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TGM涡轮流量计的技术特性与性能比较


文章日期:2017-10-11|阅读数:


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

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
  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  上海飞奥 TGM-G250  DN100 型产品性能

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
  从图上我们可以看出TGM-G250/100 的流量特性曲线与上述两种国内使用量***大的进口涡轮流量计产品特性曲线非常接近。整个流量段 Instromet产品起伏较小,线性较平缓,小流量段变化也不大;与 Instromet 相比,Elster 产品整个流量段的线性也较平缓,小流量段变化略大;TGM 产品整个流量段线性变化也不大,而小流量段变化则明显大于上述两种国外品牌,但都在误差允许范围以内。
 
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

4、结束语:
  通过对国内外涡轮流量计的性能参数以及标准使用情况的对比分析,可以看出某公司设计、生产的 TGM 系列涡轮流量计产品,在总体水平上处于国内地位,尤其在流道系统、涡轮的设计参数与齿轮速比之间的关系,机芯、传动系统以及计数显示系统的设计、制造等方面于国内其他产品;一些性能参数已经接近或达到国际水平,并拥有了自主的知识产权。总之,随着天然气工业的发展,某公司的 TGM 系列涡轮流量计产品市场前景非常广阔。


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