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天然气转换过程中燃气计量仪表的配置与调整

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2007-11-06  作者:袁懋宇  浏览次数:1116
      调整城市能源结构,发展清洁能源,扩大提高城市利用天然气为"十五"计划期间及今后更长一段时间内城市燃气事业发展的重点,已经启动的西气东输工程正在按计划实施,海上天然气登陆管网的建设、液化天然气的引进、煤层气的开发使我国天然气产销量以前所未有的幅度增长,在此形热下燃气计量仪表的配置与调整如何与天然气转换相适应倍受同行业界的关注。
  1.不同种类燃气技术指标不尽相同见“表1”
燃气种类
天然气
液化石油气
人工煤气
热值MJ/Nm3
33.35
87.9
16.7
比重
0.58-0.62
1.5-2.0
0.3-0.4

  由于天然气热值远高于人工煤气,在天然气转换后,在同等热负荷条件下用户的用气量成倍减少,各转换地区均面临以较小流量范围的计量表取代较大流量范围计量表的问题。

  2.燃气计量表示值误差特性分析

  在九十年代中期以后,国内主要燃气计量仪表制造企业出厂的产品一般均可达到国家标准及计量检定规程的要求,但不同企业不同表型误差特性曲线不尽相同,以宇翔"原型"系列表型为例,不同流量点示值误差的变化量呈以下状态,见“表2”

  从上列曲线可以看出
  2.1在量程规定的流量范围内各流量点示值误差均在国家标准规定的范围内。
  2.2从供气单位经济角度考虑,最佳常用流量点宜选择在0.1Qmax-0.8Qmax范围,即此范围内示值误差均为正值。
  3.天然气转换地区表型选择应采取的对策

  3.1若燃气用户在近期内热负荷不发生太大的变化,在天然气转换前使用的表型为G2.5或G4,天然气转换后则宜改用G1.6或G2.5表型。
  3.2从误差曲线可见,表型选择时常用流量点尽可能不要落在0.1Qm以下或0.8Qmax以上范围,即不宜以较大流量计量表长期在小流量范围使用,或较小流量的计量表长期在大流量条件下使用。以减少运行过程中的丢气损失。
  3.3新开管道天然气城市,无实际使用经验的,可参照当地用户燃气设施配置规律选择表的流量范围,常用燃气设施热负荷见表3
燃器具名称
双眼灶
热水器6升/分
热水器8升/分
热水器10升/分
其它干衣机、挂壁炉烤箱等
热负荷MJ/h
2×10.45
44
59
79.5
 
流量m3/h
0.6
1.37
1.6-1.8
1.9-2.2
 
 
 

  注:①天然气热值按35.58MJ/m3
    ②不同品牌燃气设施热负荷不尽相同,表列数值供参考。
  3.4选择灵敏度高的计量表,减少丢气损失。
  GB6968-86规定计量表的始动流量为0.005Qn,新标准对始动流量无具体规定,理应高于0.005Qn,本公司参照俄联邦标准规定钢壳表的始动流量为0.002Qn,铝壳表参照欧共体标准规定始动流量为0.001Qn,产品在出厂前均进行检验,达到规定指标方可放行,此数值大大低于火种用量 (约10升)。
  3.5因地制宜选择计量表的压力等级
  国内多数地区采用中压输气,通过区域调压站或楼栋调压器变为低压进入室内管道,但也有地区中压进入楼栋立管,通过球阀及表前调压进入室内管道,此外天然气由于比重较轻,尚存在高层建筑附加压问题,在某些情况下尚应考虑终端调压器在失灵情况下安全可靠性问题。国内表具市场,不同表型最大工作压力差异较大有3、5、10、15、20、30、35、40、50、100(单位Kpa)等多种级别。根据目前国内多种气源并存,且气源逐步向优质气源转换、城市现代化进程加快现实,选择表型工作压力应适度超前,中心城市用表最大工作压力定位在 20-50Kpa较为稳妥。
  3.6选择可靠性高的燃气计量表,确保在使用寿命期内无故障运行。
  计量表的可靠性主要取决结构设计、优质材料的选用、合成橡胶薄膜的使用寿命及表的制造、组装、检测精度等,为确保计量表的使用可靠性,燃气表厂家应按ISO9000族标准建立质量保证体系,实施全过程质量控制,并应强化企业中心试验室的建设,配置必要的理化性能测试手段,可以对计量表用料如金属、合成橡胶、工程塑料及表的综合性能进行试验,通过试验可适时对材料质量进行评价,择优选料,对薄弱环节适时采取对策,确保出厂产品稳定可靠的运行。

  4、国内燃气计量仪表发展现状
  民用燃气计量仪表在国内主要为皮膜式燃气表,上世纪八十年代前,国内制造与使用煤气表从产品结构、技术性能、使用寿命等诸方面均较落后,八十年代初、中期,部分燃气仪表制造企业,引进或消化吸收国外燃气计量仪表制造技术,建成一批新的生产线、产品技术性能有较大的提高,可以达到GB/T6968-86标准的要求,基本上可以满足城市管道煤气,以人工煤气为主导的消费结构。伴随我国燃气资源开发的进展、液化石油气特别是管道液化气或液混空气在城市得到较快应用,天然气的供应量日益增多,原有表型难以适应现实形势需要,反映在表的计量精度、耐压等级、灵敏度、使用寿命、观感性能、计费控制等多方面,在需求的带动下,九十年代中期以后,国内主要燃气仪表制造企业,均在致力于新表型的开发,方式是多样的:有跨国燃气表具制造集团控股国内表具制造企业;或国内表具制造企业与国外企业合资合作,将国外表型引入国内市场;有国内企业引进或消化吸收国外表具制造技术,自主开发推出新一代表型等。无论是采取那一种方式,均带动了我国燃气计量仪表工业的发展,缩小了我国燃气计量仪表与国外的差距,使国内主要燃气仪表企业制造的产品基本上可以满足西气东输及天然气转换的需要,主要系列产品分述如下:
  4.1适用于以天然气为主要气源的钢壳型计量表。
  (1)计量室采用优质工程塑料整体注塑成型,与板金冲压件计量室比较、零件数量减少、组装及计量精度提高、抗蚀能力增强。
  (2)流道设计优化、压力损失降低、同一机芯具有较宽的流量范围,可适用于多种表型。
  (3)较小的计量容积,采用跑道形合成橡胶薄膜,传动机构配置有微调装置,确保整表有较大的输出扭距,较高的灵敏度。
  (4)高等级材料的选用,确保零部件有较长的使用寿命。
  以宇翔"B"系列表型为例厂内耐久性试验后主要技术指标见4:
表号
检测项目
流量点
试验前
运行至5000m3
运行至20000m3
0012010015
示值误差%
Qmax
-0.6
-0.4
-1
0.2Qmax
+0.6
+1.2
+2
Qmin
+1
+0.5
-1.4
总压力损失Pa
Qmax
74
58
54
0012060093
示值误差%
Qmax
-0.5
-0.1
0
0.2Qmax
+1.2
+1.2
+1.6
Qmin
+0.5
+0.25
-1.2
总压力损失Pa
Qmax
78
72
60

  注:①试验条件符合国家标准规定的要求,试验介质为空气。
    ②按标准规定试验时间为2000小时,G1.6B折合流量为5000m3
    ③20000m3试验为本公司内控超耐久性试验,试验流量为6m3/h,目的考核表的可靠性。
    ④按标准规定耐久性试验后的基本误差"B"级表在分界流量以上为±2.5%,分界流量以下为-6%,+3%。
  (5)同一表型可具有多种配置,如表接头中心距、输出轴结构、封壳卡、压力等级、脉冲输出量等。
  (6)由于此系列表流量范围宽、计量精度高、可选择项多、使用寿命长等特点,既可用于天然气计量用表也可用于人工煤气向天然气过渡阶段用表,避免了天然气接通后需要更换表型带来的经济损失。
  4.2适用于以液化气为主要气源的铝壳型计量表。
  (1)上壳体及计量室采用铝合金压铸工艺压制成型,具有结构紧凑、体积小、重量轻、观感性能好等特点。但需要注意的由于压铸机压铸比压等级较多,合理的选择压铸机机型直接关系到铸件的成型精度及致密性。目前国内部分铝壳表耐压等级较低,其中重要原因之一为压铸比压较低,不能满足高质量铸件的需要。  
  (2)采用单体旋转阀结构,丢气损失小,具有较高的灵敏度,始动流量不大于0.001Qn。
  (3)低压损设计、流量范围宽,同一结构机芯可适用于多种表型。
  (4)阀座、阀盖、传动件、膜片等零部件采用优质高档材料,使用寿命长。
  (5)此系列表既可用于液化气,也可用于天然气。

       5、结束语:

  天然气转换在一些地区如北京、上海、沈阳等地区已有丰富运作实践,本文仅是对燃气计量仪表如何为天然气转换服务发表一些看法,不当之处还请到会领导与专家指正。为适应国内在相当长时期内多种气源将长期并存,消费结构多样化的需要,从九十年代中期以来,宇翔实业公司已先后开发成功可适用于天然气、液化石油气、人工煤气等民用与工商业用表,并形成四大系列二十余种表型,这些表型为西气东输,天然气转换提供了广阔的选择余度。
 
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