開封青天流量儀表氣體渦輪流量流速流量計是一種用于氣體流量測量儀器，它具有壓力損失小，準確度高、始動流量低，抗振與抗脈動流性能好，量程比寬等特點。本系列流量計考慮到氣體可壓縮性，體積量與介質(zhì)的溫度，壓力密切相關(guān)，因而增加了溫度、壓力傳感器，跟蹤介質(zhì)溫度和壓力變化，將工況流量直接轉(zhuǎn)換成標準狀態(tài)下的流量，

開封青天偉業(yè)流量儀表有限公司是一家以流量儀表、物位儀表、流量檢測設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司占地面積15000余平方，設(shè)有液體流量、氣體流量、超聲波物位及流量檢測設(shè)備四個事業(yè)部。公司主營產(chǎn)品：電磁流量計、渦輪流量計、超聲波流量計、質(zhì)量流量計、渦街流量計、旋進旋渦流量計、熱式氣體流量計、超聲波雷達物位計、流量水表熱量表標定設(shè)備等九大系列產(chǎn)品線。 公司2005年成立以來，積極投入產(chǎn)品研發(fā)與創(chuàng)新，取得六項實用新型技術(shù)，二項外觀技術(shù)及三項軟件著作權(quán)，現(xiàn)已建成DN3~DN2200MT質(zhì)量法水流量標準裝置及DN15~DN300音速噴嘴氣體流量標準裝置。注冊商標“青天儀表”2013榮獲河南省著名商標；2015年榮獲國家高新技術(shù)企業(yè)認定。 2010年公司積極推進國際化戰(zhàn)略，管理與產(chǎn)品向國際化接軌，并取得了CE、ISO9001、防爆等認證。目前產(chǎn)品已銷往亞洲、歐洲、美洲、澳洲、非洲等四十多個國家與地區(qū)，得到了用戶與合作伙伴的高度認可與贊譽！處在新的國際市場環(huán)境里，公司全體員工愿與所有客戶朋友們攜手努力，共創(chuàng)新的輝煌！

一、概述

QTWG氣體渦輪流量計是一種用于氣體流量測量的計量儀器，該產(chǎn)品是我公司引進和吸收國外技術(shù)結(jié)合自身產(chǎn)品精心研發(fā)而成的，它具有壓力損失小，準確度高、始動流量低，抗振與抗脈動流性能好，量程比寬等特點。

本系列流量計考慮到氣體的可壓縮性，體積量與介質(zhì)的溫度，壓力密切相關(guān)，因而增加了溫度、壓力傳感器，跟蹤介質(zhì)的溫度和壓力變化，將工況流量直接轉(zhuǎn)換成標準狀態(tài)下的流量，保證了計量的準確性。氣體渦輪流量計可廣泛用于石油、化工、電力、工業(yè)用鍋爐等燃氣計量和燃氣調(diào)壓站，輸配氣管網(wǎng)天然氣、城市天然氣計量等領(lǐng)域。

二、功能特點

n  的整流技術(shù)能在安裝條件不理想，前后直管段短、介質(zhì)流速變化相對較大的情況下保持計量的可靠性。

n  的防塵結(jié)構(gòu)能有效防止介質(zhì)中的雜質(zhì)進入軸承造成的快速磨損、卡死現(xiàn)象。

n  智能一體化設(shè)計可動態(tài)檢測介質(zhì)的溫度與壓力，并進行自動補償和壓縮因子修正，直接顯示氣體的標準瞬時體積流量和標準體積總量。

n  鋁合金渦輪強度高、耐腐蝕、抗老化、使用壽命長、準確度高、重復性好。

n  的微機技術(shù)與高性能的單片機，使整機功能更強大、性能更優(yōu)越。

n  的雙電源微功耗技術(shù)，整機功耗低，既能憑內(nèi)電池長期供電運行5年，又可接外電源供電運行。

n  大屏幕LCD顯示，顯示的內(nèi)容豐富清晰。

n  流量計帶有脈沖信號輸出，也可根據(jù)用戶需要輸出4～20mA標準模擬信號，IC卡定量脈沖信號等多種信號。

n  采用RS485接口、MODBUS協(xié)議，可通過GPRS/CDMA、internet組成遠程數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)，便于數(shù)據(jù)的集中采集和實時管理。

n  采用flash數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，設(shè)置參數(shù)斷電后可長期保存。

n  內(nèi)部電池低電壓報警，提醒用戶及時更換電池。

n  智能流量積算儀可轉(zhuǎn)動180^o，方便在不同方向的數(shù)據(jù)讀數(shù)。

n  意外斷電，自動保存數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟掉。

n  積算儀液晶顯示屏能承受80℃高溫。

n  外供電與流量計主電路隔離，隔離電壓高達1000V。

n  可靠的電磁兼容設(shè)計。

n  本安電路設(shè)計適合在有防爆要求的場合使用

n  溫度與壓力傳感器外置，并以I2C接口與修正儀進行數(shù)據(jù)通信，測量精度與修正儀無關(guān)，同規(guī)格直接互換，檢定和使用方便。

n  采用進口的防塵不銹鋼儀表專用軸承、準確度高、靈敏度好、使用壽命長、范圍度寬。

n  獨特的反推結(jié)構(gòu)設(shè)計可使軸承受力減少、均衡，確保軸承長期使用可靠。

n  獨特的密封腔壓力平衡設(shè)計可有效的減少灰塵吸入軸承的間隙造成軸承的磨損和卡死。

三、技術(shù)指標

1.   使用條件

n  環(huán)境溫度：-25℃～+60℃（本安環(huán)境溫度：-30℃～+50℃）

n  介質(zhì)溫度：-30℃～+80℃

n  相對濕度：5%～95%

n  大氣壓力：70kPa～106kPa

2.   公稱通徑

DN50～DN400，如有特殊要求，可提供更大口徑的流量計。

3.   工作壓力

(0.5～4)MPa，如有特殊要求，可提供更大壓力的流量計。

4.   量程比

在標準環(huán)境狀態(tài)下（P=101.325kPa、T=293.15K），量程可達40：1或更寬

（*注：對于一些較小口徑的渦輪流量計，量程比會縮小）。

5.   準確度

±1.0%（Qmin～0.2Qmax ±2.0%；0.2Qmax～Qmax±1.0%）

±1.5%（Qmin～0.2Qmax ±3.0%；0.2Qmax～Qmax±1.5%）

（*注：Qmin為流量范圍內(nèi)所能測到小流量，Qmax為流量范圍內(nèi)所能測到的大流量，如有特殊要求也可提供0.5級的流量計）

6.   重復性

優(yōu)于0.2%

7.   防爆等級

ExiaⅡBT4Ga；防護等級：IP65

8.   殼體材質(zhì)

鋁合金、不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）、球墨鑄鐵

9.   電氣性能指標

n  供電方式及功耗

a.   內(nèi)部電源：3.6V鋰電池供電,平均功耗小于1mW（兩節(jié)鋰電池可用5年以上）。

b.   外部電源: DC24V±10%，當接入外電時電路自動切換為由外部電源供電，功耗小于1W。

n  輸入信號：

a.   流量信號：(0～5000)Hz；（脈沖幅度為3V）

b.   溫度信號：-35℃～+125℃（PT1000鉑電阻，準確度：≤±0.5%）

c.   壓力信號：0MPa～4MPa（準確度：≤±0.5%）

n  輸出信號：

a.   機械脈沖信號：由前置放大器放大、整形后輸出的流量脈沖信號（未經(jīng)修正，供流量計檢定用）。

b.   4mA～20mA標準電流：電流模擬量可對應流量計的流量、壓力或溫度（可選）。

c.   定量脈沖信號：0.1m³、1m³ 或10m³對應一個脈沖，OC門輸出。（可供IC卡控制器用）

d.   電池欠壓報警信號：平時為高電平，電池欠壓報警時為低電平，OC門輸出。

e.   電池電量過低關(guān)閥信號：平時為高電平，動作時為低電平，OC門輸出。

f.   流量/壓力報警信號：當瞬時流量/壓力低于或高于設(shè)定值時輸出低電平，平時為高電平。

n  RS485通訊

a.   RS485（通訊速率：2400bps、4800bps、9600bps；通訊方式：半雙工、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無奇偶校驗）

b.   MODBUS RTU協(xié)議

n  電氣防護

a.   內(nèi)電源雙隔離：DC24V供電端與機殼及內(nèi)部處理電路隔離，可承受DC500V一分鐘沖擊。

b.   DC24V供電端抗±500V、 10ms的強干擾沖擊。RS485通訊與DC24V供電端及機殼隔離，可承受DC500V一分鐘沖擊。

c.   DC3.6V供電端有防防接反保護。

d.   RS-485通訊口具有瞬變電壓抑制功能，防雷擊、抗靜電放電沖擊，滿足和超過EIARS-485和ISD/IEC8482：1993（E）標準；靜電放電電壓：所有總線引腳8000V（3A級），所有引腳1200V（3B級）。

e.   二線制電流回路可抗500V，10ms強干擾沖擊。

 

10. 流量計典型誤差曲線（見下圖）

n  技術(shù)參數(shù)

 

    （*注：可提供0.5級的流量計，當準確度為0.5級時，量程范圍將縮小。）

 

四、流量計工作原理、結(jié)構(gòu)、尺寸

1.   工作原理

當氣流進入流量計時，先通過特殊結(jié)構(gòu)的前導流體加速。在流體的作用下，由于渦輪葉片與流體流向成一定角度，此時渦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，在渦輪克服阻力矩和摩擦力矩后開始轉(zhuǎn)動。當諸力矩達到平衡，轉(zhuǎn)速恒定，渦輪轉(zhuǎn)動角速度與流量成線性關(guān)系。利用電磁感應原理，通過旋轉(zhuǎn)的渦輪驅(qū)動信號發(fā)生器頂端導磁體周期性地改變磁阻，使磁場也發(fā)生相應變化，從而在線圈兩端感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號。該信號經(jīng)前置放大器放大，整形后與壓力傳感器、溫度傳感器檢測到的壓力、溫度信號同時輸入到流量積算儀進行計算處理，直接顯示出標準的瞬時體積流量和體積總量。

 

 

 

 

 

電路工作原理圖：

 

2.   流量計結(jié)構(gòu)圖

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n  流量計外形及連接尺寸

 

 

 

五、型號說明及選型

1.   型號說明

QTWG-□□□-□-□-□

①     ②   ③ ④ ⑤

①：氣體渦輪流量計

②：通徑：（單位mm）

③：填寫I為非溫壓補償(普通型)；填寫Ⅱ為溫壓補償（智能型）;

④：填寫R為RS485通訊、 MODBUS協(xié)議；填寫N為無要求。

⑤：填寫大工作壓力（如：1.6MPa）。

2.   流量計選型

n  正確選型是用好流量計的關(guān)鍵

流量計集流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和智能流量積算儀于一體，實現(xiàn)流量的溫壓補償和壓縮因子修正，直接顯示標準狀態(tài)下的體積流量，按公式（1）的氣態(tài)方程計算、補償。氣態(tài)方程如下：

 ………………（1）

式中：

Qn：修正后的體積流量（m³/h）

Qg：未經(jīng)修正的體積流量（m³/h）

Pa：當?shù)卮髿鈮海╧Pa）

Pg：流量計壓力檢測點處的表壓（kPa）

Pn：標準大氣壓（101.325kPa）

Tn：標準狀態(tài)下的溫度293.15K（20℃）

Tg：介質(zhì)的溫度（273.15K+T）

T：被測介質(zhì)攝氏溫度（℃）

Zn：標準狀態(tài)下的介質(zhì)壓縮系數(shù)

Zg：工作狀態(tài)下的介質(zhì)壓縮系數(shù)

（*注：對于天然氣Zn/Zg=(F_Z)², F_Z為超壓縮因子，按石油天然氣總公司的標準SY/T6143-1996中的公式進行計算）

n  流量計口徑確定

用戶應根據(jù)管線輸氣量和介質(zhì)可能達到的溫度和壓力范圍，估算出管線的高和低體積流量，正確地選擇流量計規(guī)格。當兩種口徑流量計均能覆蓋低和高體積流量時，在壓損允許的情況下，應盡量選用小口徑的流量計。計算公式如下：

 ……………（2）

式中：Tg、Pg、Pa含義同上，Qg為工況體積流量，Qn為標準體積流量，Zn/Zg數(shù)值因計算步驟較長，故附表供參考（附表在說明書后）。附表中數(shù)據(jù)按天然氣真實相對密度Gr=0.600，N2和CO2摩爾分數(shù)均為0來計算。當介質(zhì)壓力低于100kPa時均可按Zn/Zg=1來估算。

n  流量計口徑選擇實例

某一供氣管線實際工作壓力范圍為表壓（1.0～1.2）MPa，介質(zhì)溫度為（-10～+40）℃，大標準流量為10000m³/h，小流量為3500 m³/h。天然氣真實相對密度為Gr=0.519,N₂摩爾數(shù)為Mn=1.6%,CO₂摩爾數(shù)為M_C=0.8%,當大氣壓為101.325kPa，應選擇的流量計口徑為多大。

根據(jù)已知條件：

當壓力低，溫度高時按SY/T6143-1996公式，可求得Zn/Zg=1.0127，因而大體積流量為：

   

         =10000÷{[(1000+101.3)/101.325] ×[293.15/(273.15+40)] ×1.0127}

       =970.5（m³/h）

同理求得小體積流量236 m³/h,故選擇口徑為150mm的渦輪流量計。

n  流量計的壓力損失

渦輪流量計的壓力損失與渦輪流量計的驅(qū)動、管道內(nèi)部的摩擦、以及流體的方向、速度有關(guān)，渦輪流量計在工作狀態(tài)下的壓力損失下由以下公式求得：

…………(3)

式中：

ρn：氣體在標準狀態(tài)下的密度值

△P_max：標準狀態(tài)下，介質(zhì)為干空氣時大流量的壓力損失

（20℃,101.325kPa, ρ=1.205kg/m³）

Pa：當?shù)卮髿鈮海╧Pa）

Pg：介質(zhì)表壓力（kPa）

Pn：標準大氣壓（kPa）

Tn：標準狀態(tài)下的溫度（273.15+20℃）

Tg：介質(zhì)在工作條件下的溫度（273.15+T）

T：被測介質(zhì)攝氏溫度（℃）

Zn：標準狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù)

Zg：工作狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù)

Q：工作狀態(tài)下的流量（m³/h）

Qmax：流量計大工作狀態(tài)下的流量（m³/h）

 

 

 

 

 

n  標準狀態(tài)下的氣體密度

氣體名稱	密度（kg/m3）	氣體名稱	密度（kg/m3）
天然氣H4	0.828	一氧化碳CO	1.250
氨氣NH2	0.771	甲烷CH4	0.720
氬氣Ar	1.780	丙烷C3H8	2.010
丁烷C4H10	2.700	戊烷C5H12	3.460
乙烷C2H6	1.360	氮氣N2	1.250
乙烯C2H4	1.260	氫氣H2	0.090
二氧化碳CO2	1.980	空氣N2+O2	1.290

六、流量計的安裝

為了確保渦輪流量計的測量精度，必須正確地選擇安裝位置和方法。

1.   對直管段的要求

n  流量計必須水平安裝在管道上（管道傾斜度為5度內(nèi)），安裝時流量計軸線應與管道軸線同心，流向要一致。

n  流量計上游應有不小于2D的等徑直管段，如果安裝場所允許建議上游直管段為20D、下游為5D。

2.   對配管的要求：

流量計安裝點的上下游配管的內(nèi)徑與流量計內(nèi)徑相同。

3.   對旁通管的要求：

為了保證流量計檢修時不影響介質(zhì)的正常使用，在流量計的前后管道上應安裝切斷閥門，同時應設(shè)置旁通管道。流量控制閥要安裝在流量計的下游，流量計使用時上游所裝的閥門必須全開，避免造成計量不準或不穩(wěn)定。

4.   對外部環(huán)境的要求

流量計安裝在室內(nèi)，必須要求安裝在室外時，一定要采取防曬、防雨措施，以免影響使用壽命。

5.   對介質(zhì)中含有雜質(zhì)的要求：

為了保證流量計的使用壽命，應在流量計的直管段前安裝過濾器。

6.   安裝場所：

流量計應安裝在便于維護，無強電磁干擾和熱輻射的場所。

7.   安裝焊接要求：

n  用戶另配一對標準法蘭焊在前后管道上。不允許帶流量計焊接。

n  安裝流量計前應嚴格清除管道中焊渣等臟物，用等徑的管道（或旁通道）代替流量計進行吹掃管道。以確保在使用過程中流量計不受損壞。

n  安裝流量計時，法蘭間的密封墊不能凹入管道內(nèi)。

8.   流量計接地要求：

流量計應可靠接地，不能與強電系統(tǒng)地線共用

9.   對于防爆型產(chǎn)品的要求：

為了流量計安全正常使用，應復核防爆型流量計的使用環(huán)境是否與用戶防爆要求規(guī)定相符，且安裝使用過程中，應嚴格遵守防爆型產(chǎn)品使用要求。用戶不得自行更改防爆系統(tǒng)的連接方式，不得隨意打開流量計前蓋、取壓口等部件。

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