基于节能降耗理念的煤气流量计量仪表选型

张国辉 ZHANG Guo-hui

（湖北省十堰市计量检定测试所，十堰 442001）

摘要： 煤气流量计量仪表在使用煤气的家庭中有着很大的作用，它起到检测并节约能源的作用，可以有效地减少污染物的排放。中国作为全球煤气使用量最大的国家，对传统煤气流量计量仪表的改造成为了主要研究方向。经过改造的新型检测仪表一方面能准确的检测出相关数据，并且在原理上得到很大程度的改良；另一方面为国家节能降耗做出了巨大的贡献。

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关键词 ： 传统检测方法；新型煤气流量计量仪表；节能降耗

中图分类号：TH814 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）24-0118-03

作者简介：张国辉（1969-），男，湖北十堰人，研究方向为计量检测技术：力学类（如，流量、测力）检测方法及测量不确定度分析。

0 引言

我国几乎家家户户都在使用煤气，是一个使用煤气的大国，从节能降耗的角度出发，设计合理而且便于广大人民群众使用的煤气流量计量仪表是至关重要的，因此在新时代的发展过程中，本着节能降耗的理念，人们对于煤气流量计量仪表也在进行研究与改良。本文通过从煤气流量计量仪表的传统检测方法、改良方法及提高价值三方面入手，进而分析煤气流量计量仪表的发展历程，最终达到为国家节能降耗的目的。

1 传统煤气流量计量仪表的检测方法

流量计算量在石化生产过程控制和计量核算中具有重要地位，特别是注重能源节约、以提高经济效益为核心的今天，对流量计量的要求更为严格。选择合格的流量计量仪表在企业运行、维护和成本控制中占有重要的地位，其经济效益显著。

1.1 传统煤气流量计量仪表中存在的问题

转型过渡期，煤气成为人们生活中必不可少的东西。在这个前提下，煤气流量计量仪表成为了一个关键的因素，它的不断研发，既能与人们日常生活紧密相连，还与制造商的利益有着密切的联系，又能响应国家号召——节约能源减少消耗。

传统煤气流量计量仪表在使用上难免会存在一些问题，同时在节能降耗方面也存在缺陷。主要问题如下：①该设备在某些情况下容易导致气体不流通，因为对仪表生产标准的不一，导致了其质量在生产过程中存在某些问题，进而在使用中一些分子没有被完全过滤，长时间的使用让仪表工作效率大大降低，仪表也就失去了其使用价值。传统煤气流量计量仪表在以后的维修环节中，因其堵塞物太多也不便清理。这也就导致了较多的污染物排放，不能达到节能降耗；②煤气流量计量仪表因长时间使用，致使数据不精准。因为使用煤气的用户较多，且都主要集中在固定的时间段内，所以对流过的煤气数据检测难免会产生误差，进而影响公司的利益；③煤气流量计量仪表设计的缺陷。在设计之初因为考虑因素较少，所以导致难以满足现在的需求，这样的缺陷同样使煤气流通效率降低，其节能降耗效率降低，不能满足社会的需求。

1.2 煤气流量计量仪表的测量方法

基于节能降耗理念，设计者们设计了多种检测方法，为了方便煤气公司检测用户的使用情况及便于收费，但大多数采用了压强法及流量监控法进行测量，原理是提取流入或是流出的量进行计算。但是在实际操作中存在很多的问题，比如在仪表内部设计线管道，为了读取更精确的数值，但是随着使用次数的不断增加，因为杂物不断产生，会导致管道流通不顺畅，进而影响数值的精准度，更为严重的是不能正常的运转，从公司的角度上来说会影响收益，从使用者的角度来讲会影响家庭正常的生活，而且不能够实现节能降耗。所以为了解决这些问题，制造者们开始进行改良，主要从杂物不断流入的角度出发，制作出非一次性可清洗的过滤网，这些过滤网在数据精准度下降的时候，就可以拆卸下来进行清洗，然后循环利用，这种方法有效解决了原来存在的问题，既能够满足社会的需求，又能响应国家节能降耗的口号。

2 新型检测仪表的诞生

通过分析传统煤气流量计量仪表中存在的问题及煤气流量计量仪表的测量方法，设计者以节能降耗为理念，对传统煤气流量计量仪表进行了改造，诞生了几种新型检测仪表，具体如下：

2.1 过滤网式煤气流量计量仪表

在传统的计算仪表中，还存在仪表数据不能根据气流的大小的变化而变化。同时，设计者们以节能降耗为理念，在此之上进行了改良。过滤网测量法也将这个问题得到有效的解决，该方法通过检测在单位时间内通过网的流量，进而得出精准的数据，也就是说不管通过仪表内部流量的多少，都能准确地将其数据反映在仪表盘上。在家庭生活中，一个煤气灶往往有多个灶台，也就是说要增加分管道，也可以在支管出增加过滤网，达到单个控制的效果，这种方法有效解决了传统煤气流量计量仪表中存在的问题。这种方法听起来非常的简单实用，但是在构造期间，需要大量的人力物力，并且这种煤气流量计量仪表需要的空间也很大，这样缺陷的存在，使得该煤气流量计量仪表在现实生活中操作起来就变得很不方便，如果经常更换就会产生很大的费用。再加上压力的不断改变对其影响也是不可忽视的，所以煤气公司还想有更方便的仪表拖入使用，在这种需求之下煤气流量计量仪表得到进一步的改良（图1）。

2.2 涡街测量煤气流量计量仪表

与第一次改良的仪表相比，这种新一代的仪表具有高效、耐磨、精准度高、直观等优点，并且能够节能降耗，同样可以适应不同的煤气管道，使环境有了明显的改善，所以被广泛的使用。但是在新环境下也会遇到一些问题，如下：

2.2.1 管道通畅问题

用涡街方法进行测量也有了很长的一段历史。从最初使用情况来看，其使用原理是通过不断变化的微小振幅，进而影响其压力大小的变化，再通过零件的敏感性传到仪表盘中，但是这种固定频率的振幅，也会致使其中的杂物向某一方向聚集，有效地减小了环境污染，也会在某种程度上使煤气流通不顺畅，并且处理起来也很麻烦。最终给这种煤气流量计量仪表的使用范围给予了限定，其适合在一些纯度比较高、污染物相对较少的煤气管道中使用。在检测方法基础之上进行改良，制造出结构设计合理，被人们认可的元件。在煤气管道的内部增加一个区域，使检测部位与煤气流通管道相分离，这样不会接触到管道中的杂物，也不会使管道出现堵塞，并且响应了节能降耗的口号，在被越来越多的家庭使用。

2.2.2 对煤气的要求较高

在之前的基础之上，要求煤气的流速相对平稳，不会产生太大的压强差，使其表征粘性影响的相似准数较高（例Re＞5500），煤气的流速要达到一定的要求，目的是让测量出来的数据精准度高，如果管道相对较粗一些的话，大多数的情况下要求其流速不能小于7.1m/s。但科学研究结果表明，其内部流速的最大浮动范围在8.1m/s-11.9m/s之间，但是在日常生活中，在使用不是相对密集时期，其流动速度不再增大，可以降至0.6m/s，这一数据与之前要求看起来相差甚远。所以，想要解决以上所以问题，就要通过不断地设计与改良，创造出一个内部结构精细、外部监管系统标准的煤气流量计量仪表至关重要，如果能够实现这一要求，在很大程度上解决了多边问题。

2.2.3 振动频率的改良

煤气流量计量仪表在实际应用中，其管道连接处难免会产生波动，使用时间较长之后其震动频率就会加大，影响测量数据的准确性，虽然新型涡街技术能够减缓震动频率，但是还是不能从根本上解决震动对信号发出及接受的影响，也就是说其测量的结果会存在误差。

2.3 热式气体煤气流量计量仪表

热式气体煤气流量计量仪表是根据相对应的仪器进行改造的，该方法采用了节能降耗技术，经过数以万次的实验研究表明，该种方法克服了种种环境，使其测量的数据精准度更高，安全性及内部构造从根本上得到了极大的改良，让采用这种方式的煤气流量计量仪表广泛应用在现实生活中，既方便了使用者，又方便了煤气公司。

热式气体煤气流量计量仪表的原理是在原有基础之上在内部加入了温度检测软件，工作的时候利用之间产生的热量进行检测。在仪表内部分别镶嵌了长短不一的零件，这两个零件分工明确，相对较长的一个叫做转换零件，较短的一个叫做测温零件，这两个零件的制作原材料及标准都相同，都是用固定的模板刻出来的且长短不一的探头。在管道中，因为两个零件所处的位置不同且长短不同，所以他们两个的作用大相径庭，二者相互配合，从而检测出的结果精准度高。

这种新型煤气流量计量仪表可以自动地进行调控，可以通过内部特有的构造使零件的温度更高一些，改变电路的电流进而控制其温度，是两者产生一个温度差，让温度差维持在一个稳定的范围之内，这是整个系统就处于相对稳定的状态，其中相互的热能变化公式为：

H=K（T-T0）L[1+（2πρCpLυd÷K）1/2]

在某种固定的条件下，公式中部分数值可以看做为一个常熟，也就是说流量和某时间段内释放出来的热量存在函数关系。在有关的科学研究中，根据公式H=I2R（T）可知，在恒温的情况下，其内的阻值也是固定不变的，所以在精准度很高的煤气流量计量仪表中，其流动速度不再增大，可以降至0.06m/s。

3 新型煤气流量计量仪表的价值

3.1 过滤网式煤气流量计量仪表价值

过滤网式仪表研制的成功，首次突破了传统检测方式。可以使检测仪表能够得到可循环利用的效果，与前一种方式相比，过滤网式煤气流量计量仪表可减少了对其成本的投入。同时在功能上使得精准度与前者相比数据更加准确，在当时的社会下，过滤网式煤气流量计量仪表有着很高的利用价值，体现了节能降耗的作用，也被广大人民群众所接受。

3.2 涡街测量煤气流量计量仪表价值

涡街测量方法的诞生，借鉴了节能降耗的技术，在很长一段时间内都采用了这种方法。作为当时新型仪表具有高效、耐磨、精准度高等优点，涡街测量煤气流量计量仪表能适应高气压、低温度等多种多样的环境，其改良也经历了很长的时间，所以在当时涡街测量煤气流量计量是公司最常用的检测方式。

3.3 热式气体煤气流量计量仪表价值

作为现在仍然流行的一种测量方法，有以下几方面的优点：

①其内部组成简单，外形设计更具有特点，并且从根本上解决了气体流通不畅的问题及节能降耗的问题。其内部零件更为容易清洗，方便、简洁并被人们认可，具有很高的现实使用价值。在定期维修的过程中，工作者操作简单，且成本较小，对每一方都有很大的好处。

②使用的范围较广。因为这种测量方法可以准确地测量出不同环境下的准确数值，而且其煤气的流速可以调控，所以应用范围比较广。与之前过滤网及涡街检测方法相比，热式气体煤气流量计量操作系统相对简单，在保护与维修方面的程序不繁琐，可有效解决人力物资资源，有很高的实用价值。

③测量出来的数据更为精确。在认定标准中，热式气体煤气流量计量仪表的准确度达到了最高级别，让燃气公司的利益在一定程度上有了很大的保障。

4 结语

本文通过对液体流量的设备检测和气体流量的设备检测进行分析，探究出节能降耗的煤气流量计量仪表的选型，为了更好地进行节能减耗，不断地对煤气检测方法进行改进。最终设计出既符合当今时代社会具体要求的产品，又能响应国家提出的节能口号。

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