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LLQ氣J體型渦輪流量使計用說明書

一.概述
    LWQ系列氣體智能渦輪流量計是我公司按照ISO9951標準并結合國內外流量儀表先進技術而研制開發的集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體的新一代高精度、高可靠性的精密計量儀表,具有多種*技術,它出色的低壓和高壓計量性能,多種信號輸出方式以及對流體擾動的低敏感性,使得LWQ系列流量計成為一種特別良好的能準確計量氣體累積量的商業貿易計量儀表。
    該流量計廣泛應用于:城市管線(網)燃氣的計量、工業燃氣的計量、燃氣調壓站的計量、能源管理以及其它各種無腐蝕性氣體的計量或流量控制等場合。
    該產品經*防爆產品質檢部門按GB3836.1-2010《 性氣體環境用電氣設備第1部:通用要求》,GB3836.2-2010《 性氣體環境用電氣設備第2部分:隔爆型“d”》和GB3836.4-2010《 性氣體環境用電氣設備第4部分:本質~型“i”》標準檢驗合格,防爆標志為ExdⅡBT4(隔爆型)、ExiaⅡBT4 、ExiaⅡCT4(本安型)。 適用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC類T1~T2溫度組別 性氣體混合物的0(僅本安型)1、2區危險場所。

二.主要特點
   滿足ISO9951標準的技術要求,表體長度為3DN(DN為流量計口徑),并經高、低水平擾動試驗;
   可檢測被測氣體的溫度、壓力和流量,能進行流量自動跟蹤補償和壓縮因子修正,并顯示標準狀態
下(Pb=101.325KPa,Tb=293.15K)的氣體體積累積量;
流量范圍寬(Qmax/Qmin≥20:1),重復性好,精度高(可達1.0級),壓力損失小,起始流量低;
具有五段儀表系數設定及自動修正的功能;
采用*一體化整流器(實用新型*號:ZL 03210043.4),對流量計的前后直管段安裝要求低(前為≥2DN ,下游無要求);
內置式壓力、溫度傳感器,~性能高、結構緊湊、外形美觀(外觀*號:ZL 03332262.7);
對壓力、溫度傳感器的故障能自行診斷,并直接顯示在LCD屏上;
一節鋰電池可連續使用3~5年以上,并具有電池欠壓兩級報警輸出功能,更適合與IC卡管理系統的配套使用;
智能流量積算儀可以任意角度定位(轉動角度為350°),使流量計在各種安裝條件下的讀數更方便,更直接;
特有時間顯示及實時數據存儲之功能,無論什么情況,都能保證內部數據不會丟失,可長期性保存;
儀表具有RS-485通訊接口功能,并配備功能強大、界面豐富的數據管理軟件系統,可打印各種自動生成的圖表;
儀表具有防爆及防護功能,防爆標志為ExdⅡBT4、ExiaⅡBT4、ExiaⅡCT4, 防護等級為IP66。
根據用戶要求,可提供
?GSM網絡功能,實現低成本、遠距離無線數據傳輸;
?壓力、溫度定值設置之功能,特別適用于介質壓力,溫度相對穩定的場合;

三.技術性能指標
  3.1 主要執行標準
執行ISO9951*標準和GB/T18940-2003*標準;
符合PrEN 12261歐共體標準;
執行Q/NCS 001-2012《LWQ系列氣體智能渦輪流量計》企業標準;
執行JJG1037-2008《渦輪流量計》檢定規程。
3.2 精度等級
 所有流量計在其特定的整個流量范圍內,較 大允許誤差分別為±1.0%或±1.5%,即精度為1.0級或1.5級(當較 小流量小于0.2Qmax時,在Qmin~ 0.2Qmax范圍內的較 大允許誤差分別為±2.0%或±3.0%)。

3.3 使用條件
 環境溫度:  -30℃~+60℃;
 介質溫度:  -30℃~+80℃;
 大氣壓力:  86kPa~106kPa;
相對濕度:  5%~95%。
  3.4 機械性能指標

3.4.1 流量計的型號規格及基本參數見表1。

注:① 表中所列的流量范圍為產品出廠檢定時的流量范圍(常溫、常壓下介質為空氣,ρ=1.205kg/m3);
② 隨著壓力的增大,流量范圍也隨之擴大;
③ S、M、L分別代表同一口徑時較小、中等、較大的流量范圍;
 ④ 符號說明:★—一般出廠配置;☆—可選配置;
⑤未特殊說明,產品均按1.5級出廠;
⑥其它流量范圍,請在訂貨時說明。
3.4.2 流量計典型特性曲線  
流量計典型特性曲線如圖1所示,垂直軸代表基本誤差,水平軸代表流量的百分數

3.4.3 流量計的壓力損失
    渦輪流量計的壓力損失取決于驅動渦輪所需的能量、內部通道阻力引起的損失以及流動速度和流動方向的變化。
渦輪流量計在標定時(介質為空氣,密度ρ=1.205kg/m3),測得的較 大壓力損失見表1,對于其它氣體,不同工況條件下的壓力損失可用下式求得:

式中:ΔP ——工作狀態下的壓損,kPa;    
ΔPmax——標準狀態下空氣在較 大工況流量時的壓損(見表1),kPa;
ρb——標準狀態下(20℃,101.325 kPa)介質的密度,kg/m3;
Pb——標準大氣壓,101.325 kPa;
Tb——標準狀態下介質的肯定溫度293.15 K;
P——工作狀態下介質的肯定壓力(即流量計顯示的壓力值P=Pa+Pg),kPa;
Pa——檢定時的當地大氣壓,kPa;
Pg——用壓力表測得的壓力值(表壓),kPa;
T——工作狀態下介質的肯定溫度(273.15+t), K;
t——流量計顯示的溫度值,℃;
Zg——工作狀態下的氣體壓縮系數;
Zb——標準狀態下的氣體壓縮系數;
Q——工作狀態下的實際流量,m3/h;
Qmax——流量計較 大工況流量,m3/h。
3.5 電氣性能指標
3.5.1 工作電源:
內電源:一節3.6VDC鋰電池,屏幕實時顯示電池容量,并有電池欠壓兩級報警,以提示用戶及時更換電池(電池型號為C/ER34615)。
   外電源:(8~24)VDC,紋波≤50mV,,當接入外電源時內電源自動斷開,整機由外電源供電工作(本安型儀表經由~柵供電)。
3.5.2 整機功耗:
內電源:平均功耗≤0.8mW,一節鋰電池可連續使用5年以上,處于休眠狀態(儀表顯示“0.00m3/h”)功耗≤0.2mW。
外電源:整機功耗≤1W。

3.5.3控制信號輸出(邏輯門電路輸出,可根據用戶要求設為高電平,輸出幅度≥2.8V):
   上、下限工況流量控制信號(HL):正常為低電平,幅度≤0.2V,負載電阻≥100KΩ;
電池欠壓報警信號(BAT1,IC卡控制器用):正常為低電平,幅度≤0.2V,負載電阻≥100KΩ;
關閥報警信號(BAT2,IC卡控制器用):正常為低電平,幅度≤0.2V,負載電阻≥100KΩ。
3.5.4 輸出信號(本安型產品與非本安型產品之間必須經~柵進行信號傳送):
工況脈沖信號(三線制DC+,DC--,FOUT):直接將流量傳感器檢測到的工況脈沖信號放大輸出,傳輸距離≤500m,由外電源+24VDC供電工作;
(4~20)mA標準模擬信號:(4~20)mA標準模擬信號線性對應于(0~Qmax)m3/h標準體積流量,流量范圍由儀表參數FH、C設定,傳輸距離≤200m,接線方式為兩線制(Io,2+Io)或三線制(DC+,DC-,Io),由外電源+24VDC供電工作;
IC卡標準體積量信號(IC):以脈沖信號串方式輸出,周期分別為5ms、500ms,脈沖幅值約為3V,常態為低電平,傳輸距離≤50m,每一個脈沖分別代表0.1 m3、1 m3 ,適合與IC卡系統配套使用;
RS-485接口信號(A,B,DC+,DC-):直接與上位機聯網,傳輸距離≤1200m,可遠傳被測介質的溫度、壓力、瞬時流量、標準體積總量等儀表有關參數,故障代碼、運行狀態、電池容量等實時數據。實時數據包括:
  a) 較 近400次流量計的啟停時間和對應累積流量值;
b) 較 近48個月內每個月的累積流量值;
c) 較 近300次的狀態記錄數(包括:時間、溫度、壓力、瞬時流量、累積流量值等),間隔時間可設定為(1~24)小時,整數;
 以上存儲數據可利用上位機通過RS-485接口進行讀取,根據用戶需要形成數據表或曲線圖以供分析。一臺上位機較 多能管理32臺流量計的上傳數據。

四.流量計的工作原理與結構

4.1 流量計的工作原理。
  當流體流入流量計時,在進氣口專用一體化整流器的作用下得到整流并加速,由于渦輪葉片與流體流向成一定角度,此時渦輪產生轉動力矩,在克服摩擦力矩和流體阻力矩后,渦輪開始旋轉。在一定的流量范圍內,渦輪旋轉的角速度與流體體積流量成正比。根據電磁感應原理,利用磁敏傳感器從同軸轉動的信號輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號,該信號經放大、濾波、整形后與溫度、壓力傳感器信號一起進入智能流量積算儀的微處理單元進行運算處理,并把氣體的體積流量和總量直接顯示于LCD屏上,其工作原理如圖2、圖3所示。
4.2 流量計的結構見圖2。
    流量計由以下八個基本部件組成:
 ⒈ 進氣口專用一體化整流器
用于調整流速分布,~任何可能影響計量精度的流體擾動,這樣只需在流量計的上游有2DN的直管段,下游無要求。
 ⒉ 智能流量積算儀(原理見圖3)
由溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數字通道以及 微處理單元、液晶驅動電路和其它輔助電路組成,并配有外輸信號接口,該智能流量積算儀可以自由旋轉350°,在各種安裝方式下都可方便讀數。
 ⒊ 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生預期變化,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。
⒋ 磁敏傳感器
用多葉片的轉子(渦輪)來測量封閉管道中流體流量的傳感器,與流量成正比的轉子旋轉速度由安裝在殼體中的磁敏(或磁阻)傳感器檢出。
⒌ 溫度傳感器
以Pt1000鉑電阻為溫度敏感元件,在一定溫度范圍內,其電阻值與溫度成對應關系。
 ⒍ 殼體
本身帶有法蘭,根據不同的工作壓力,殼體材料可采用鑄鋁合金或不銹鋼。
⒎ 渦輪及測量部件
渦輪轉速與氣體流過的流速成正比,通過磁敏傳感器檢測到工作狀態下的氣體流量和累積量;葉輪軸安裝在兩個高精度軸承上,軸承部位采用了反推結構和防塵密封結構及潤滑系統,以保證軸承的耐用性和可靠性。
 ⒏ 加油裝置(可選裝置,發明*號:ZL 2009 1 0098018.9)為了使流量計工作性能較 佳,需要對加   
  油軸承進行定時定量的加油操作。

4.3 流量計的外形尺寸
流量計采用法蘭連接方式,法蘭尺寸執行GB/T 9112-2000、GB/T 9113-2010標準,流量計外形見圖4,尺寸列于表2中(此表為PN1.6MPa時的法蘭尺寸)。
單位:mm                            表2

五 安裝與使用及接線方法
5.1 流量計的安裝
流量計的現場安裝須符合GB3836.15-2000《 性氣體環境用電氣設備第15部分:危險場所電氣安裝(爆礦除外)》標準相關規定;
流量計安裝時,嚴禁在其進出口法蘭處直接進行電焊,以免燒壞流量計內部零件。
對于新安裝或檢修后的管道務必進行清掃,去除管道中的雜物后方能安裝流量計。
流量計應安裝在便于維修、無強電磁場干擾、無機械振動以及熱輻射影響的場所;
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;
   流量計室外安裝時,上部應有遮蓋物,以防雨水浸入和烈日曝曬影響流量計使用壽命;
    流量計可水平或垂直安裝,流體流動方向應與殼體上標識的方向一致,在流量計的上游應保證有2DN的直管段;
   為了不影響流體正常輸送,建議按圖5、圖6安裝旁通管路,在正常使用時必須關閉旁通管道閥門;



  • 在管道施工時,應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;
  • 應確保管道與流量計入口和出口的連接同軸,并防止墊圈和焊縫突入管道內,否則會擾亂流動剖面;
  • 采用外電源時,流量計必須有可靠接地,但不得與強電系統共用地線;在管道安裝或檢修時,不得把電焊系統的地線與流量計搭接;
  • 管道安裝完畢進行密封性試壓時,應注意流量計壓力傳感器所能承受的較 高壓力(即標牌上介質較 大壓力),以免損壞壓力傳感器。


5.2 流量計的使用
5.2.1 使用注意事項
流量計投入運行時,應先緩慢開啟流量計上游閥門,然后再緩慢開啟流量計下游閥門,以免瞬間氣流過急而沖壞渦輪;
當流量計需要有信號遠傳時,應嚴格按3.5“電氣性能指標”要求接入外電源(≤+24VDC),嚴禁在信號輸出處直接接入220VAC(或380VAC)電源;
當需要輸出(4~20)mA標準模擬信號時,應采用屏蔽線連接,屏蔽端要可靠接地;
對于有本安型要求的流量計,其輸出接線應嚴格按“附錄C”的規定進行連接;
使用過程中,用戶不得自行更改防爆系統的連接方式和任意改動各引線接口;
管路中的雜質會影響渦輪流量計的使用壽命,因此當被測介質中含有的雜質微粒>50μm時,
    建議在流量計上游(≥2DN)處安裝過濾器或過濾網(本公司可提供),并及時更換或清洗過濾芯(網),以確保過濾器或過濾網處于的工作狀態 ;                                                                    
LWQ系列氣體智能渦輪流量計按照ISO9951規定的較 大流量進行設計,在實際應用中短時間                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               過載120%Qmax時流量計不會損壞,但過載時間不能超過30分鐘,在高壓下使用,建議在流量計下游處安裝限流裝置,以保證過載不超過120%Qmax;
應定時檢查流量計法蘭處的泄漏情況。
5.2.2 內置電池的使用及更換
電池電量顯示
當電池顯示僅剩一格時,要求用戶在一個月內更換電池;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。
電池的更換方法
    打開智能流量積算儀的后蓋松開電池盒的連接扣,取出電池,換好電池后重新裝回。安裝時注意電池的正負極。
5.2.3 系統接線
1)隔爆型產品接線方法如下:
流量計采用RS-485通訊時與上位機或TLX型多功能流量顯示儀(本公司提供)的系統接線見圖9(詳細使用方法見《智能流量計數據管理系統使用說明》)。

2)本安型接線方法見附錄C。
六.流量計的顯示及設置
6.1 顯示
說明:1.總量及流量的顯示值是指在標準狀態下的體積累積總量及瞬時流量;
2.有流量時,溫度和壓力循環顯示、時鐘和工況百分比循環顯示;無流量時,顯示屏只顯示總量和時鐘;
3.電池供電時顯示電池符號,外電源供電時不顯示電池符號。
4.當顯示“溫度OPEN”時,表示溫度傳感器出現故障,當顯示“壓力OPEN”時,表示壓力傳感器出現故障,應及時更換相應傳感器。

七.流量計的軸承
     LWQ系列流量計配備了自潤滑軸承和加油軸承。如果所計量的氣體比較干燥無腐蝕性時,在階段檢查之前無需維護工作,建議采用有自潤滑軸承的流量計(訂貨時說明);但對于下列場合,建議選用有外部潤滑系統(加油軸承)的流量計(出廠時配備加油裝置):
含有固體或液體雜質的氣體;
可能在壓力下凝積的,含有較高比例氣態碳氫化合物的氣體;
煉油廠副產氣;
乙烯或乙烯類化合物;
發酵氣體。

八.加油裝置的使用
  建議加油工作應由燃氣公司或專人負責;
流量計在通氣狀態下方可進行加油操作;
加油時應先撕掉易碎紙,將專用潤滑油注滿油杯;
輕輕按動按鈕,即可對流量計進行加油;
當油面低于警界紅線時,不可繼續按動按鈕,否則會導致儀表損壞;
每次加油工作完成后,應貼好易碎紙,并作好時間記錄,防止第三方進行人為操作;
應根據儀表的具體用氣情況適時進行加油,但時間間隔不應超過三個月。
九.包裝、運輸及貯存
9.1 流量計應裝入牢固的木箱內(中、小口徑流量計有泡沫保護時可裝在紙箱內),不應在箱內自由竄動,搬運時應小心輕放。
  9.2 流量計運輸貯存條件應符合GB/T 25480-2010《儀器儀表運輸、貯存基本環境條件及試驗方法》要
      求。
9.3 流量計的貯存應符合以下條件:
   防雨防潮不受機械振動或沖擊
   溫度范圍:5℃~40℃相對濕度:不大于90%
   環境不含腐蝕性氣體
十.開箱及檢查
10.1 開箱前應先檢查外部包裝的完好性,再根據裝箱單核對箱內物品及隨機文件是否完整。
10.2 隨機文件及物品
    1)裝箱單           2)使用說明書             3)產品檢定證書
    4)產品合格證       5)專用潤滑油(自潤滑軸承系統不配備)
十一.流量計的選型
11.1 用戶在選型時,應根據管道公稱壓力、介質較 高壓力、介質溫度、介質組分情況、流量范圍及信號輸出要求合理選擇流量計的型號規格。
11.2 為使流量計的使用性能較 佳,流量計的使用流量范圍應在(20%~80%)Qmax范圍內比較合適。
11.3 流量計出廠時的標準輸出配置是:具有工況脈沖信號輸出(三線制)和RS-485通訊信號輸出。若要求有其它輸出功能,請在訂貨時說明。
11.4 選型實例:
    已知某一供氣管線的實際工作壓力為(表壓)0.8MPa~1.2MPa,介質溫度范圍為-5℃~+40℃,供氣量為(3000~10000)m3/h(標況流量),在不考慮天然氣組分的情況下,要求確定流量計的規格型號。
分析:說明書表1中給出的流量范圍為工況流量范圍,而本例中給出的流量范圍是標況流量范圍,因此,必須根據氣態方程先將標況流量換算成工況流量,然后再選擇合適的口徑。
氣態方程式如下:


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