摘要：天然氣的利用已經發展到各行各業，各類用戶燃氣計量設備的科學選型、合理使用、精細管理是燃氣經營企業計量的基礎工作。文章針對常用的燃氣計量設備的工作原理和特性，提出了燃氣表選型依據。
前言
城市天然氣一般用氣對象為居民、商業、福利和工業等，城市燃氣應用范圍已不斷向新的領域拓展，用戶變得多樣化，有餐飲、洗浴、采暖、酒店、農業生產和工業等用戶，對這些燃氣用戶的精確計量顯得尤為重要。如何正確了解各種燃氣計量設備的性能特點，做到科學選型，合理使用，精細管理，是燃氣經營企業計量工作的基礎工作。燃氣計量是經濟建設、技術創新和社會進步中的一項重要的技術基礎。經濟建設水平越高，越需要加強計量工作；技術越更新，越需要先進的計量手段；社會越進步，越需要實現計量制的統一和量值的精準，因而越需要加強計量工作的推進。最終目的是為了保護廣大用戶和燃氣供應單位免受不準確測量所造成的經濟損失；為保證燃氣用戶和燃氣經營單位各自應有的權益不受侵犯。
1 常用計量設備的分類及特點
從大的方面來講，根據燃氣設備的用氣流量，主要分為家用、商用、工業用；根據計量設備的結構，主要分為膜式燃氣表、羅茨流量計、渦輪流量計等。總的來講，無論是根據哪種分類，都與燃氣計量設備的性能、用戶燃氣設備使用的環境、用氣壓力、溫度、氣量大小等有著密切的關系。
1.1 膜式燃氣表
目前市場上主流膜式燃氣表有兩種，一種為機械式膜式燃氣表；另一種為智能式膜式燃氣表。機械式膜式燃氣表計量通過機械滾輪實現，當流動的氣體經過燃氣表時，受到管道摩擦及機構的阻擋，內部的燃氣會在燃氣表進出口兩端產生壓力差，通過這個壓力差推動膜式燃氣表的膜片在計量室內運動，并且帶動配氣機構進行協調配氣，使得膜片的運動能夠連續往復的進行，膜式燃氣表通過內部的機械結構，把直線往復運動轉變成圓周運動，再通過圓周運動帶動機械滾輪計數器轉動；膜片每往復一次，就排出一定量氣體，最終滾輪轉過一個計數單元，根據使用的氣量進行累計操作，最終實現燃氣流量計量記錄。
機械式燃氣表優點在于計量可靠，質量穩定，缺點在于抄表麻煩，都得人工上門抄表，燃氣公司需得投入很多財力人力。再者當前社會不穩定因素增多，不法分子冒充燃氣公司入戶抄表，對居民家中產生不安全因素。
智能式膜式燃氣表是在機械式燃氣表的基礎上增加IC卡控制器，實現預付費方式。主要通過卡片來實現，如IC卡(如4442卡)、射頻卡(如T5557卡、M1卡)等。IC卡以其價格等優勢現在成為目前市場燃氣表的主流，IC卡用于購買氣量并存入表中使用；不同用戶卡編號不同，一表一卡。它的主要功能是負責監視計量表的數據，實現用戶先付款后使用的原則，用戶到燃氣公司繳費，然后將所購燃氣氣量充入家中的燃氣表，很多用戶安裝了IC卡式燃氣表后用氣更便捷。這樣既方便了燃氣公司的管理，又免去了抄表占用的大量人力，很好的控制了成本。
膜式燃氣表的原理為容積式，量程比寬，安裝方便，對表前、表后直管段的要求不高；但其量程小，易受腐蝕而導致泄漏及計量不準，維修不方便，只適用于低壓，只計量工況流量，不易實現溫壓補償。
1.2 羅茨流量計
羅茨流量計也叫腰輪流量計，是一種容積式流量計。在腰輪流量計的殼體內有一個計量室，計量室內有一對或兩對可以相切旋轉的腰輪，在流量計殼體外面與兩個腰輪同軸安裝了一對驅動齒輪，它們相互嚙合使兩個腰輪可以相互聯動。羅茨流量計利用兩個腰輪，把流體連續不斷的分割成單個的體積部分，利用驅動齒輪和計數指示結構計量出流體總體積量。它有兩個腰輪(酷似8字形)狀的共軛轉子，分別控制在各自的轉軸上，一個腰輪轉動，另一個就跟著(同步齒輪聯接)反向轉動， 相互間始終保持著一條線接觸(準確說是接近)，既不能相互卡住，又不能有泄露間隙。
羅茨流量計功能特點：工作壽命長，正常運行期限長達15年；范圍度寬：不同規格流量計范圍度50:1~243:1；高精確度、高可靠性、重復性好：計量精度不受介質條件的影響，長期使用不需調整；起 步 流 量 低 ， 不 同 規 格 流 量 計 的 始 動 流 量0.06~1.20m 3 /h；壓力損失小：不同規格流量計的壓力損失0.16 ~0.55 kPa；流量計前后不需要直管段，可以安裝在環境狹窄的場合。羅茨流量計也有一定的局限性，大口徑流量計體積比較大，且價格較高；轉子卡死將給用戶帶來供氣不足；要求潔凈的天然氣，氣體若過濾得不精細，雜質會卡死流量計；運行噪音較大，必要時采用隔音措施。
1.3 渦輪流量計
渦輪流量計為速度式流量計，也叫葉輪式流量計，依靠測定轉子的速度計算出體積。它先將流速轉換為渦輪的轉速，再將轉速轉換成與流量成正比的電信號。這種流量計用于檢測瞬時流量和總的積算流量，其輸出信號為頻率，易于數字化。感應線圈和永久磁鐵一起固定在殼體上。當鐵磁性渦輪葉片經過磁鐵時，磁路的磁阻發生變化，從而產生感應信號。信號經放大器放大和整形，送到計數器或頻率計，顯示總的積算流量，同時將脈沖頻率經過頻率－電壓轉換以指示瞬時流量。葉輪的轉速正比于流量，葉輪的轉數正比于流過的總量。
渦輪流量計的輸出是頻率調制式信號，不僅提高了檢測電路的抗干擾性，而且簡化了流量檢測系統。它的量程比可達10:1，精度在±0.2%以內。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計的時間常數可達0.01 s。渦輪流量計擁有高質量軸承、特別設計的導流片，因此極大降低了磨損，對峰值不敏感，甚至惡劣的
條件下也可以給出可靠的測量變量。渦輪流量計具有精度高、重復性好、高量程比、結構簡單、運動部件少、耐高壓、測量范圍寬、體積小、重量輕、壓力損失小和維修方便等優點，擁有高質量軸承、特別設計的導流片，因此極大降低了磨損，對峰值不敏感，甚者惡劣的條件下也可以給出可靠的測量變量。
2 計量設備選型依據
2.1 選型依據的標準
燃氣計量設備選型依據的計量標準主要有《天然氣計量系統技術要求》(GB/T 18603—2014)、《用能單位能源計量器具配備和管理通則》(GB17167—2006) 、《 天 然 氣 能 量 的 測 定 》 (GB/T22723—2008)，主要參考標準ISO 15112：2007。
2.2 計量設備選型依據
膜式燃氣表的規格大小不一，小流量的用于家用，大流量的用于小型酒店、餐館和食堂等商用；羅茨流量計主要用于小型工業、酒店、餐飲業和小流量采暖鍋爐等；渦輪流量計主要用于大型工業用氣和大流量采暖鍋爐等。
天然氣流量計的選型應充分考慮用戶用氣的特性、用氣壓力和流量等。
(1)確定是測量瞬間流量還是總量。這主要由使用對象的測量目的決定。
(2)確定其精確度。結合各類流量計的精確度等級，選擇適合需要計量的燃氣設備的可能計量到的精度。
(3)確定其重復性。這主要決定于流量計設備本身的制造質量與原理。
(4)確定其線性度。天然氣流量計有線性與非線性等兩種輸出，但大多數計量表只是將非線性的誤差作為基本誤差的組成部分，卻不將其作為單獨的分析指標。
(5)確定流量具體范圍。流量范圍指最大最小流量，計量表通徑的選擇應根據計量表流量范圍進行選擇。
(6)確定壓力的損失。對大多數天然氣流量計而言，在氣體的流動過程中因流量計內部構件會產生一定壓力損失，在選擇時應充分表考慮到這一點。
(7)確定輸出信號的特性。這也是直接決定計量表選擇的關鍵因素。
(8)確定流量計的維護周期。當流量計遇到故障時需要停氣并拆卸下來由專人進行維護，因此必須考慮停氣后給用戶帶來的不變和損失。
根據流量計的流量特性，對于個別的場所而言，還應將安裝環境要求考慮在內，這也會不同程度地影響天然氣流量計的選擇和使用，同時，此過程中對于某些不是很明確的方面，計量設備選型單位還應及時向設備制造廠商咨詢，以便確認所選的流量設備是否合適。
3 天然氣計量技術的發展
天然氣計量是天然氣生產、運輸和銷售的關鍵環節，也是企業經濟效益分析的主要依據。天然氣計量不僅是天然氣供需雙方進行結算的依據，同時也是天然氣生產過程中的一個重要產能和技術指標。準確計量天然氣用量是公平的體現，對企業的經濟效益的提高有著重大的意義。
隨著燃氣行業技術水平的提高和電子技術的發展趨勢，新型的燃氣流量計逐漸進入市場，并在行業內引起廣泛關注。超聲技術、無線射頻技術、移動網絡技術和無線局域網技術的發展，讓天然氣計量的技術向著智能化、自動化、遠程化和一體化發展，同時還應完善相應的計量標準，使得新型燃氣計量技術更標準更先進地發展壯大。燃氣計量技術的改進，可以簡化系統的配置、減少系統整體成本，有效解決計量精準問題，更有利地解決工商業用戶與管網監測問題，極大地提高燃氣公司的工作效率，節省運營成本，并能及時有效地采集數據、分析控制輸配差。
4 結語
城市天然氣計量設備的選擇，是燃氣公司經濟效益的關鍵，也是各類用戶結算的重要依據。計量設備的準確性是供需雙方的最公平合理的原則性問題。
燃氣企業在關注其他新技術流量計的發展的同時，在新產品技術不成熟的情況下不宜作為重點投入使用。傳統流量計的性能和功能將會不斷提升和完善，因此燃氣企業應及時了解傳統流量計的技術進步，加大計量管理和技術改造力度，促進燃氣計量工作的不斷提升，優勝略汰，更好地服務于廣大燃氣用戶。
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