燃气流量计选型注意事项
摘 要：讨论城市燃气气源由人工煤气向天然气转化时，各类用户的流量计选型问题，并以镇江为例，对燃气流量计的选型进行了实例分析，提出了相关选型的建议。
1 引言
随着“西气东输”工程的建设，天然气将逐步被引入沿线城市，各城市的气化率及销气量也将逐步提高，以镇江市为例，2010年供气量将达2亿m3，此时供销差变化1%，将影响燃气公司的利润近400万元，随着市场的日趋成熟，燃气公司与上游的交割气量，双方都很重视，计量也相对准确，供销差的一个决定因素是各类用户的计量准确性，要保证计量的准确，流量计的选型是根本。
2 流量计选型的基本原则
2.1 计量真实、准确
2.1.1 流量计的计量范围合理
每一台流量计都有一个在误差范围内的标准计量区间、最基本的始动流量值，流量计选型时，要满足下游用户的用气特性，要求用户的最大用气流量不超过其最大量值，最小用气流量要大于其最小量值，至少要大于流量计的始动量值，用户的正常用气量最好选在量程的20%~85%的范围内。
2.1.2 流量计的计量值客观、真实
燃气进行贸易结算都是基于某一状态下的基准值，现中石油与下游燃气公司进行贸易结算的标准温度、压力参数为：压力p0=101.325kPa，温度T0=293.15K，而用户的用气工况时的温度、压力与贸易结算的标准状态不相同，可选用理想状态方程式换算：
--- （1）
为便于换算，可将燃气流量换算公式简化为：
--- （2）
式中：
V0— 贸易结算标准状态下的燃气体积流量，m3/h；
V— 工作状态下的燃气体积流量，m3/h；
p— 工作状态下燃气的绝对压力值。若计量过程中有波动，则为燃气实际平均绝对压力值，p=p表+p'，kPa；
p表— 现场压力计读出的燃气压力值，kPa；
p'— 当地大气压力值，kPa；
T— 燃气的实测绝对温度。若计量过程有波动，则为燃气实际平均绝对温度，K；
T=t+ 273.15K ；
t— 现场读出的燃气平均摄氏温度，℃。
从式（2）可以看出，燃气压力每增加1kPa或温度每降低2.9℃，贸易结算的流量值都将增加1%。一般情况下流量计出厂时不具备温度和压力自动修正功能，所以，流量计选型时，设计人员还必须根据用户用气时要求的额定工作压力、全年用气时间段的平均气温有针对性地确定温度及压力的补偿修正。中石油公司与燃气公司关于气量决算的标准温度定为293.15K，在明确要进行温度修正的同时，还要告诉厂家进行温度、压力修正的标准值，这样，才能确保流量计真实、准确的计量。
我公司在门站所选用流量计为设计压力40MPa，G1600和G250的进口涡轮流量计，并选用流量修正计算机进行温度、压力修正，将有关数据远程传送至中控室。
2.2 流量计经济耐用
现燃气流量计主要类型有容积式（皮膜表和罗茨表）、速度式（涡轮表）、振动式（涡街表和旋进旋涡表）、差压式（孔板流量计）、超声波流量计和靶式流量计。根据镇江的情况，主要选用前三种。不同类型的流量计具有不同的仪表特性（精确度、重复性、线性度、计量范围、压力损失、上下限流量、响应时间等）和流体特性（流体压力、温度、密度、粘度、磨蚀、腐蚀、结垢、脏污等），要求的安装条件（管道布置方向、流动方向、上下游直管段的长度、管径、维护空间、过滤排污等辅助设备）和使用条件（环境的温度、湿度、腐蚀性、安全性、电磁干扰、防爆等）不一样，其价格、费用（购置费、安装费、维护费、检定费、运行费及使用年限）也各不相同，所以流量计选型时要综合考虑气源的性质、流量计的特性、管网压力级制和用户的经济承受能力等因素。常用流量计的性能特性及安装要求见表1。
表1 常用流量计主要性能比较
3 民用户的燃气表选型
目前，镇江市民用户所使用的燃气器具一般有双眼灶及热水器，燃气双眼灶具的总热负荷约7kW，折算成天然气的耗气量为0.7m3/h（天然气的低热值按35.58MJ/m3计），热水器主要为8L/min或10L/min的，其热负荷一般为16或22kW，折算成天然气的耗气量为1.7或2.2m3/h，那么，居民家用燃气器具总的耗气量（天然气）在2.4~2.9m3/h之间，其最小用气量约0.028m3/h，大于G2.5皮膜表的最小流量，建议民用户家用燃气表选用G2.5型的。
4 普通公建用户的流量计选型
4.1 单位食堂或餐饮用户
这类用户的燃气器具数量较多，用气量波动较大。最大用气量在65m3/h以下，燃气配管直接从低压管网接入、灶具额定工作压力为2kPa（焦炉气为1kPa）的建议选用G65以下的皮膜表，经济实用；最大用气量虽然<100m3/h，但灶前压力>3kPa，或最大用气量>100m3/h，建议选罗茨表并带温度、压力补偿。
镇江市现有焦炉气用户主要以民用户和餐饮用户为主，对使用智能表和普通罗茨表的部分餐饮用户（焦炉气1kPa）进行了比较，天然气用户灶具额定工作压力为2kPa，假设温度为标准温度，存在2%供销差。因此在实际运用中，用气量<25m3/h时选用皮膜表：用气量>25m3/h时选用罗茨表，将来条件允许时进行温度、压力补偿。如最大用气量>100m3/h，选用罗茨表并带温度、压力补偿。
4.2 采暖、热水锅炉及空调直燃机用户
该类用户用气压力一般在5~16kPa，用气量较大，以最小的一体化空调直燃机（热负荷为840MJ/h）为例，用气量约为25m3/h天然气，最小运行负荷一般在额定负荷的45%以上，用户一般仅1~2台燃烧设备。最大用气量<300m3/h，建议选用罗茨表，并带温度、压力补偿，安装在调压器后。最大用气量>300m3/h，气源为天然气时，建议选用带温度、压力补偿的智能型涡轮流量计；若用焦炉气，建议选用带温度、压力补偿的智能型旋进流量计，且安装在调压器前，旋进流量计阻力损失较大，选型时可降低一个规格。
镇江市区内已严禁使用燃煤锅炉，近年来柴油、液化气价格涨幅较大，为天然气用户发展提供了良好的市场环境，市区的采暖、热水锅炉用户现均使用焦炉气，考虑不久将使用天然气，结合性价比，最大用气量在300m3/h以上采暖、热水锅炉用户均选用带温度、压力补偿的智能型涡轮流量计，如镇江第四人民医院锅炉房一台热水炉一台蒸汽炉，调压器出口压力10kPa，总流量1000m3/h，始动流量20m3/h，选用了带温度、压力补偿的涡轮流量计，假设温度为标准温度，用户每天用气4h，供销差为10%，每年的补偿量为14万m3。
5 普通小工业用户的流量计选型
该类用户的最大用气量可能并不大，一般小于300m3/h，但燃烧设备多，最小用气量可能不到最大用气量的5%，用气压力一般在5~20kPa，建议选用罗茨表并带温度、压力补偿。现印染厂使用300m3/h（焦炉煤气）的罗茨表，调压器的出口压力控制在4000kPa，未进行温度、压力补偿。假设温度为标准温度，用户每天用气6h，供销差为4%，每年损失2.5万m3，在今后置换过程中这些小型工业用户的流量计将逐步加设温度、压力补偿。
6 大型公建用户及工业用户选型
该类用户一般指用气压力在6~20kPa，最大用气量>600m3/h的工业及大型公建用户，用户不仅单台设备用气量大，设备数量也较多，单台机组最低用气量一般不低于额定用气量的45%，在最大用气量的10%以上，如气源为天然气，选用带温度、压力补偿的智能型涡轮或旋进流量计均可以。
现市内一些大型工业用户均安装涡轮流量计，新安装的钛白粉厂工业窑炉，调压器出口压力10kPa，选用两台带温度、压力补偿的进口涡轮流量计（Q=1600m3/h）。假设为标准温度，用户每天用气6h，供销差为10%，每年的补偿量67.2万m3。
在实际工作中，除综合考虑用户燃烧器具的多少、用气量的大小、用气的特性外，还要考虑所选流量计对气质的适应能力，特别是燃烧器具比较多的食堂或餐饮用户，其最大用气量要计算准确，否则不利于准确计量，建议对该类饮食公建用户的流量计选型时可保守些，以确保流量计的计量准确。