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影响罗茨气体流量计计量的原因分析

发布时间:2017-10-28
 

摘要:目前气体罗茨流量计作为一种计量准确度最高的流量仪表越来越受到人们的关注,然而影响它计量准确度的原因有许多。文章从流量计本身结构和安装使用方面,介绍几种如何提高计量准确度和正确安装使用的方法。
罗茨气体流量计属于容积式气体流量计,是一种具有悠久历史的流量仪表。它具有测量准确度高的特点,是所有流量仪表中测量精度最高的一类仪表。安装管道条件对流量计计量精度也没有影响,流量计前不需要直管段,因此,安装起来比较灵活。
1、罗茨流量计计量原理
要了解影响流量计计量的原因,首先介绍它的计量原理:罗茨流量计主要由计量室、共轭转子和计数装置等部件构成。装于计量室内的一对共轭转子在流通气体的出入口压差(P入>P出)作用下,两转子交替承受转动力矩。转子每转动一周,则输出四倍计量室有效容积的气体,转子的转数通过磁性密封联轴装置及减速机构,传递到机械计数器,从而显示输出气体的累计体积量。其计量过程和计量原理如图1所示(图中仅表示了四分之一周期)。

2、结构本身影响计量的原因
从原理中不难看出,影响流量计计量精度的关键件主要是计量室,转子,这两种件的加工精度直接影响到装配后的流量计整体精度。以前采用成型铣刀来加工转子,结果证明,效果并不理想,加工出来的转子型面的对称性差,因此计量精度一直保持在1.5级,很难再提高。后来全部采用加工中心加工,保证了转子、计量室的对称度。除此之外,转子的动平衡也是关键的因素,每个转子加工完毕后都或多或少存在不平衡量,而这些不平衡量一般主要影响流量计的始动流量,进而影响小流量时的计量精度。
同步齿轮加工精度影响流量计的计量精度和运行时的噪音,同步齿轮是保证两个共轭的转子无论转到任何角度,都能保持一定的间隙。两个转子的间隙根据流量计口径的不同而变化,一般小口径的流量计保持在 0.1mm左右,大口径的保持在0.4mm左右。间隙的大小直接影响计量的准确度,间隙大,气体通过间隙流失的相对较多,造成流量计计量准确度降低,然而,燃气中比较大的颗粒杂质,可以通过间隙,不对计量造成影响;反之,间隙小,通过间隙损失的气体量就少,流量计计量准确度就增大,然而大的颗粒杂质不易通过间隙,从而造成流量计卡表,使流量计不能正常工作。
标准件的选用也能影响流量计的整体精度,标准件中最主要的就是轴承,主要选用SKF、NSK进口轴承,为了降低流量计的始动流量,提高计量精度,将轴承一端的防尘盖挑开,将轴承内部的润滑油脂洗出,因为油脂在轴承转动过程中会产生阻尼。在流量计使用过程中,采用飞溅润滑的方式对轴承润滑,使轴承及时散热,延长轴承的寿命。
3、实际使用过程中影响计量的原因
上述都是流量计本身的零部件对流量计计量的准确度造成的影响,在实际使用过程中还有许多情况对流量计的计量造成影响。主要有以下几个方面:
(1)高压计量低压用气,就是将计量室安装到高压管道上,然后通过调压器调压,用气户在低压管道上用气。当低压管道的用气户用气量不大时,高压管道中特别小的流量就能供给这些用气户使用,甚至这个流量达不到流量计的始动流量,流量计不计数,所以会引起较大的计量误差。
(2)不合理的管道设计可能造成较大的计量误差,图2为实际的管道安装简图,两条并联的管道,当主管网用气时,分管网手动阀关闭,流量计计量正常;当分管网也用气时,手动阀打开,由于主管道的气体由分管道分流一部分,会使主管道内的气压下降,使得1号流量计表前的压力小于表后的压力,流量计反转,流量计也累积流量,造成了双倍计量。因此这种情况必须在1号流量计前面安装一个单向阀。

(3)正确安装方式有助于提高流量计的计量准确性和延长使用寿命。流量计安装到管道上时,应保证流量计的表体上的螺纹孔和管道法兰的螺孔对准,保证法兰的平行度,避免流量计承受其他外力,防止表体受力变形,使流量计卡死。开启流量计时,应先打开前阀门,然后缓慢打开后阀门,使流量计有压启动,避免气体由于气锤效应,把流量计转子冲击变形,造成流量计卡死。
流量计计量的准确性直接关系到燃气公司和燃气用户的经济利益,因此如何提高流量计计量的准确性成为流量计生产单位的首要任务和根本立足点。