TGM涡轮流量计的技术特性与性能比较
摘要:对 TGM 系列涡轮流量计的工作原理与结构特性做了介绍,然后详细比较了国内外有关涡轮流量计的技术标准、性能参数及使用情况,并对其差异进行了分析评价,***后对某公司在该系列涡轮流量计的质量控制、标准要求等方面的工作以及应用前景做了简要的介绍。
随着我国天然气工业的快速发展,天然气贸易计量的准确可靠性愈来愈受到社会各界的关注。目前,国内在气体流量计特别是气体涡轮流量计的设计、制造与鉴定技术及设备装备水平方面远远落后于欧美。而且国内所生产的涡轮流量计产品大多没有机械计数显示器,客户无法直接从管路中气体流动状况了解流量计实际运行情况,同时性能与质量也不能与国外气体流量计相比。此外,在高精度、中高压气体流量计方面的产品,相关的研究也相当落后。目前国内能生产的主要是中小口径、中低压力的 1.5 级精度的流量计。随着中国与国际市场接轨的步伐加快,低精度流量计的使用会受到越来越大的限制,而高精度流量计将需求旺盛。某公司燃气设备有限公司(简称某公司)的涡轮流量计正是基于这样的市场条件投入开发的,提升了国内在这一领域的研发和制造水平。
1、TGM 系列涡轮流量计工作原理及结构特点:
气体涡轮流量计工作原理:当被测气体流入流量计时,首先在整流器作用下气体得到整流并加速。由于涡轮叶片与气体流向成一定角度,流体产生的作用力驱动流量计涡轮旋转,涡轮的理论旋转速度与流量成正比。通过测量涡轮的转速可以从计数器读取工况流量。
TGM 系列气体涡轮流量计(TGM-G400 /100-16)的主要结构组件如图 1 所示。
图 1 流量计主要结构组件
2、国内外涡轮流量计使用情况及性能比较:
2.1、流量计特性曲线比较:
荷兰Instromet 和德国Elster 是世界的流量计品牌,在国内的使用也较多。我们在上海自动化仪表研究所(SIPAI)钟罩试验台位上以规格 G250DN100 PN16 为例分别对 Instromet SM-RI-X 系列、Elster TRZ 系列和某公司的 TGM 系列进行了误差试验,误差试验曲线分别如图 2、图 3 和图 4 所示。
表 1 | 流量计主要参数 | |||||||
TGM-G | TGM-Q | |||||||
适用气体 | 各种无腐蚀气体的测量 | |||||||
被测气体温度/℃ | -10~60 ℃ | |||||||
环境温度/℃ | -20~70 ℃ | |||||||
口径/mm | DN50~600 | |||||||
压力等级/MPa | 1~10(PN),12.5~60(ANSI) | |||||||
测量范围/m3xh-1 | 8~25 000,量程比:一般为 1:20 | |||||||
表体长度 | 3DN,连接方式:标准法兰 | |||||||
度 | 20%Qmax~Qmax,±1%,特殊要求下,可达±0.5% | 20%Qmax~Qmax,±1.5%,特殊要求下,可达±1.0% | ||||||
Qmin~20%Qmax,±1%,特殊要求下,可达±1% | Qmin~20%Qmax,±1.0%,特殊要求下,可达±3% | |||||||
内装专利整流器,前直管段只需 2DN | 内装钝头放散式整流器 |
图 2荷兰 instrometSM-RI-X G250 DN100 型产品性能
图 3德国 elster G250 DN100型产品性能
图 4 某公司 TGM-G250 DN100 型产品性能
2.2、国内外涡轮流量计技术标准使用情况及比较:
荷兰 Instromet 和德国 Elster,另外还有如Daniel、RMG 等一些气体涡轮流量计国际品牌,主要采用的设计标准为《prEN12261》气体涡轮流量计设计欧洲标准。由于欧洲标准在方便用户、环保等方面作出了更为详细的规定,因此也是目前国际上应用***广泛的标准之一。其他气体涡轮流量计标准还有 AGA No7,ANSI/ASME MFC-4M 以及气体涡轮流量计国际标准ISO9951 和中华人民共和国标准 GB/T18940 等。这些标准在主要技术指标如:准确度、稳定性、量程比等项目上检测条件与技术指标都很相近,在其他指标上《PrEN12261》的规定则更为详细、更为严格,如耐久性要求、机械计数器要求等。表 2 是各标准之间一些主要技术指标的对比。
2.3、国内外品牌流量计主要性能参数:
表 3 比较了国内外 DN100 产品主要性能。从图 2、3、4 以及表 2、3 所显示的数据可以看出,在精度、线性度,量程比等主要参数上,同国外先进的同类产品如荷兰的 Instromet 相比,TGM还是有一定的差距,但是已经和国外先进水平非常 这种需求,在设计时对机械传动的类型、显示的结接近、处于国内水平。除此之外,国内的产品 构、外形都作了深入的调研,使 TGM 系列产品具大多没有配备机械式计数器,读数显示是通过安装 有区别于其他产品的独有特征。并且,随着 TGM 在表体上的流量显示表直接显示出来;用户无法通 系列气体涡轮流量计产品在技术、制造等方面的经过涡轮流量计机械传动系统的运行情况来判断管 验积累,试验台位的建立等外部条件逐渐完善,我路中气体流动状况,限制了用户对仪表的选择范 们将进一步提高其内在技术含量及各项技术指标。围;而 TGM 系列涡轮流量计则充分考虑了用户的
表 2 涡轮流量计技术标准比较
PrEN12261 | AGA | No07 | ANI/ASME | MFC-4M | ISO9951(GB/T18940) | |||
执行日期 | 1998 | 1980 版/1984 修订 | 1986 | 1993 | 2003 | |||
特别标注 | 通常 | 特别标注 | 通常 | 特别标注 | 通常 | 特别标注 | 通常 | |
准确度 | ≤±1% | ±1% | ≤±1% | ±1% | ≤±1% | ±1% | ≤±1% | ±1% |
***大 | ***大 | |||||||
±1% | ±1% | |||||||
稳定性 | 0.25Qmax~ Qmax | 0.25Qmax~ Qmax | 0.25Qmax~ Qmax | 0.25Qmax~ Qmax | ||||
≤0.2% | ≤0.2% | ≤0.2% | ≤0.2% | |||||
量程比 | 1: 10,1:20,1:30,1:50 | 1: 10,1:20,1:30,1:50 | 1: 10,1:20,1:30,1:50 | 1: 10,1:20,1:30,1:50 | ||||
Qmax/ Qmin | Qmax/ Qmin | Qmax/ Qmin | Qmax/ Qmin | |||||
0.25Qmax~ Qmax | 由制造商规定上下限 | |||||||
线性度 | ≤0.4MPa | >0.4 MPa | ||||||
≤DN100 ±1.0% | ±0.5% | |||||||
±1.0% | ±0.3% | |||||||
重复性 | ≤0.2%(0.25Qmax~ Qmax) | 短时间 | ±1.0% | ≤0.2%(0.25Qmax~ Qmax) | ||||
每个流量点测 3 次,重复 3 次 | 以天为基础 | ±1.5% | 每个流量点测 3 次,重复 3 次 | |||||
C 低速版:1 | ||||||||
压损/kPa | B 实惠直径:1.5 | |||||||
A 高速版:2.0 | ||||||||
耐久性 | 以 Qmax 运行 1 000 h | |||||||
准确度及稳定性不受影响 | ||||||||
临时超载 | 1.2Qmax 运行 1 h | 1.2Qmax 运行 30 min | 1.2Qmax 运行 30 min | 1.2Qmax 运行 30 min | ||||
准确度及稳定性不受影响 | 准确度及稳定性不受影响 | 准确度及稳定性不受影响 | 准确度及稳定性不受影响 | |||||
DN50 | ***少时间 15 s | |||||||
受压强度试验 | 50<DN<200 | ***少时间 60 s | ||||||
DN>200 | ***少时间 180 s | |||||||
电气连接 | 连接应有保护套,必须达 IP65 | 必须满足 IEC79 要求 | ||||||
应配有稳定和不能复位计数器 | 电子或机械测量装置 | 电子或机械测量装置 | 电子或机械测量装置 | |||||
机械计数器 | 以 m3 为单位显示工况体积 | 标明未修正体积数 | ||||||
包容***大流量运行时间 8 000 h | 包容***大流量运行时间 2 000 h | |||||||
TGM 系列涡轮流量计主要参数符合欧标要求,欧标未要求的则参照 ISO9951(GB/T18940) |
表 3 | 国内外 DN100 产品主要性能比较 | |||||||||
荷兰 | Elster-AMCO | Equimeter | Daniel | Actoris | RMG | 天信仪表 | 苍南仪表 TGM | |||
I n s t r o met | Elster | |||||||||
Auto- | FLUXI | |||||||||
SM-RI-X | TRZ | ETM | IGTM | TRZ 03 | LWQ | TDS | G400 | |||
Adjust II | 2000 TZ | |||||||||
精度 | 0.5 级 | 普通型 1.0 级 | 1.0 级 | 0.5 级 | 普通型 1.0 级 | 0.5 级 | 0.5 级 | 1.5 级 | 1.5 级 | 1.0 级 |
高精度 0.5 级 | 高精度 0.5 级 | |||||||||
量程比 | 20:1 | 20:1 | 20:1 | 20:1 | 20:1 | 20:1 | 30:1 | 10:1 | 10:1 | 20:1 |