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摘要:城鎮燃氣擔負著天然氣產業終端居民用氣、工商業用氣的供氣業務，受季節溫度、居民生活規律、工廠生產周期等影響比較大，用氣存在很大的不均勻性和周期性，對燃氣計量器具的計量準確性具有很高的要求，流量計選型不當直接造成城鎮燃氣供銷輸差，造成經營損失。本文通過對城鎮燃氣常用流量計進行介紹和使用特點進行分析，對燃氣企業計量儀表選型和生產經營管理起到很大的借鑒和提升作用。
1.前言
　　城鎮燃氣輸差是城鎮燃氣企業管理的一項重要指標，直接關系企業的經營效益，體現出企業的整體管理水平，而計量器具的選型及準確性是影響供銷輸差的重要的因素。城鎮燃氣因為其用氣受季節溫度、居民生活規律、工廠生產周期等因素影響比較大，用氣存在很大的不均勻性，用氣高峰與低谷差距明顯，這就對流量計的計量下限和上限有很高的要求。本文將介紹城鎮燃氣常用的一些流量計，重點介紹其原理及計量特性，針對不同的用氣環境選擇合適的流量計，從而確保計量正確率，減少企業供銷輸差，提高企業經營效益。
2.城鎮燃氣用氣規律
(1)受季節溫度影響規律
　　溫度對天然氣使用的影響主要體現在低溫時需采用燃氣壁掛爐或者集中鍋爐供暖，導致天然氣使用量激增，而夏季用氣量則處于低谷。以濮陽市某燃氣公司城區用氣為例，冬季單日用氣總量可達6.5萬立方米，而夏季單日用氣總量低至3萬立方米，冬季為夏季用氣量的2倍有余。
(2)受居民生活影響規律
　　居民生活做飯是天然氣使用最多的用途，天然氣使用量受居民做飯影響具有明顯的高峰和低谷。一般小區每天早6點至早7點，中午11點至12點，晚上5點至7點時間段為用氣高峰，其余時間段為用氣低谷，晚高峰用氣時間久、用氣量大。休息日及節假日的用氣高峰及低谷差別更加明顯。
　　由于流量計都存在計量范圍，即計量下限和上限，以上規律導致終端用氣存在很大的不均勻性，高峰低谷差距大，極易造成“大馬拉小車”“小馬拉大車”等走計量下限和.上限的現象，甚至超量程運行，形成計量誤差，長期運行給燃氣公司帶來供銷輸差。
3.城鎮燃氣常用流量計
　　城鎮燃氣系統一般從門站下氣后進入城市中壓管網，自中壓管網分支進入小區調壓柜，經過調壓成為低壓進入小區管網，最終進入民用戶。計量系統主要包含門站交接表、門站監督表、調壓柜表、入戶皮膜表(商戶計量表)四級，稱為“四級計量、三級輸差”管控。結合城鎮燃氣供氣壓力低、波動大的特點，經常使用的城鎮燃氣流量計主要有膜式流量計(皮膜表)、氣體腰輪流量計(羅茨表)、渦輪流量計、旋進旋渦流量計、渦街流量計、超聲波流量計等。
(1)膜式流量計
工作原理:膜式流量計(皮膜表)屬于容積式流量計，是利用氣體在表內流動過程中的壓力差作為驅動力，燃氣表由左右兩側相同的兩個氣室組成，每個氣室被柔性膜片分成相同的兩個小測量室。當氣體依次進入四個小測量室時，驅動膜片來回擺動。膜片的擺動帶動雙曲柄搖桿機構，使閥蓋轉動，從而使測量室循環充氣和排氣，從而使燃氣表循環運動。通過偏心齒輪帶動計數器計數，從而顯示體積。
特點:膜式流量計主要應用于用氣量比較小的居民及小商業用戶，其型號從G1.6至G40均可使用。隨著技術的革新，目前普遍采用NB-IOT技術的物聯網遠傳表，可以實現遠程抄表、遠程控制以及溫度補償功能。
適用范圍:適用于居民及小工商業用戶，用氣壓力比較小的用戶(一般在0.5kPa至20kPa之間)，用氣最大流量在40m³/h時優先選擇膜式流量計，最大流量100m/h不推薦膜式流量計。
(2)氣體腰輪流量計(羅茨表)
　　氣體腰輪流量計(羅茨表)是城鎮燃氣使用廣泛的流量計，主要由外殼、腰輪組件(即內部測量元件)、齒輪與計數組件等構成。工作原理是利用兩個腰輪，把流體分割成單個的體積部分連續輸送，利用齒輪和計數組件計量出流體總體積量。
　　當有氣體進入流量計時，在進出口壓差的作用下，兩個腰輪將進行旋轉。當進氣壓力大于出氣壓力時，兩個腰輪旋轉，從而將氣體排出。當兩個腰輪各完成--周的轉動時所排出的氣體體積為一個值，重復過程到計數裝置實現累計流量計量。
特點:氣體腰輪流量計是城鎮燃氣目前測量精度比較高的流量計之一，一般精度達到1.0級或更高:流量范圍寬，流量比可達1:60;氣體腰輪流量計對氣質要求比較高，.上游一般須安裝相應規格的過濾器并定期清洗。可水平或者垂直安裝，垂直安裝時氣流應自.上而下。該表靈敏度高，其小流量的始動流量低。
適用范圍:氣體腰輪流量計的測量范圍為40~650m³/h，在用氣負荷最大流量在大于40m³/h小于300m³/h的范圍時，選用氣體腰輪流量計:由于其量程比寬，可廣泛用于高壓、中低壓管道氣體的計量，多用于工業用戶、鍋爐房、商業用戶或負荷變動大的設備計量，壓損比較大,計量時要求帶溫度補償及壓力補償。
(3)渦輪流量計
　　當天然氣通過流量計時，在天然氣的動力推動作用下，渦輪流量計的葉輪開始旋轉，葉輪旋轉速度與體積流量近似成比例，通過測量葉輪的旋轉數可得到通過流量計的氣體的體積，常用的為智能渦輪流量計，結合電磁感應原理，利用磁敏傳感器從同軸轉動的信號輪上感應出與體積流量成正比的脈沖信號，經流量積算儀進行處理后顯示流量。
特點:具有體積小巧、測量精度高、測量范圍大、量程比窄小的特點，多用于計量高、中壓管道中氣體。與同規格的皮膜表、羅茨表相比較，具有始動流量較大、工作壓力高等特點。一般需在計量前設置整流器，并在流量計前后設置直管段。
(4)旋進旋渦流量計
工作原理:當流體以一定速度進入流量傳感器進口途經旋渦發生體時，流體被迫發生旋轉運動，從而產生旋渦流，旋渦流在管中旋進，到達收縮段因節流原因使旋渦流加速，當旋渦流進入擴散部分時，因回流作用被迫進行二次旋轉，產生渦流進動。旋渦流的旋轉頻率與流體的流速關系為線.性，并成正比。傳感器檢測到微弱的電信號，并經前置放大器整形、放大、濾波后變成脈沖信號進行輸出，由流量積算儀進行計數處理并顯示。
特點:壓力損失較大，適用于介質壓力較高(5kPa-30kPa以上)的場合使用:流量量程比為15:1，但初始計量流量較高，不宜用于始動流量低的場合，如居民小區、小商戶等。流量計安裝維修方便，可水平或垂直安裝，垂直安裝時，介質流向自下而上，需在流量計前配置較長的直管段。.一般下游直管段不宜小于1D，上游直管段不小于5D，如安裝場所不能滿足上述要求，可在流量計之前安裝流動調節閥。.
(5)渦街流量計
工作原理:渦街流量計主要構件為旋渦發生體，當流體以一定速度流經發生體時，在發生體的下游產生一對渦列，交替出現且排列整齊，稱為卡門渦街，先在發生體一側產生，繼而在另一側產生，旋渦的釋放頻率與流過發生體的平均流速及發生體的寬度有關，釋放頻率與流速之間存在--定的關系，系數為斯特勞哈爾數，通過測量旋渦的頻率，經流量積算儀計算可得流體的流速。.
特點:渦街流量計為速度式流量計，檢測傳感器不直接接觸被測介質，性能穩定，可靠性高:由于壓損小，且輸出的脈沖信號與流量成正比，因而無零點漂移，精度比較高:但該流量計測量范圍比較小，量程比約1:10，對前后直管段要求低。
(6)超聲波流量計
　　超聲波流量計是利用超聲脈沖的傳輸特性(速度、相位)進行流體測量，時差法超聲波流量計是目前最廣泛使用的，利用傳播時間差與被測流體流速之間的關系就可計算出流體的流速，進而計算出流體流量。超聲波流量計在大口徑大流量測量方面有優勢。但隨著技術的進步，目前正逐漸適用于城鎮燃氣小流量范圍的計量。
特點:相比較于傳統的氣體渦輪、羅茨等流量計，具有精度更高、體型更小、始動能量更低、壓損更小、量程比更寬、性價比高、性能更可靠等優點，相信今后將在城鎮燃氣領域逐漸普及。
4.結束語
　　本文簡要介紹了城鎮燃氣行業計量的特點，常用的膜式流量計、超聲波流量計等共六種流量計的工作原理、使用特點、適用范圍等內容，對城鎮燃氣從業者針對不同的場合、不同的用戶流量計選型提供借鑒和參考，從而選擇出性價比高、測量精度高、量程范圍優、性能可靠的流量計，進而達到減少運營維護成本、較少供銷輸差率，提升城鎮燃氣企業經營效益，減少燃氣企業與用戶之間的計量糾紛，實現燃氣企業與用戶之間共贏、和諧發展。

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