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腰轮流量计量程比宽、重复性好、精度高、始动

2019-09-16    来源:红旗仪表(江苏)有限公司

腰轮流量计量程比宽、重复性好、精度高、始动流量小、对上游流速分布不敏感等优点

气体罗茨流量计(又名腰轮流量计)是精确测量气体流量的仪表,基于容积式测量原理,用于精确计量流经封闭管道的气体总量。它具有量程比宽、重复性好、精度高、始动流量小、对上游流速分布不敏感等优点,且具有较完善的国内外相关标准和计量规程(R137、EN12480、SY/T 6660、JJG 633等)为依据。因此,被广泛应用于城镇燃气贸易结算计量,甚至也作为量值传递的标准仪表。该流量计特别适用于气量变化较大、压力低、流量小的计量场合(PN≤1.6MPa,Q≤1000m3/h, DN<200mm)如餐饮业、宾馆等工商业用户的燃气计量。输配管网燃气计量、燃气调压站计量,工业和民用锅炉等燃气计量。
流量计基型由罗茨流量传感器、体积修正仪、阀体三部分组成。【不带IC卡机流量计机型由罗茨流量传感器、体积修正仪,两部分组成。】
      二特点
◆ 精确度高,重复性好。内部转子经精密加工和平衡检测。长时间使用流量计精确度不变,工作寿命长。
◆ 流量计前后不需要直管段,可安装在环境狭窄的场合。
◆ 始动流量小,量程比宽,适合计量符合变动大的气体流量
◆ 计量精确度不受压力和流量变化的影响,性能稳定,寿命长。
◆ 通用型好,所有罗茨流量传感器均可使用通用的附件。
◆ 配置RS-485通讯接口和专用信号集中器配套,可通过GPRS/CDMA\Internet、电话网络组成远程数据采集及监控系统,便于数据的集中采集和实时管理。
◆ 电路采用表贴安装工艺,结构紧凑、抗干扰能力强、性能优越。
◆ 采用高性能微处理器和现代数字滤波技术,软件功能强大,性能优越。
◆ 采用浮点运算和五段仪表自动修正,并具有故障自诊断和报警功能。
◆ 采用微功耗高新技术,内、外电源供电工作,整机功耗低。
◆ 就地显示流量值,并带有多种信号输出功能。
(采用高对比度的液晶显示器、可显示标准累积流量、标准体积流量、工况体积流量百分值、介质温度、压力值和电池容量百分量,带中文显示)
◆ 具有实时数据存储功能,可防止更换电池或突然掉电时数据丢失,在停电状态下,内部参数可永性保存
◆ 仪表具有Exia II CT4防爆功能。外壳防护等级为IP65。
三、结构与工作原理
结构
罗茨流量计主要由腰轮组件、端盖(压盖)、壳体和技术读书单元组成,技术读数单元可根据不同计量要求采用机械字轮式计数器或电子体积修正仪。
主要由壳体和端盖(压盖)组成一个固定容积的计量腔,在计量腔内放有一对(或两对)相切旋转的腰轮组件。该腰轮组件通过各自安装在同轴上的同步齿轮相互啮合实现无接触联动旋转。
 
工作原理
当流体进入流量计入口时,受流量计进出口的压力差专用,驱动与高精密同步齿轮联结在一起的腰轮组件进行无接触旋转,并不断的对腰轮、壳体和压盖之间形成固定容积的计量腔进行周期地充气和排气,通过检测腰轮的转速来实现累积计量通过流量计的体积流量。
腰轮组件每个旋转周期产生两次循环转计量,即实现一个回旋体积,如下图所示。
 
腰轮的传动可通过机械减速传动机构货电子测速传感器来实现累计计量。根据计量要求,可在流量计壳体上采集被测介质的工况温度和压力,通过体积修正仪实现温度、压力补偿修正为标况体积流量(101325kPa,20),实现就地指示和信号远传、控制。
计量特性
流量计的计量误差与腰轮组件和壳体内腔之间的间隙大小有关,间隙越大、泄漏越多,流量计的计量误差就越大,量程就小。
 
四、影响因素
脉动流干扰
根据工作原理可知,罗茨流量计在实际工作过程中会对下游管道流体道产生脉动流。该脉动在大流量和高压力的工况条件下,会增大流量计计量误差和工作噪音,加速轴承磨损,降低使用寿命;同时,脉动流还会影响下游用气设备的正常工作。


气体腰轮流量计是一种高精度、高可靠性、宽范围度的气体监测和计量仪表。 智能气体腰轮流量计是在腰轮流量计基础上集成流量、温度、压力传感器和智能化仪表的新型流量计。 智能气体腰轮流量计气体是测量天燃气、城市煤气、丙烷、氮气、工业惰性气体等非腐蚀性气体的的理想仪表。
详情介绍:

气体腰轮流量计

一、气体腰轮流量计

气体腰轮流量计是一种高精度、高可靠性、宽范围度的气体监测和计量仪表。

智能气体腰轮流量计是在腰轮流量计基础上集成流量、温度、压力传感器和智能化仪表的新型流量计。

智能气体腰轮流量计气体是测量天燃气、城市煤气、丙烷、氮气、工业惰性气体等非腐蚀性气体的的理想仪表。

 

气体腰轮流量计产品的主要特点

  • 宽量程:

根据不同规格,zui高范围度可达到1:216

  • 低始动流量:

根据不同规格,zui低始动流量可达到0.04m3/h。

  • 高精度、高重复性:

长期精度不受介质的影响,长期运行,精度稳定。

  • 压力损失小:

根据不同规格,压力损失为0.08kPa-0.58kPa。

  • 高集成度,低功耗

采用先进的微机技术与高性能的集成芯片,整机功能强大,性能优越.

  • 结构紧凑:

压力传感器、温度传感器、流量传感器全部内置,使结构更加紧凑。

  • 数字压力温度传感器

数字温度传感器和数字压力传感器配置,单独校准与检定,更换、维护和使用方便。

  • 分段修正

按流量频率信号,可将仪表系数分六段自动进行线性修正,提高仪表的宽范围精度.

  • 完整数据存储功能,

采用E2PROM数据存储芯片,保存用户参数、厂家参数,及时的数据保存功能,可防止突然掉电时数据丢失,在停电状态下,内部参数可长久性保存。

  • 基本输出完整。

智能流量计带有基表脉冲输出、工况或标况脉冲信号输出,和标定脉冲输出。RS485接口输出,也可根据用户需要输出4~20mA标准模拟信号。

  • 数据追溯管理

实时数据库,通过RS-485通讯接口,可查询分析。

  • GPRS实时管理系统

本系列中,B型表具有GPRS传输功能,可在线、定时长、定点实现传输功能,极其容易组建GPRS无线网络系统

 

二、气体腰轮流量计结构与工作原理

2.1、智能腰轮流量计由5个部分组成(见图1)

1)  气体腰轮流量计2)流量传感器 3)压力传感器 4)温度传感器 5)智能流量积算仪

图1 智能腰轮流量计组成示意图

 

2.2、智能气体腰轮流量计的工作原理(见图2)


智能气体腰轮流量计,主要由壳体、共轭转子和智能流量积算仪等部件构成。装于计量室内的一对共轭转子在流通气体的出入口压差(P>P)作用下,通过精密加工的调校齿轮使转子保持正确的相对位置。转子间、转子与壳体、转子与墙板间保持zui佳工作间隙,实现了连续的无接触密封。转子每转动一周,则输出四倍计量室有效容积的气体。其计量过程和工作原理如图1所示(图中仅表示了四分之一周期)。

                                                     图2 气体腰轮流量计工作原理

三、气体腰轮流量计主要技术参数与功能

3.1  产品执行标

    本流量计执行JB/T 7385-1994 《气体腰轮流量计》和JJG633-2005《气体容积式流量计检定规程》的计量技术规范与标准, 符合国家标准GB3836.1-2010 《爆炸性环境 第1部分:设备通用要求》和GB3836.4-2010 《爆炸性环境 第4部分:由本质安全“i”保护的设备 》标准

3.2  精度等级

1.0级:Qmax-0.2Qmax  ±1.0%  0.2 Qmax-Qmin ±2.0%

1.5级:Qmax-0.2Qmax  ±1.5%  0.2 Qmax-Qmin ±3.0%

未特殊注明产品,按照1.5级精度出厂,其余精度,订货时,需要特殊说明定制。

3.3 流量计量计规格、基本参数和性能指标(见表1)

 (表1)

 

型规格号

公称

通径

DN

  (mm)   

  量程比  

流量

范围

(m3/h )

始动

流量

m3/h    

Qmax时

压力损失

kPa

  yi

 仪表系数   

zui大

工作

    压力    

MPa

  公称

    压力  

 

MPa

材质

LLQ-10

25

12:1

0.5-10

0.04

0.10

 

 

<0.6

1.6

 

铝合金

 

 

 

LLQ-16

25

20:1

0.8-16

0.04

0.10

7633.37

LLQ-25

40

25:1

1-25

0.07

0.10

4694.65

 

 

 <1.2

 

 <2.0

 

 

1.6

 

2.5

LLQ-40

40

40:1

1-40

0.07

0.14

3892.31

LLQ-60

50

65:1

1-65

0.1

0.10

1584.24

LLQ-85

50

70:1

1.1-85

0.1

0.14

1584.24

LLQ-100

80

70:1

1.5-100

0.1

0.11

987.581

LLQ-150

80

120:1

1.2-150

0.12

0.15

730.785

LLQ-200

80

70:1

3-200

0.15

0.18

479.837

LLQ-250

100

80:1

3-250

0.11

0.18

306.804

 

 

 

<1.2

 

 

 

 

1.6

 

LLQ-300

100

120:1

2.5-300

0.11

0.13

306.804

LLQ-450

100

110:1

4-450

0.1

0.20

231.350x2

LLQ-500

100

125:1

4-500

0.1

0.20

 

LLQ-650

150

80:1

8-650

0.65

0.35

86.7083

铝、铸铁

LLQ-1000

150

90:1

11-1000

0.76

0.45

61.8990

铝、铸铁

LLQ-1600

200

64:1

25-1600

1.2

0.50

50.2425

铝、

 

 3.4 使用条件

3.4.1 标准状态条件:P=101.325 kPa   T= 293.15K

3.4.2 使用条件:

a.环境温度:-25℃~+80℃            b.介质温度:-20℃~+60℃

c.相对湿度:5%~95%                  d.大气压力:86KPa~106Kpa

3.5电气性能指标

3.5.1工作电源:a.内电源:1节3.6VDC锂电池,电池电压在3.1V~3.6V时均可正常工作。

当电压低于3.1V时,应更换电池。

b.外电源:±24VDC±15%,纹波≤±5%,适用于4~20mA输出,脉冲输出,RS-485等;

3.5.2整机功耗:外电源,﹤1W

                       内电源,平均功耗≤1m W,可连续工作五年以上。

3.5.3 工况脉冲输出方式

a. 工况脉冲信号, 直接将流量传感器检测的工况脉冲信号经光耦隔离放大输出,高电平≥20V,低电平 ≦ 1V。该脉冲主要用于对仪表的标定。

b. 与标准体积流量成正比的频率信号,经光耦隔离放大输出,高电平≥20V,低电平 ≤ 1V。

c. 定标脉冲信号,输出幅度0~3V,输出脉冲宽度500ms。该脉冲主要用于城市燃气计量的IC卡控制装置或其它设备。该信号1m3输出1个脉冲。

3.5.4 电流输出

4~20mA标准模拟电流输出功能

与标准体积流量成正比,4mA对应0 Nm3/h,20mA对应zui大标准体积流量(该值可设定)。

输出形式为:二线制或三线制

3.5.5  RS485通信

通过内装的RS485标准接口能与个人计算机和PLC等主机连接,进行串行通信。可显示介质压力、温度、瞬时流量、累计标准流量、电池电压等。

3.5.6  GPRS通信

通过内装的GPRS系统,进行串行通信。可实现远程抄表系统

显示介质压力、温度、瞬时流量、累计标准流量、电池电压等。

3.5.7 阀门控制输出:

      可选择阀门控制型,直接控制阀门,实现独立控制和远程控制                                                   

四、气体腰轮流量计选型与安装

4.1流量计选型

用户应根据管线输气量,介质可能达到的温度和压力范围,估算出管线的zui高和zui低体积流量,正确选择流量计规格。当两种口径流量计均能覆盖zui低和zui高体积流量时,在压损允许下,应选小口径。

选型计算按照公式(1)

Qg=Zg/Zn*Pn/(Pg+Pa)*Tg/Tn*Qn=101.325/(Pg+Pa)*(1/ Zn/Zg)*( Tg/293.15)Qn

式中:Tg、Pg、Pa含义同上,Qg为体积流量,Qn为标准体积流量,Zn/Zg数值列于表2。因计算步长较大,表内数据仅供参考,表中数据按天然气真实密度Gr=0.600,氮气和二氧化碳摩尔分数均为0.00计算。当介质压力低于0.1 Mpa,均可按Zn/Zg=1.00估算。

4.2选型实例:

已知某一供气管线实际工作压力为0.5MPa~0.6MPa(表压),介质温度范围为-10℃~+40℃,供气峰值量为400~500Nm3/h。当地大气压为101.3kPa,要求确定流量计的口径。

分析:由于前面表1中给出的流量范围为实际工作状态下的流量范围,因此需先将标况流量换算成工况流量,再选择合适的口径。

计算:当介质压力zui低、温度zui高时(估算选型可不考虑天然气压缩因子的影响),此时当处于供气峰期时具有zui大体积流量,所以有:

 

同理,当介质压力zui高、温度zui低时,此时当处于供气谷期时具有zui小体积流量,所以有:

 

即工作状态下介质的流量范围为227.2~933.7m3/h。由表1查得,需选取LLQ-1000A 

4.3流量计外型尺寸及安装(见图3-54和表3)

 

图3     LLQ-10、LLQ-16、LLQ-20螺纹连接安装尺寸图

 

 

 

图4 LLQ-650、LLQ-1000、LLQ-1600、LLQ-3000法兰联接安装尺寸图

4.3.1流量计安装尺寸(见表3)

                                                                               (表3)

 

型号规格

公称通径

DN

总长L

表宽W

端面高h

接口

结构

法  兰

(mm)

(mm)

(mm)

C1

n-d

LLQ-10

25

235

240

105

螺纹/法兰

φ115

4-M12

LLQ-16

25

235

240

105

螺纹/法兰

φ115

4-M12

LLQ-20

25

235

240

105

螺纹/法兰

φ115

4-M12

LLQ-25

40

285

240

105

法兰

φ115

4-M16

LLQ-40

40

307

240

105

法兰

φ115

4-M16

LLQ-60

50

385

180

172

法兰

φ125

4-M16

LLQ-85

50

420

180

172

法兰

φ125

4-M16

LLQ-100

80

460

180

172

法兰

φ160

8-M16

LLQ-150

80

490

180

172

法兰

φ160

8-M16

LLQ-200

80

485

211

246

法兰

φ160

8-M16

LLQ-250

100

565

211

246

法兰

φ180

8-M16

LLQ-300

100

565

211

246

法兰

φ180

8-M16

LLQ-450

100

655

211

246

法兰

φ180

8-M16

LLQ-500

100

655

211

246

法兰

φ180

8-M16

LLQ-650

150

640

370

380

法兰

φ240

8-M20

LLQ-800

150

640

370

380

法兰

φ240

8-M20

LLQ-1000

150

705

460

550

法兰

φ240

8-M20

LLQ-1600

200

765

460

550

法兰

φ295

8-M20

LLQ-3000

250

878

740

760

法兰

φ350

8-M20

注:两法兰端面间H为流量计在管道中的安装长度尺寸

  4.3.2流量计的安装

a.用户安装使用前,应详细阅读此说明,以保证流量计正确安装,合理使用,以免影响正常运行和计量精度。

b.选用流量计前应根据所计量气体的压力、流量、温度及工艺流程所要求的进出口方位,正确选用适当的型号、规格(计算方法见“流量换算”)。

c.安装流量计前应将进出口封装物去掉,必须防止颗粒状杂质掉入计量室内,如计量室表面涂有防锈油,可用汽油或煤油冲洗干净,并严格**管道内杂质。流量计上游应安装过滤器或过滤网,以防止锈渣、焊渣及其它杂质进入计量室。

d.流量计安装时,无论进出口为垂直或水平位置,都应尽量保持转子轴线水平。

e.当气体压力波动范围较大时,为保证计量精度,流量计上游应安装调压器。

f.为防止新安装管道中的锈渣、焊渣及其它杂质进入流量计内,用户应先将过渡管安装在流量计的安装位置上,通气一段时间,确保无大颗粒杂质后,再换上流量计。安装流量计时,应确保流量计中心与管线中心对齐,无错位、并使流量计不受外力影响(包括轴向与切向)。如管道配焊,应安过度管,不可直接与流量计焊接。

4.4     根据腰轮流量计的结构特点、推荐垂直安装流量计且气体流向为上进下出。

在特殊情况下可采取下进上出或左进右出,但订货时需特殊说明,流量计出厂时标准产品为上进下出。安装流量计时应设置前后阀门和旁通管路,以保证维修保养时,不必停气。图6、图7、图8分别为A、

B、C(进出口方位分别为上进下出、下进上出、左进右出)三种流量计安装管路典型系统图,以供用户参考。

 

     图6上进下出立面图(推荐)      图7下进上出立面图(不推荐)    图8左进右出平面图

五、气体腰轮流量计安装示意图

六、气体腰轮流量计现场实物安装图


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