隨著西氣東輸工程投產(chǎn)運(yùn)行，結(jié)合轉(zhuǎn)換天然氣，合肥燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司(以下簡稱公司)對合肥市現(xiàn)有的逾400戶商業(yè)用戶進(jìn)行流量計(jì)的改造工作。
1 推廣使用容積式流量計(jì)
容積式流量計(jì)是一種精密測量氣體體積的儀表，尤其適用于商業(yè)計(jì)量，主要包括羅茨式流量計(jì)和皮膜式燃?xì)獗?。根?jù)需要，可以配置溫度和壓力補(bǔ)償裝置，可配有多種信號輸出，便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)控[1-4]。
1．1 容積式流量計(jì)的特點(diǎn)
?、倬_度高(累積流量精度范圍為±1％～±2.5％)，重復(fù)性好。內(nèi)部轉(zhuǎn)行經(jīng)精密加工和平衡檢測，無接觸旋轉(zhuǎn)。良好的油潤滑確保了流量計(jì)精確度不變．工作時間長。
?、谑紕恿髁啃?，量程比寬(有10：1、20：1、30：1等)，適用于計(jì)量負(fù)荷變動大的氣體流量。
③被測氣體重度的變化對儀表示值和準(zhǔn)確度的影響較小。
④安裝比較方便，對儀表前后直段的要求不高，可以安裝在空間狹窄的場所。
?、菥哂须p密碼設(shè)置功能，可防止非法作弊設(shè)定。
?、抻?jì)量精確度不受壓力和流量變化的影響，性能穩(wěn)定，壽命長。
?、唠娐凡捎帽砻尜N裝工藝，結(jié)構(gòu)緊湊，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性高。
?、嗯溆蠷S-485通信接口，可直接與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，與專用Modem配套使用?？山M成電話抄表網(wǎng)絡(luò)，便于數(shù)據(jù)的集中采集和實(shí)時處理。
⑨特別重要的是燃?xì)庥脩艚Y(jié)算用燃?xì)獗硪膊捎萌莘e式流量計(jì)，有利于結(jié)并標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。
1．2 智能積算儀
氣體在不同的壓力和溫度條件下，其密度變化是比較大的，因此必須對工作壓力、工作溫度下所測的氣體流量按照氣體方程轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)體積流量，其計(jì)量才有真正的意義。
合肥市年平均大氣壓101 kPa，年平均溫度15．8℃，年平均濕度76％，低壓管道燃?xì)鈮毫?～6 kPa。按理想氣體狀態(tài)方程(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)μ=101.325kPa，T=273．15K)計(jì)算，大大提高了計(jì)量的準(zhǔn)確度。積算儀顯示累計(jì)流量的同時也顯示出瞬時流量和介質(zhì)溫度、介質(zhì)壓力，為各種工況的分析對比提供了可靠的依據(jù)。積算儀有各種信號輸出作為配置IC卡執(zhí)行器的計(jì)算機(jī)輸入信號，為各種集中管埋的升級做好技術(shù)儲備，為信息化管理做好允分的技術(shù)準(zhǔn)備。智能積算儀有關(guān)參數(shù)由手操器來進(jìn)行設(shè)定，儀表出廠前，有關(guān)參數(shù)已設(shè)定完畢，除校驗(yàn)或維修外，用戶一般無須修改。
1．3 IC卡控制系統(tǒng)
IC卡即智能卡，又稱集成電路卡，其特點(diǎn)是體移小、存儲容量大、安全性高、使用方便。IC卡燃?xì)獗硎墙畮啄臧l(fā)展起來的新型燃?xì)獗?，一般由?jì)量傳感器電路、微功耗單片機(jī)、微功耗閥門、電壓測試電路、防竊氣電路、流量監(jiān)測電路等組成。過去，公司采用先用氣后收費(fèi)的方式，許多用戶拖欠氣費(fèi)嚴(yán)重。這次天然氣轉(zhuǎn)換改造，我們決定對所有的工商業(yè)用戶，在燃?xì)饬髁坑?jì)選型改造中要用IC卡表
1. 3. 1 IC卡控制系統(tǒng)的選型
?、俑鶕?jù)使用壓力選型
控制器的造型首先要根據(jù)使用壓力選擇相應(yīng)壓力級別的控制器(閥)．保證控器(閥)在使用壓力下能夠正常工作
?、诟鶕?jù)負(fù)荷選型
根據(jù)用戶負(fù)荷選擇相應(yīng)流量范圍的控制器。有的控制器由于閥體結(jié)構(gòu)方而的原因，通過流量并達(dá)不到相應(yīng)公稱通徑的流量計(jì)的最大流量。
?、鄹鶕?jù)流量計(jì)要求選型
根據(jù)所配流量計(jì)的種類、型號選型，一般的各類智能型流量計(jì)均可以和IC卡控制器連接，機(jī)械式的流量計(jì)需要廠家加裝干簧管來采集裝置輸出信號。流量計(jì)廠家應(yīng)根據(jù)控制器廠家和用戶的要求，選擇合適的脈沖當(dāng)量輸出，保證控制器過氣計(jì)數(shù)的精確度。
?、芨鶕?jù)防爆要求選型
根據(jù)控制器的安裝場所、燃?xì)饨M分等選擇控制器類型，當(dāng)有防爆要求時，要按安裝場所防爆等級、燃?xì)夥旨壏纸M、燃?xì)庖紲囟确纸M等選擇相應(yīng)的防爆等級，如用于天然氣的控制器防爆等級不低于Exib ⅡATI。
1．3．2 控制系統(tǒng)安全使用管理
①組織燃?xì)夤緦I(yè)人員學(xué)習(xí)控制器的有關(guān)技術(shù)，并請廠家專業(yè)技術(shù)人員對燃?xì)夤緦I(yè)人員進(jìn)行操作和維修培訓(xùn)。
?、谌?xì)夤緫?yīng)對用戶進(jìn)行控制器使用有關(guān)知識的培訓(xùn)，讓用戶知道卡表、機(jī)表運(yùn)行的有關(guān)知識，學(xué)會卡表的正確使用方法，及時買氣和更換電池。在防爆場所，由燃?xì)夤镜膶I(yè)人員更換電池。
③燃?xì)夤镜膶I(yè)人員必須熟悉事故狀態(tài)下控制器(閥)的操作和維修，并建立專業(yè)巡檢隊(duì)伍，定期檢查。
1．3．3 改進(jìn)建議
①IC卡表抗干擾能力弱，特別是在環(huán)境較為惡劣的地方，如飲食業(yè)的潮濕、高溫環(huán)境，油煙和蒸汽等對其芯片的侵蝕較大，往往造成IC卡插入表后，表不讀卡的現(xiàn)象。應(yīng)設(shè)計(jì)一體化的IC卡表，排除外界環(huán)境帶來的干擾。
?、贗C卡表的插卡口是開放的，用戶可使用多種方式攻擊卡口，造成控制系統(tǒng)失效，且難以取證認(rèn)定，極易發(fā)生用氣糾紛。建議采用非接觸式IC卡，不存在外露觸點(diǎn)，抗攻擊性強(qiáng)，不怕臟污及濕氣，安全可靠。
③IC卡表普遍使用堿性電池，帶來了使用的不穩(wěn)定性。如果電池供電不穩(wěn)，很容易造成無故關(guān)閥，而關(guān)閥后電池所提供的電壓無法打開閥門，導(dǎo)致用戶購氣后還是不能正常用氣。應(yīng)選用高性能長效鋰電池，定期檢測電池電壓，當(dāng)電壓降至設(shè)定值時，可以自動關(guān)閥并發(fā)出警告。
?、茉S多城市日前都在發(fā)展一卡通和金卡工程，就是希望有一張IC卡就可以辦完所有的事。因此，不但要做到同一種IC卡表之間能互相使用，還要做到不同廠家IC卡表之間通用，以及水、電、氣、公交和電信等都可以互相通用，真正實(shí)現(xiàn)一卡通。
2 安裝要求
按儀表的安裝條件比較，羅茨式流量計(jì)對安裝要求較低，比壓差式、渦輪式等儀表要求簡單得多。這樣降低施工難度，使施工成本下降。公司采用帶有智能IC卡控制器的羅茨式流量計(jì)，對安裝控制器有如下要求：
①控制器應(yīng)根據(jù)控制器及機(jī)表的安裝要求安裝。和羅茨式流量計(jì)配接的控制器可以安裝在機(jī)表的前端，也可安裝在機(jī)表后端，均不影響其計(jì)量精度。
?、诳刂破骱蜋C(jī)表的連接必須在廠家的指導(dǎo)下，或按廠家接線圖連接，保證信號線、接地線、防盜線和電源線的正確連接。連接線應(yīng)采用專業(yè)的傳輸屏蔽電纜，外設(shè)不銹鋼波紋軟管。
?、劭刂破鞯陌惭b位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離大功率電氣設(shè)備，防止其電磁干擾，造成控制閥工作失常。因此在選型時應(yīng)注意控制器的電氣部分應(yīng)通過電磁兼容質(zhì)量檢測，具有抗外界和自身電磁波干擾的性能。
④控制器的安裝和改裝應(yīng)保證控制器兩端在法蘭連接后，不受因管道連接不當(dāng)所帶來的外加應(yīng)力作用?？刂破髑昂蠊艿朗┖笗r，必須將焊機(jī)的搭線和接地線放置在控制器的同側(cè)，防止焊機(jī)工作電流擊穿控制器。
3 結(jié)語
在這次合肥市商業(yè)用戶的燃?xì)饬髁坑?jì)改造中，選用了智能型燃?xì)饬髁坑?jì)(以羅茨式流量計(jì)為主)。由于羅茨式流最計(jì)原理為容積式計(jì)量，如管道發(fā)生故障即停止供氣，和其他種類流量計(jì)相比，有效避免了燃?xì)鈸p失。智能型燃?xì)饬髁坑?jì)有效地進(jìn)行了溫壓補(bǔ)償，根據(jù)測試，降低供銷差率近4％，有效地提高了經(jīng)濟(jì)效益。選用IC 卡控制系統(tǒng)改變了上門抄表的傳統(tǒng)模式，節(jié)約了人力資源，有效地避免了惡意的拖欠費(fèi)。由于具有預(yù)收費(fèi)功能，為燃?xì)馄髽I(yè)提供了一定的建設(shè)和服務(wù)資金。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張建康，晉紅艷.餐飲用戶燃?xì)獗淼墓芾韀J]．煤氣與熱力，2004，24(12):696-698
[2] 聶曉華，張逸芳，曹茂永.容積式流量計(jì)在大流量煤氣計(jì)量中的應(yīng)用[J].煤氣與熱力，2000，20(1)：26-28，37
[3] 張彩霞，武亞西．張鵬摘要：智能流量計(jì)在使用中應(yīng)注意的問題[J]．煤氣與熱力，2000，20(3)：229—230
[4] 姜正候.燃?xì)夤こ碳夹g(shù)手冊[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1993
1 推廣使用容積式流量計(jì)
容積式流量計(jì)是一種精密測量氣體體積的儀表，尤其適用于商業(yè)計(jì)量，主要包括羅茨式流量計(jì)和皮膜式燃?xì)獗?。根?jù)需要，可以配置溫度和壓力補(bǔ)償裝置，可配有多種信號輸出，便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)控[1-4]。
1．1 容積式流量計(jì)的特點(diǎn)
?、倬_度高(累積流量精度范圍為±1％～±2.5％)，重復(fù)性好。內(nèi)部轉(zhuǎn)行經(jīng)精密加工和平衡檢測，無接觸旋轉(zhuǎn)。良好的油潤滑確保了流量計(jì)精確度不變．工作時間長。
?、谑紕恿髁啃?，量程比寬(有10：1、20：1、30：1等)，適用于計(jì)量負(fù)荷變動大的氣體流量。
③被測氣體重度的變化對儀表示值和準(zhǔn)確度的影響較小。
④安裝比較方便，對儀表前后直段的要求不高，可以安裝在空間狹窄的場所。
?、菥哂须p密碼設(shè)置功能，可防止非法作弊設(shè)定。
?、抻?jì)量精確度不受壓力和流量變化的影響，性能穩(wěn)定，壽命長。
?、唠娐凡捎帽砻尜N裝工藝，結(jié)構(gòu)緊湊，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性高。
?、嗯溆蠷S-485通信接口，可直接與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，與專用Modem配套使用?？山M成電話抄表網(wǎng)絡(luò)，便于數(shù)據(jù)的集中采集和實(shí)時處理。
⑨特別重要的是燃?xì)庥脩艚Y(jié)算用燃?xì)獗硪膊捎萌莘e式流量計(jì)，有利于結(jié)并標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。
1．2 智能積算儀
氣體在不同的壓力和溫度條件下，其密度變化是比較大的，因此必須對工作壓力、工作溫度下所測的氣體流量按照氣體方程轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)體積流量，其計(jì)量才有真正的意義。
合肥市年平均大氣壓101 kPa，年平均溫度15．8℃，年平均濕度76％，低壓管道燃?xì)鈮毫?～6 kPa。按理想氣體狀態(tài)方程(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)μ=101.325kPa，T=273．15K)計(jì)算，大大提高了計(jì)量的準(zhǔn)確度。積算儀顯示累計(jì)流量的同時也顯示出瞬時流量和介質(zhì)溫度、介質(zhì)壓力，為各種工況的分析對比提供了可靠的依據(jù)。積算儀有各種信號輸出作為配置IC卡執(zhí)行器的計(jì)算機(jī)輸入信號，為各種集中管埋的升級做好技術(shù)儲備，為信息化管理做好允分的技術(shù)準(zhǔn)備。智能積算儀有關(guān)參數(shù)由手操器來進(jìn)行設(shè)定，儀表出廠前，有關(guān)參數(shù)已設(shè)定完畢，除校驗(yàn)或維修外，用戶一般無須修改。
1．3 IC卡控制系統(tǒng)
IC卡即智能卡，又稱集成電路卡，其特點(diǎn)是體移小、存儲容量大、安全性高、使用方便。IC卡燃?xì)獗硎墙畮啄臧l(fā)展起來的新型燃?xì)獗?，一般由?jì)量傳感器電路、微功耗單片機(jī)、微功耗閥門、電壓測試電路、防竊氣電路、流量監(jiān)測電路等組成。過去，公司采用先用氣后收費(fèi)的方式，許多用戶拖欠氣費(fèi)嚴(yán)重。這次天然氣轉(zhuǎn)換改造，我們決定對所有的工商業(yè)用戶，在燃?xì)饬髁坑?jì)選型改造中要用IC卡表
1. 3. 1 IC卡控制系統(tǒng)的選型
?、俑鶕?jù)使用壓力選型
控制器的造型首先要根據(jù)使用壓力選擇相應(yīng)壓力級別的控制器(閥)．保證控器(閥)在使用壓力下能夠正常工作
?、诟鶕?jù)負(fù)荷選型
根據(jù)用戶負(fù)荷選擇相應(yīng)流量范圍的控制器。有的控制器由于閥體結(jié)構(gòu)方而的原因，通過流量并達(dá)不到相應(yīng)公稱通徑的流量計(jì)的最大流量。
?、鄹鶕?jù)流量計(jì)要求選型
根據(jù)所配流量計(jì)的種類、型號選型，一般的各類智能型流量計(jì)均可以和IC卡控制器連接，機(jī)械式的流量計(jì)需要廠家加裝干簧管來采集裝置輸出信號。流量計(jì)廠家應(yīng)根據(jù)控制器廠家和用戶的要求，選擇合適的脈沖當(dāng)量輸出，保證控制器過氣計(jì)數(shù)的精確度。
?、芨鶕?jù)防爆要求選型
根據(jù)控制器的安裝場所、燃?xì)饨M分等選擇控制器類型，當(dāng)有防爆要求時，要按安裝場所防爆等級、燃?xì)夥旨壏纸M、燃?xì)庖紲囟确纸M等選擇相應(yīng)的防爆等級，如用于天然氣的控制器防爆等級不低于Exib ⅡATI。
1．3．2 控制系統(tǒng)安全使用管理
①組織燃?xì)夤緦I(yè)人員學(xué)習(xí)控制器的有關(guān)技術(shù)，并請廠家專業(yè)技術(shù)人員對燃?xì)夤緦I(yè)人員進(jìn)行操作和維修培訓(xùn)。
?、谌?xì)夤緫?yīng)對用戶進(jìn)行控制器使用有關(guān)知識的培訓(xùn)，讓用戶知道卡表、機(jī)表運(yùn)行的有關(guān)知識，學(xué)會卡表的正確使用方法，及時買氣和更換電池。在防爆場所，由燃?xì)夤镜膶I(yè)人員更換電池。
③燃?xì)夤镜膶I(yè)人員必須熟悉事故狀態(tài)下控制器(閥)的操作和維修，并建立專業(yè)巡檢隊(duì)伍，定期檢查。
1．3．3 改進(jìn)建議
①IC卡表抗干擾能力弱，特別是在環(huán)境較為惡劣的地方，如飲食業(yè)的潮濕、高溫環(huán)境，油煙和蒸汽等對其芯片的侵蝕較大，往往造成IC卡插入表后，表不讀卡的現(xiàn)象。應(yīng)設(shè)計(jì)一體化的IC卡表，排除外界環(huán)境帶來的干擾。
?、贗C卡表的插卡口是開放的，用戶可使用多種方式攻擊卡口，造成控制系統(tǒng)失效，且難以取證認(rèn)定，極易發(fā)生用氣糾紛。建議采用非接觸式IC卡，不存在外露觸點(diǎn)，抗攻擊性強(qiáng)，不怕臟污及濕氣，安全可靠。
③IC卡表普遍使用堿性電池，帶來了使用的不穩(wěn)定性。如果電池供電不穩(wěn)，很容易造成無故關(guān)閥，而關(guān)閥后電池所提供的電壓無法打開閥門，導(dǎo)致用戶購氣后還是不能正常用氣。應(yīng)選用高性能長效鋰電池，定期檢測電池電壓，當(dāng)電壓降至設(shè)定值時，可以自動關(guān)閥并發(fā)出警告。
?、茉S多城市日前都在發(fā)展一卡通和金卡工程，就是希望有一張IC卡就可以辦完所有的事。因此，不但要做到同一種IC卡表之間能互相使用，還要做到不同廠家IC卡表之間通用，以及水、電、氣、公交和電信等都可以互相通用，真正實(shí)現(xiàn)一卡通。
2 安裝要求
按儀表的安裝條件比較，羅茨式流量計(jì)對安裝要求較低，比壓差式、渦輪式等儀表要求簡單得多。這樣降低施工難度，使施工成本下降。公司采用帶有智能IC卡控制器的羅茨式流量計(jì)，對安裝控制器有如下要求：
①控制器應(yīng)根據(jù)控制器及機(jī)表的安裝要求安裝。和羅茨式流量計(jì)配接的控制器可以安裝在機(jī)表的前端，也可安裝在機(jī)表后端，均不影響其計(jì)量精度。
?、诳刂破骱蜋C(jī)表的連接必須在廠家的指導(dǎo)下，或按廠家接線圖連接，保證信號線、接地線、防盜線和電源線的正確連接。連接線應(yīng)采用專業(yè)的傳輸屏蔽電纜，外設(shè)不銹鋼波紋軟管。
?、劭刂破鞯陌惭b位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離大功率電氣設(shè)備，防止其電磁干擾，造成控制閥工作失常。因此在選型時應(yīng)注意控制器的電氣部分應(yīng)通過電磁兼容質(zhì)量檢測，具有抗外界和自身電磁波干擾的性能。
④控制器的安裝和改裝應(yīng)保證控制器兩端在法蘭連接后，不受因管道連接不當(dāng)所帶來的外加應(yīng)力作用?？刂破髑昂蠊艿朗┖笗r，必須將焊機(jī)的搭線和接地線放置在控制器的同側(cè)，防止焊機(jī)工作電流擊穿控制器。
3 結(jié)語
在這次合肥市商業(yè)用戶的燃?xì)饬髁坑?jì)改造中，選用了智能型燃?xì)饬髁坑?jì)(以羅茨式流量計(jì)為主)。由于羅茨式流最計(jì)原理為容積式計(jì)量，如管道發(fā)生故障即停止供氣，和其他種類流量計(jì)相比，有效避免了燃?xì)鈸p失。智能型燃?xì)饬髁坑?jì)有效地進(jìn)行了溫壓補(bǔ)償，根據(jù)測試，降低供銷差率近4％，有效地提高了經(jīng)濟(jì)效益。選用IC 卡控制系統(tǒng)改變了上門抄表的傳統(tǒng)模式，節(jié)約了人力資源，有效地避免了惡意的拖欠費(fèi)。由于具有預(yù)收費(fèi)功能，為燃?xì)馄髽I(yè)提供了一定的建設(shè)和服務(wù)資金。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張建康，晉紅艷.餐飲用戶燃?xì)獗淼墓芾韀J]．煤氣與熱力，2004，24(12):696-698
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[3] 張彩霞，武亞西．張鵬摘要：智能流量計(jì)在使用中應(yīng)注意的問題[J]．煤氣與熱力，2000，20(3)：229—230
[4] 姜正候.燃?xì)夤こ碳夹g(shù)手冊[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1993
