大和转换器，可获得流体的流量。如图5所示。

旋进漩涡流量计工作原理：当气体沿着轴向进入流量计入口，螺旋锥体强迫流体旋转，形成漩涡流经文丘利管旋进、节流、加速，在中心轴线处形成高速旋转的涡核，到了扩散器，因压力的变化产生回流，使涡核转折偏离轴线，形成锥旋线进动。若仪表有关的几何形状和尺寸设计合理，检测点的螺旋漩涡进动频率ｆ(Ｈｚ)与流速即流量在很宽的流量范围内成正比，经过放大整形成电脉冲信号，传输至显示部分，即可运算出流体的流量。如图6所示。

三种代表的工况流量公式：

式中，K仪---仪表系数，它与仪表设计的具体形状、尺寸、检出点、生产工艺等多种因素有关，并需经检测标定。

结合(1)式和(10)式，三种仪表同样可采用如前所述的三种修正方式之一进行修正，从而获得标态下的流量。

除采用上述修正方式外，也可将(1)式、(10)式综合融进智能一体化设计，使仪表直接显示出标态下的流量，例如：智能旋进旋涡流量计，其结构图见图6，其流量积算原理图见图7；气体涡轮流量计和卡门涡街流量计均可按此结构形式和原理进行一体化设计。