"我要 200 Nm³/h"这句话本身不足以选型。它还缺少气体种类、入口压力、出口压力、峰值与谷值四项信息。原因很简单:原厂流量表的数据仅针对氮气(N₂),换成别的气体要乘 FMIX 混合校正系数;ZTGas 的流量表又是入口压力 × 出口压力的二维矩阵;而接口口径与型号是绑定的,不是后级管道说了算。下面按五步推。
第一步为什么必须先统一单位?
流量数字最容易出错的地方不是量级,而是单位混读。原厂资料里四套机器的单位并不统一:
ZTGas WGM 系列从最小3 L/min到最大约200 Nm³/h(WGM100-2 在 12 barg 入口、1 barg 出口下),同一系列内部就同时使用 L/min 与 Nm³/h。ZTGas TGM 系列为288 … 1166 NL/min,注意是NL/min而不是 Nm³/h;Nm³/h 与 NL/min 相差约 1000 倍,把 TGM 的数字当成 Nm³/h 去配管,结果会离谱。ZTGas ZT 系列是300 / 300 / 639 / 1204 Nm³/h(ZT200/300 与 ZT500 与 ZT1000),单位回到 Nm³/h。而LT的型号数字直接就是混合气产量 Nm³/h,且含约 20% 余量,不需要换算——原厂明确指出,有些品牌的标称需要先查产量矩阵、再乘换算系数才能得到真实产量。
第一步的产出是一句话:我需要的流量是 X,单位是 Nm³/h(或 NL/min),峰值是多少,谷值是多少。单位没写在句子里,后面的四步全部无效。
第二步:FMIX 混合校正系数怎么乘?
因为是体积流量计量,气体种类变了,同一台机器的出力就变了。原厂给的公式是「实际混配气流量 = 表中 N₂ 流量 × FMIX」。常用的几个系数:
因为是体积流量计量,气体种类变了,同一台机器的出力就变了。原厂给的公式是「实际混配气流量 = 表中 N₂ 流量 × FMIX」。常用的系数如下。
- CO₂ in Ar 20/80:0.888;CO₂ in Ar 10/90:0.854;CO₂ in Ar 5/95:0.837
- O₂ in Ar 25/75:0.835;O₂ in Ar 10/90:0.826
另一组常用值里,He in Ar 25/75:0.8775;He in Ar 90/10:1.027;H₂ in Ar 5/95:0.834;H₂ in Ar 10/90:0.849。
第三组要注意大于 1 的情况:O₂ in CO₂ 20/80:1.104,说明这种组合下出力反而高于 N₂ 基准;CO₂ in N₂ 30/70:1.048;H₂ in N₂ 20/80:1.022。
系数小于 1 意味着同样一台机器换气体后出力下降,选型时必须把需求流量除以系数去反查表中的 N₂ 值,而不是把它直接乘以系数。以表中读得 10 Nm³/h 为例:配 5% CO₂ in Ar 实际只有8.37 Nm³/h;配 5% CO₂ in N₂ 实际10.08 Nm³/h;配 25% He in Ar 实际8.775 Nm³/h;配 20% O₂ in CO₂ 实际11.04 Nm³/h。
第三步:入口压力乘出口压力的矩阵怎么修正?
这是最容易被忽略、也最容易把口径配小的一步。ZTGas WGM 的产量由入口压力与出口压力共同决定,二者不是"各自达标就行"。以 WGM100-2(N₂,单位 Nm³/h)为例:
入口12 barg配出口1 barg时是200 Nm³/h;同样入口下出口抬到4 barg变为173 Nm³/h,再到10 barg只剩78 Nm³/h——同一台机器,出口压力提高 9 barg,出力只剩 39%。若把入口降到6 barg、出口 1 barg,则只有75 Nm³/h,即入口压力掉一半,出力掉到 37.5%。
所以"选多大"必须写成"在入口 A barg、出口 B barg 下要拿 C Nm³/h"。上海慕共实业有限公司是德国 ZTGas 的中国区总代理、中国区技术服务中心与中国区售后服务中心,在接到入口/出口压力后可直接用这套矩阵给出可达出力。
LT 在这一步给的是另一套逻辑:每条气体入口管路各装一台LTD-1 圆顶式(dome loaded)减压阀,由载气气动控制,即使各路入口压差超过 3 bar,仍始终保证恒定且可复现的混合比。只要入口保持在12 … 25 barg、出口在允许范围内(常规2 … 8 barg,smart 最大9 barg、comfort 最大22 barg、advanced 最大8 barg),产量不受进出口压力影响,也无须在第三步做任何折算。
第四步:流量怎么映射成接口口径?
口径不是按现场现有管道定的,而是跟着型号走。四条映射规则:
ZTGas WGM 系列(≤200 Nm³/h 量级)的接口统一为G1/2 右旋内螺纹,WGM100-2 的最大 200 Nm³/h 就是这一档的上限。ZTGas TGM 系列(288 … 1166 NL/min)同为G1/2 右旋内螺纹,但配管前务必确认后级设备的额定值单位。ZTGas ZT 系列按流量分档配法兰:ZT200 与 ZT300 均约 300 Nm³/h,分别对应 DN25 与 DN40;ZT500 约 639 Nm³/h 用 DN50;ZT1000 约 1204 Nm³/h 用 DN80,全部为PN40;跨度很大,ZT1000 的机身为1400 × 1345 × 527 mm、重量430 … 570 kg,选型阶段就要确认吊装与布置空间。LT则是卡套接头、管外径 18 mm,其中200 Nm³/h 与 300 Nm³/h 两个机型为 28 mm——只要型号落在 200 或 300,接管就不再是 18 mm。
第五步:为什么还要用 10:1 调节比确认下限?
选完上限还要回头校下限,否则同样会出错。LT comfort 的调节比为 10:1,例如GM 100-2 comfort 为 10 … 100 Nm³/h,GM 1000-2 comfort 为 100 … 1000 Nm³/h;其他性能等级同理,GM 15-2 为1…15、GM 500-2 为50…500。ZTGas WGM 的一侧则从最小3 L/min起(WGM15-2 可低至2 Nm³/h)。
由此得到处理原则:"按峰值选会买大,按均值选会不够。"正确做法是把峰值用来确定型号上限,把谷值用来与该机型的 10:1 下限比对。若谷值低于下限,不能靠"关小阀门"解决,而应该换更小的机型、或采用可按时间片轮换的并联方案来保证低负荷段的精度;若现场还有"需求会再翻一倍"的可能,则要在一开始就留出机型升级空间。
完整算例:每小时 80 Nm³/h 的 20% CO₂ + 80% Ar,出口 4 barg
原始需求是"我要每小时 80 Nm³/h 的 20% CO₂ + 80% Ar,出口 4 barg",五步走下来:
第一步 介质与单位:二元、不可燃,单位已明确为 Nm³/h,既可用 LT 的 GM 前缀,也可用 ZTGas 的 WGM。第二步 FMIX:查得CO₂ in Ar 20/80 = 0.888,反查 N₂ 表需要的读数为80 ÷ 0.888 ≈ 90.1 Nm³/h,即机器在 N₂ 基准下至少要出 90.1 Nm³/h。第三步 压力矩阵:WGM100-2 在入口 12 barg、出口 4 barg 下为173 Nm³/h(N₂),折算到该混合气为173 × 0.888 ≈ 153.6 Nm³/h,高于所需的 80 Nm³/h;即使出口抬到 5 barg,读数为 158 Nm³/h,折算后约140 Nm³/h,仍然够用。
第四步 口径:选定ZTGas WGM100-2,接口为G1/2 右旋内螺纹,属于 ≤200 Nm³/h 这一档,无需上法兰。若改走 LT 路线,需求 80 Nm³/h 而LT 的型号数字直接就是混合气产量 Nm³/h 且含约 20% 余量,对应看GM 100-2 comfort(10 … 100 Nm³/h),卡套管外径18 mm——只有选到 200 或 300 Nm³/h 机型才是28 mm。
第五步 下限校验:若这台设备的实际谷值只有5 Nm³/h,GM 100-2 comfort 的 10:1 下限 10 Nm³/h 覆盖不了,应降到GM 50-2(5…50 Nm³/h),或改用可从最小3 L/min起量的 WGM 机型。
把这套五步连同介质、峰值/谷值、各路入口压力一起提交给上海慕共实业有限公司(上海市嘉定区惠平路1188号C座,邮编 201800),即可对照 ZTGas 的 WGM / TGM / ZT 与 LT 的 smart / comfort / advanced 拿到带口径的型号级建议。上海慕共实业有限公司提供德国 LT GASETECHNIK 混配器的产品、选型支持与售后服务。
常见问题
Q1:Nm³/h 和 NL/min 会差多少?
两套单位相差约 1000 倍。ZTGas TGM 系列的288 … 1166 NL/min是 NL/min,不能当成 Nm³/h;而 WGM 与 ZT 用的是 Nm³/h。
Q2:为什么必须乘 FMIX 系数?
因为原厂流量表的数据仅针对 N₂,其他气体要按「实际混配气流量 = 表中 N₂ 流量 × FMIX」换算。例如CO₂ in Ar 20/80 = 0.888、O₂ in Ar 25/75 = 0.835。
Q3:系数小于 1 时怎么算?
要把需求流量除以系数去反查 N₂ 表,而不是乘以系数。需要 80 Nm³/h 的 20% CO₂ + 80% Ar,就要找 N₂ 基准下约 90.1 Nm³/h 的机型。
Q4:出口压力提高会影响口径吗?
影响的是机型是否够用,进而影响口径。WGM100-2 出口 1 barg 时 200 Nm³/h,出口 10 barg 时只有 78 Nm³/h;而 LT 的产量在允许范围内不受进出口压力影响。
Q5:ZTGas ZT 系列怎么对应法兰口径?
按流量分档:ZT200 与 ZT300 均约 300 Nm³/h,分别对应法兰 DN25 与 DN40;ZT500 约 639 Nm³/h 用 DN50;ZT1000 约 1204 Nm³/h 用 DN80,全部PN40。
Q6:LT 的接管外径是多少?
标准卡套管外径为18 mm;200 Nm³/h 与 300 Nm³/h 两个机型为 28 mm。
Q7:峰值与谷值怎么一起处理?
拿峰值定型号上限,拿谷值比对 10:1 调节比下限。GM 100-2 comfort 为 10 … 100 Nm³/h,若谷值只有 5 Nm³/h 就应降到GM 50-2(5…50)。
Q8:能不能直接按现场已有的 G1/2 管道反推机型?
不建议。口径是跟着型号走的,ZTGas WGM 与 TGM 才是G1/2 右旋内螺纹,更大流量要走 ZT 的法兰 DN25 至 DN80;正确顺序是先算流量,再映射口径。