[導(dǎo)讀] 文章分析了氣體羅茨流量計(jì)與氣體渦輪流量計(jì)的工作原理，總結(jié)了兩者在設(shè)計(jì)選型、安裝上的不同。
在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)備的選型是否合理不僅影響設(shè)計(jì)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(zhǎng)期以來困擾著燃?xì)馄髽I(yè)經(jīng)營(yíng)的普遍性難題，選用流量偏大，在用戶使用小流量時(shí)計(jì)量設(shè)備停走不計(jì)量，選用流量偏小，在用戶使用大流量甚至超過計(jì)量設(shè)備的額定流量時(shí)，計(jì)量設(shè)備計(jì)量偏慢而不準(zhǔn)確。這些都對(duì)設(shè)計(jì)的合理選型提出了較高的要求?，F(xiàn)就我公司在選用大流量計(jì)量燃?xì)庠O(shè)備——氣體羅茨流量計(jì)與氣體渦輪流量計(jì)的設(shè)計(jì)選型總結(jié)如下。
1 兩種流量計(jì)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(jì)。氣體羅茨流量計(jì)執(zhí)行《氣體腰輪流量計(jì)》（JB/T7385—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》（GB3836.1—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”》（GB3836.4—2000）。
LWQZ系列氣體智能渦輪流量計(jì)符合《封閉管道中氣體流量的測(cè)量渦輪流量計(jì)》（GB/T18940—2003）。
1.2 氣體羅茨流量計(jì)工作原理
氣體羅茨流量計(jì)是一種容積式流量?jī)x表。當(dāng)氣體通過流量計(jì)時(shí)，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(duì)羅茨輪上，從而驅(qū)動(dòng)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(jì)量腔周期地充氣和排氣。羅茨輪的轉(zhuǎn)數(shù)與通過流量計(jì)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(jì)數(shù)器（或輸出流量脈沖信號(hào)），從而累積流經(jīng)計(jì)量腔的體積量實(shí)現(xiàn)計(jì)量的目的。其原理如圖1。
圖1 氣體羅茨流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理示意
氣體渦輪流量計(jì)是速度式流量測(cè)量?jī)x表。當(dāng)流體流入流量計(jì)時(shí)，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(shí)渦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)的參考輪上感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號(hào)，該信號(hào)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(hào)一起進(jìn)行運(yùn)算處理，分別顯示于LCD屏上。其結(jié)構(gòu)原理圖如圖2。
圖2 氣體渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理示意
2 兩種流量計(jì)的選型
氣體羅茨流量計(jì)和氣體渦輪流量計(jì)兩者都具有精確度高，重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，都適用于測(cè)量城市燃?xì)?，但適用場(chǎng)合有區(qū)別。
2.1 氣體羅茨流量計(jì)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(jí)酒店不斷涌現(xiàn)。在大型餐廳、星級(jí)酒店使用燃?xì)獾耐瑫r(shí)，他們對(duì)燃?xì)獾挠?jì)量也提出了較高的要求，在設(shè)計(jì)大型餐廳、星級(jí)酒店燃?xì)夤艿拦こ虝r(shí)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(shí)間不集中等，這些都導(dǎo)致用氣量波動(dòng)范圍較大，這種情況如采用計(jì)量范圍小的皮膜表，勢(shì)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(jì)量分散，不便統(tǒng)一管理等缺點(diǎn)。如采用計(jì)量范圍大的氣體渦輪流量計(jì)，勢(shì)必導(dǎo)致小流量無法計(jì)量，直接影響企業(yè)的利益。在這種情況下，設(shè)計(jì)選型首先要考慮氣體羅茨流量計(jì)，氣體羅茨流量計(jì)前后不需要直管段，可以安裝在環(huán)境狹窄的場(chǎng)合。氣體羅茨流量計(jì)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(dòng)流量小，量程比寬，適用于計(jì)量負(fù)荷變動(dòng)大的氣體流量。且計(jì)量精確度不受壓力和流量變化的影響，性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)。
2.2 氣體渦輪流量計(jì)的選型
氣體渦輪流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(cè)量大流量氣體，氣體渦輪流量計(jì)不宜用在流量頻繁變化和有強(qiáng)烈脈動(dòng)流或壓力脈動(dòng)的場(chǎng)合，對(duì)于用氣時(shí)間相對(duì)固定、用氣量變化范圍相對(duì)較小的鍋爐、直燃機(jī)及加氣站的計(jì)量，尤其是需中壓計(jì)量的鍋爐、直燃機(jī)，設(shè)計(jì)選用氣體渦輪流量計(jì)。
3 兩種流量計(jì)的安裝
3.1 氣體羅茨流量計(jì)的安裝
氣體羅茨流量計(jì)安裝前（特別是新管路或經(jīng)維修后的管路）務(wù)必對(duì)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(dòng)，即上進(jìn)下出。垂直安裝有助于轉(zhuǎn)子對(duì)贓物的自清潔能力。安裝時(shí)必須使傳感器內(nèi)的轉(zhuǎn)子軸處于水平位置。流量計(jì)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(jì)的安裝
氣體渦輪流量計(jì)安裝前也必須對(duì)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(dòng)方向與殼體上標(biāo)明的方向一致，且在流量計(jì)的上、下游應(yīng)分別保證設(shè)備所規(guī)定的直管段長(zhǎng)度。我公司采用的LWQZ-III型系列氣體渦輪流量計(jì)要求前后直管段長(zhǎng)度為（前≥2DN，后≥1DN）。流量計(jì)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(jì)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(jì)安裝長(zhǎng)度改進(jìn)
由于IC卡表有預(yù)付費(fèi)，可以免除入戶抄表等優(yōu)點(diǎn)，我公司采用在流量計(jì)后加設(shè)IC卡計(jì)量設(shè)備。傳統(tǒng)的安裝形式是在流量計(jì)后直接加設(shè)IC卡計(jì)量設(shè)備（流量計(jì)與IC卡計(jì)量設(shè)備共用一付法蘭），這種安裝形式要求計(jì)量長(zhǎng)度增加。對(duì)于易垂直安裝的氣體羅茨流量計(jì)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(jì)成門字型，一邊安裝過濾器一邊安裝流量計(jì)和IC卡計(jì)量設(shè)備，這種安裝形式占用空間更大且壓損增加?？紤]到以上兩種安裝方法存在的問題，在爭(zhēng)得廠家的意見后，我們打破傳統(tǒng)安裝模式設(shè)計(jì)，改為流量計(jì)與IC卡計(jì)量設(shè)備分開，中間可加彎頭、直管段（兩者距離不宜大于2m），這樣計(jì)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(jì)量設(shè)備的長(zhǎng)度。
4 結(jié)語
計(jì)量設(shè)備作為供需雙方結(jié)算的依據(jù)，計(jì)量設(shè)備選型的合理化對(duì)雙方至關(guān)重要，只有對(duì)計(jì)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(jì)帶來的選型不當(dāng)造成的不良影響，才能在設(shè)計(jì)過程中做到合理選型。