在設(shè)計過程中，設(shè)備的選型是否合理不僅影響設(shè)計作品的優(yōu)劣，而且還直接影響企業(yè)的利益。供銷差率就是長期以來困擾著燃?xì)馄髽I(yè)經(jīng)營的普遍性難題，選用流量偏大，在用戶使用小流量時計量設(shè)備停走不計量，選用流量偏小，在用戶使用大流量甚至超過計量設(shè)備的額定流量時，計量設(shè)備計量偏慢而不準(zhǔn)確。這些都對設(shè)計的合理選型提出了較高的要求。現(xiàn)就我公司在選用大流量計量燃?xì)庠O(shè)備——氣體羅茨流量計與氣體渦輪流量計的設(shè)計選型總結(jié)如下。

　　1 兩種流量計的工作原理

　　1.1 產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

　　我公司采用的是蒼南儀表廠生產(chǎn)的流量計。氣體羅茨流量計執(zhí)行《氣體腰輪流量計》(JB/T 7385—94)。符合《爆炸性氣體環(huán)境用電器設(shè)備 第 1 部分 通用要求》(GB 3836.1—2000)的有關(guān)部分和《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第四部分 本質(zhì)安全型“i”》(GB 3836.4—2000)。

　　LWQZ 系列氣體智能渦輪流量計符合《封閉管道中氣體流量的測量 渦輪流量計》(GB/T 18940—2003)。

　　1.2 氣體羅茨流量計工作原理

　　氣體羅茨流量計是一種容積式流量儀表。當(dāng)氣體通過流量計時，在入口和出口間產(chǎn)生的壓差，作用在與高精密同步齒輪聯(lián)結(jié)在一起的一對羅茨輪上，從而驅(qū)動羅茨輪旋轉(zhuǎn)。在這期間，羅茨輪與殼體內(nèi)壁和壓蓋之間形成的密閉空間——計量腔周期地充氣和排氣。羅茨輪的轉(zhuǎn)數(shù)與通過流量計的氣體體積量成正比。羅茨輪的旋轉(zhuǎn)經(jīng)磁耦合器傳遞給機(jī)械計數(shù)器(或輸出流量脈沖信號)，從而累積流經(jīng)計量腔的體積量實現(xiàn)計量的目的。其原理如圖 1。

　　1.3 氣體渦輪流量計工作原理

　　氣體渦輪流量計是速度式流量測量儀表。當(dāng)流體流入流量計時，在前導(dǎo)流體(或整流器)的作用下得到整流并加速，由于渦輪葉片與流體流向成一定角度，此時渦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，在克服摩擦力矩和流體阻力矩后，渦輪開始旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，渦輪旋轉(zhuǎn)的角速度與流體體積流量成正比。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用磁敏傳感器從同步轉(zhuǎn)動的參考輪上感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號，該信號經(jīng)放大、濾波、整形后送入智能體積修正儀，與溫度、壓力等信號一起進(jìn)行運算處理，分別顯示于 LCD 屏上。其結(jié)構(gòu)原理圖如圖 2。

　　2 兩種流量計的選型

　　氣體羅茨流量計和氣體渦輪流量計兩者都具有精確度高，重復(fù)性好的優(yōu)點，都適用于測量城市燃?xì)猓m用場合有區(qū)別。

　　2.1 氣體羅茨流量計的選型

　　近幾年，隨著城市建設(shè)及經(jīng)濟(jì)建設(shè)迅速發(fā)展，人們生活水平日益提高。伴隨著人們生活方式的改變，在外就餐的人數(shù)與日俱增，大型餐廳、星級酒店不斷涌現(xiàn)。在大型餐廳、星級酒店使用燃?xì)獾耐瑫r，他們對燃?xì)獾挠嬃恳蔡岢隽溯^高的要求，在設(shè)計大型餐廳、星級酒店燃?xì)夤艿拦こ虝r由于其使用功能的多樣化，使操作間數(shù)量增多、位置分散、灶具數(shù)量多、用氣量大，用氣時間不集中等，這些都導(dǎo)致用氣量波動范圍較大，這種情況如采用計量范圍小的皮膜表，勢必導(dǎo)致皮膜表數(shù)量多，燃?xì)夤艿婪笤O(shè)復(fù)雜，占用操作間面積較大，計量分散，不便統(tǒng)一管理等缺點。如采用計量范圍大的氣體渦輪流量計，勢必導(dǎo)致小流量無法計量，直接影響企業(yè)的利益。在這種情況下，設(shè)計選型首先要考慮氣體羅茨流量計，氣體羅茨流量計前后不需要直管段，可以安裝在環(huán)境狹窄的場合。氣體羅茨流量計不涉及流態(tài)方程，與氣體流態(tài)(如流線分布、阻力損失、雷諾數(shù)等)關(guān)系很小，始動流量小，量程比寬，適用于計量負(fù)荷變動大的氣體流量。且計量精確度不受壓力和流量變化的影響，性能穩(wěn)定，壽命長。

　　2.2 氣體渦輪流量計的選型

　　氣體渦輪流量計具有結(jié)構(gòu)簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大(同樣口徑可通過的流量大)、可適應(yīng)高參數(shù)(高溫、高壓和低溫)、量程比寬，可達(dá) 1：20(或更寬)，特別適用于測量大流量氣體，氣體渦輪流量計不宜用在流量頻繁變化和有強(qiáng)烈脈動流或壓力脈動的場合，對于用氣時間相對固定、用氣量變化范圍相對較小的鍋爐、直燃機(jī)及加氣站的計量，尤其是需中壓計量的鍋爐、直燃機(jī)，設(shè)計選用氣體渦輪流量計。

　　3 兩種流量計的安裝

　　3.1 氣體羅茨流量計的安裝

　　氣體羅茨流量計安裝前(特別是新管路或經(jīng)維修后的管路)務(wù)必對管道進(jìn)行吹掃，去除焊渣，鐵銹等雜質(zhì)。建議垂直安裝，氣體進(jìn)口端需在上方，氣體由上向下流動，即上進(jìn)下出。垂直安裝有助于轉(zhuǎn)子對贓物的自清潔能力。安裝時必須使傳感器內(nèi)的轉(zhuǎn)子軸處于水平位置。流量計上游必須安裝相應(yīng)規(guī)格的過濾器并定期清洗。

　　3.2 氣體渦輪流量計的安裝

　　氣體渦輪流量計安裝前也必須對管道進(jìn)行吹掃，去除焊渣，鐵銹等雜質(zhì)，其適用于水平安裝，流體流動方向與殼體上標(biāo)明的方向一致，且在流量計的上、下游應(yīng)分別保證設(shè)備所規(guī)定的直管段長度。我公司采用的 LWQZ-III 型系列氣體渦輪流量計要求前后直管段長度為(前≥2DN，后≥1DN)。流量計上游(≥2DN)必須安裝相應(yīng)規(guī)格的過濾器并定期清洗。流量計應(yīng)與管道同軸安裝，并防止密閉墊片和黃油進(jìn)入管道內(nèi)腔。

　　3.3 流量計安裝長度改進(jìn)

　　由于 IC 卡表有預(yù)付費，可以免除入戶抄表等優(yōu)點，我公司采用在流量計后加設(shè) IC 卡計量設(shè)備。傳統(tǒng)的安裝形式是在流量計后直接加設(shè) IC 卡計量設(shè)備(流量計與 IC 卡計量設(shè)備共用一付法蘭)，這種安裝形式要求計量長度增加。對于易垂直安裝的氣體羅茨流量計來說，通常有兩種方法：

　　(1)直接垂直安裝，要滿足前后直管段的條件下，過濾器安裝高度過高，不宜檢修。

　　(2)設(shè)計成門字型，一邊安裝過濾器一邊安裝流量計和 IC 卡計量設(shè)備，這種安裝形式占用空間更大且壓損增加。考慮到以上兩種安裝方法存在的問題，在爭得廠家的意見后，我們打破傳統(tǒng)安裝模式設(shè)計，改為流量計與 IC 卡計量設(shè)備分開，中間可加彎頭、直管段(兩者距離不宜大于 2 m)，這樣計量設(shè)備可隨管道自身走向設(shè)置，大大減小了安裝一套計量設(shè)備的長度。

　　計量設(shè)備作為供需雙方結(jié)算的依據(jù)，計量設(shè)備選型的合理化對雙方至關(guān)重要，只有對計量設(shè)備的工作原理、性能、安裝有充分的了解，才能減少由設(shè)計帶來的選型不當(dāng)造成的不良影響，才能在設(shè)計過程中做到合理選型。