天然氣旋進旋渦流量計

天然氣旋進旋渦流量計概述

旋進旋渦流量計可集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進行溫度、壓力、壓縮因子自動補償，并且具有較強的抗震動和抗干擾能力，高精度和高重復(fù)性,是石油、化工、電力、冶金等行業(yè)用于氣體計量的理想儀表。

天然氣旋進旋渦流量計主要特點

1.無機械可動部件，不易腐蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長，長期運行無須特殊維護；

2.采用 16 位計算機芯片，集成度高，體積小，性能好，整機功能強；

3.智能型流量計集流量探頭、微處理器、壓力、溫度傳感器于一體, 采取內(nèi)置式組合,使結(jié)構(gòu)更加緊湊，可直接測量流體的流量、壓力和溫度，并自動實時跟蹤補償和壓縮因子修正；

4.采用雙探頭檢測技術(shù)及新型傳感器處理技術(shù)、合理的安裝方式，大大地提高信號強度，使傳感器能準確地檢測出信號，并抑制由管線振動引起的干擾；

5.采用國內(nèi)**的智能抗震技術(shù)，有效的抑制了震動和壓力波動造成的干擾信號；

6.采用漢字點陣顯示屏，顯示位數(shù)多，讀數(shù)直觀方便，可直接顯示工作狀態(tài)下的體積流量、標準狀態(tài)下的體積流量、總量，以及介質(zhì)壓力、溫度等參數(shù)；

7.轉(zhuǎn)換器可輸出頻率脈沖、4～20mA 模擬信號，并具有 RS485 接口，可直接與計算機聯(lián)網(wǎng)，傳輸距離可達 1.2km；

8.多物理量參數(shù)報警輸出，可由用戶任選其中之一；

9.壓力、溫度信號為傳感器輸入方式，互換性強；

10.整機功耗低，可用內(nèi)置電池供電，也可外接電源。

天然氣旋進旋渦流量計主要用途

智能旋進旋渦流量計可廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、城市供氣等行業(yè)測量各種氣體流量，是目前油田和城市天然氣輸配計量和貿(mào)易計量的*選產(chǎn)品。

天然氣旋進旋渦流量計結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 流量計結(jié)構(gòu)

旋進旋渦流量計結(jié)構(gòu)緊湊，主要由殼體、旋渦發(fā)生體、傳感器（溫度、壓力、流量）、整流器和積算儀構(gòu)成。

1.旋渦發(fā)生體：用鋁合金制成，具有一定角度的螺旋葉片，它固定在殼體收縮段前部，強迫流體產(chǎn)生強烈的旋渦流。

2.殼體：本身帶有法蘭，并有一定形狀的流體通道，根據(jù)不同的工作壓力，殼體材料可采用鑄鋁合金或不銹鋼。

3.智能流量計積算儀：由溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數(shù)字通道以及微處理單元、液晶驅(qū)動電路和其它輔助電路組成，并配有外輸信號接口。

4.溫度傳感器：以 Pt100/pt1000 鉑電阻為溫度敏感元件，在一定溫度范圍內(nèi)，其電阻值與溫度成對應(yīng)關(guān)系。

5.壓力傳感器：以壓阻式擴散硅橋路為敏感元件，其橋臂電阻在外界壓力作用下會發(fā)生預(yù)期變化，因此在一定激勵電流作用下，其兩個輸出端的電位差與外界壓力成正比。

6.流量傳感器：安裝在靠近殼體擴張段的喉部，可檢測出旋渦進動的頻率信號。

7.整流器：固定在殼體出口段，其作用是消除旋渦流，以減小對下游儀表性能的影響。

1.2 工作原理

流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型式（如圖 2）。在入口側(cè)安放一組螺旋型導(dǎo)流葉片，當(dāng)流體進入流量傳感器時，導(dǎo)流葉片迫使流體產(chǎn)生劇烈的旋渦流。當(dāng)流體進入擴散段時，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進動現(xiàn)象。該進動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質(zhì)和密度的影響，檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進動頻率就能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。信號經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形轉(zhuǎn)換為與流速成正比的脈沖信號，然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進行積算處理，*后在液晶顯示屏上顯示出測量結(jié)果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數(shù)據(jù))。積算儀原理框圖如圖 3 所示。

1.3 流量積算儀工作原理

流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微處理器單元組成，并配有外輸出信號接口，輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣態(tài)方程進行溫壓補償，并動進行壓縮因子修正，氣態(tài)方程如下：

QN——標況下的體積流量(Nm3/h)；

QV——工況下的體積流量(m3/h)；

Pa——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ↘Pa）；

P ——流量計取壓孔測量的表壓（KPa）；

PN——標準狀態(tài)下的大氣壓力（101.325 KPa）；

TN——標準狀態(tài)下的絕對溫度（293.15K）；

T ——被測流體的絕對溫度（K）；

ZN——氣體在標況下的壓縮系數(shù)；

Z ——氣體在工況下的壓縮系數(shù)；

注：當(dāng)用鐘罩或負壓標定時取 ZN/Z=1，對天然氣(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子。按中國石油天然氣總公司的標準 SY／T6143－1996 中的公式計算。

天然氣旋進旋渦流量計技術(shù)性能

1.1 執(zhí)行標準

JJG198-1994《速度式流量計》計量檢定規(guī)程

1.2 精準度等級

在規(guī)定的流量范圍內(nèi)和工作條件下流量計的精確度等級為 1.0 級和 1.5 級。

1.3 流量計參數(shù)

注：準確度：為溫度、壓力修正后的系統(tǒng)精度

1.4 使用環(huán)境條件

環(huán)境溫度：-30℃～+65℃

相對濕度：5%～95%

介質(zhì)溫度：-20℃～+80℃

大氣壓力：86KPa～106KPa

1.5 工作電源及信號輸出

1.5.1 工作電源

A．外電源：＋24VDC±15%，紋波＜5％，適用于 4～20mA 輸出、脈沖輸出、報警輸出、RS-485 等；

B．內(nèi)電源：1 組 3.6V 鋰電池（ER26500），當(dāng)電壓低于 3.0V 時，出現(xiàn)欠壓指示。

1.5.2 整機功耗

A．外電源：<2W;

B．內(nèi)電源：平均功耗 1mW，可連續(xù)使用兩年以上。

1.5.3 脈沖輸出方式

工況脈沖信號，直接將流量傳感器檢測的工況脈沖信號經(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平≥20V，低電平≤1V；

定標脈沖信號，與 IC 卡閥門控制器配套，高電平幅度≥2.8V，低電平幅度≤0.2V，單位脈沖代表體積量可設(shè)定范圍：0.001m3~100m3。單選擇該值時必須注意：定標脈沖信號頻率應(yīng)≤1000Hz。

定標脈沖信號，經(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平≥20V，低電平≤1V。

1.5.4 RS-485 通信（光電隔離），可實現(xiàn)以下功能：

A．采用 RS-485 接口，可直接與上位機或二次表聯(lián)網(wǎng)，遠傳顯示介質(zhì)的溫度、壓力和經(jīng)溫度、壓力補償后的標準體積流量和標準體積總量；

B．由 RS-485 接口與 HW-Ⅰ數(shù)據(jù)采集器配套，可組成電話網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，一臺數(shù)據(jù)采集器可帶 15 臺流量計；

C．由 RS-485 接口與 HW-Ⅱ數(shù)據(jù)采集器配套，可組成寬帶網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，由 INTERNET 傳輸數(shù)據(jù)，一臺數(shù)據(jù)采集器可帶 8 臺流量計。

1.5.5 4～20mA 標準電流信號（光電隔離）

與標準體積流量成正比，4mA 對應(yīng) 0 m3/h， 20 mA 對應(yīng)*大標準體積流量（該值可在一級菜單中進行設(shè)置），制式：兩線制或三線制，流量計可根據(jù)所插電流模塊自動識別，并正確輸出。

1.5.6 控制信號輸出

A.下限報警信號（LP）：光電隔離，高低電平報警，報警電平可設(shè)定，工作電壓＋12V~+24V，*大負載電流 50mA； 

B.上限報警信號（UP）：光電隔離，高低電平報警，報警電平可設(shè)定，工作電壓＋12V~+24V，*大負載電流 50mA； 

C.關(guān)閥報警輸出（BC 端，IC 卡控制器用）：邏輯門電路輸出，正常輸出低電平，幅度≤0.2V；報警輸出高電平，幅度≥2.8V,負載電阻≥100kΩ； 

D.電池欠壓報警輸出（BL 端，IC 卡控制器用）：邏輯門電路輸出，正常輸出低電平，幅 度≤0.2V；報警輸出高電平，幅度≥2.8V,負載電阻≥100kΩ；

1.6 現(xiàn)場顯示功能

A.積算儀顯示面板上實時顯示工況（或標況）下的溫度、壓力、瞬時流量、累計流量；

B.報警功能：流量上下限、溫度上下限、壓力上下限報警，報警方式：字符閃爍。

1.7 防爆型式與等級

隔爆型：其防爆標志為 ExdIIBT4、ExdIICT4-T6(不含乙炔）；

本安型：其防爆標志為 ExiaIICT4

1.8 防護等級

IP65

天然氣旋進旋渦流量計外形尺寸

流量計的外形尺寸見圖，圖中未注尺寸列于表 中，流量計采用法蘭連接方式。法蘭尺寸執(zhí)行 GB/T9112～9113-2000 標準。

注：以上數(shù)據(jù)僅供參考，具體以實物為準，如有技術(shù)升級，暫不另行通知

天然氣旋進旋渦流量計安裝

1.1 流量計的安裝

1.流量計安裝時，嚴禁在其進出口法蘭處直接進行電焊，以免燒壞流量計內(nèi)部零件。

2.對于新安裝或檢修后的管道務(wù)必進行清掃，去除管道中的雜物后方能安裝流量計。

3.流量計應(yīng)安裝在便于維修、無強電磁場干擾、無強烈機械振動以及熱輻射影響的場所；

4.流量計不宜用在流量頻繁中斷和有強烈脈動流或壓力脈動的場合；

5.流量計室外安裝時，上部應(yīng)有遮蓋物，以防雨水浸入和烈日曝曬影響流量計使用壽命；

6.流量計可任意角度安裝，流體的流向應(yīng)與流量計上標識的流向一致；

7.在管道施工中，應(yīng)考慮安裝伸縮管或波紋管，以免對流量計造成嚴重的拉伸或斷裂；

8.流量計應(yīng)與管道同軸安裝，并防止密封片和黃油進入管道內(nèi)腔；

9.采用外電源時，流量計必須有可靠接地，不得與強電系統(tǒng)共用地線，在管道安裝或檢修時，不得把電焊系統(tǒng)的地線與流量計搭接。

10.為了不影響流體正常輸送和便于維護，要求按圖 6 所示安裝旁通管道，并保證前≥3DN、 后≥1DN 的直管段；

1.2 直管段要求

根據(jù)旋進旋渦流量計的工作原理和流量計對上、下游直管段要求，對各種上游阻力件，建議采用如圖 所列的前后直管段長度，且保持直管段內(nèi)壁光滑平直。

1.3 安裝注意事項

1.傳感器按流向標志可在垂直、水平或任意傾斜位置上安裝；

2.當(dāng)管線較長或距離振動源較近時，應(yīng)在流量計的上、下游安裝支撐，以消除管線振動的影響；

3.傳感器的安裝地點應(yīng)有足夠的空間，以便于流量計的檢查和維修，并應(yīng)滿足流量計的環(huán)境要求；

4.應(yīng)避免外界強磁場的干擾；

5.在室外安裝使用時，應(yīng)有遮蓋物，避免烈日曝曬與雨水浸蝕，影響儀表使用壽命；

6.管線試壓時，應(yīng)注意智能型流量計所配置壓力傳感器的壓力測量范圍,以免過壓損壞壓力傳感器；

7.應(yīng)注意安裝應(yīng)力的影響，安裝流量計上游和下游管道應(yīng)同軸，否則會產(chǎn)生剪切應(yīng)力。安裝流量計的位置應(yīng)考慮密封墊片的厚度，或在下游安裝一個彈性伸縮節(jié)；

8.安裝流量計之前應(yīng)先清除管道中的焊渣等雜物；

9.投入運行時，應(yīng)緩慢開啟流量計上、下游閥門，以免瞬間氣流過急而沖壞起旋器；

10.當(dāng)流量計需要有信號遠傳時，應(yīng)嚴格按“工作電源”要求接入外電源（8～24）VDC，嚴禁在信號輸出口直接接入 220VAC 或 380VAC 電源；

11.用戶不得自行更改防爆系統(tǒng)的接線方式和任意擰動各個輸出引線接頭；

12.流量計運行時，不允許隨意打開后蓋改動儀表參數(shù)，否則影響流量計的正常工作；

13.定時檢查流量計法蘭處的泄漏情況。

1.4 內(nèi)置電池的使用及更換

1.電池電量顯示

當(dāng)電池顯示僅剩一格時，要求用戶在一個月內(nèi)更換電池；只顯示電池外形符號時，則電池電量已耗盡，必須立即更換電池。

2.電池的更換方法

打開智能流量積算儀的后蓋，松開電池蓋板上的三顆螺釘，拔下電池插座，取出電池，換好新電池后重新安裝。

1.5 防爆場所安裝要求

1.流量計應(yīng)有可靠的接地，防爆接地不應(yīng)與強電系統(tǒng)的保護接地共用；

2.現(xiàn)場測試電源時，不允許使用交流電源接地；

3.在任何情況下，用戶不得自行更改防爆電路、元器件和防爆型式；

4.必須先切斷外接電源再打開轉(zhuǎn)換器蓋子。