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常规常用涡轮流量计选型方法

时间:2017/09/15来源:未知

  涡轮流量计是现今使用比较广泛的流量计种类之一。它具有测量精度高、安装方便、使用性能的稳定性高等优点,广泛应用于石化、冶金、城市燃气等行业,以及燃气调压站等场所。涡轮流量计是一种利用涡轮感受流体平均流速来导出流量的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。涡轮流量计一般由流量变送器、前置放大器和显示计算仪组成。它具体的工作原理是:当被测流体介质通过管内的涡轮叶片时,涡轮因为感受到流体的冲击而做旋转运动,在流量计量程的范围内涡轮的转速和流量成正比。
  涡轮流量计的转数是通过磁电转换器转换成电脉冲信号,再被前置放大器放大,由显示计算仪显示流量的大小。这样根据单位时间的脉冲数和累计的脉冲数就可以反映出单位时间的瞬时流量和累计流量。通过流量计的流体体积示值是以涡轮叶轮转数为基准的,即通过测量叶轮的转速来反映通过管道的体积流量大小。本文先容了涡轮流量计的选型依据,就如何实现流量计的高效利用,节约使用单位的使用成本,实现仪器仪表利用效益的***大化问题进行分析,并以实例计算来说明涡轮流量计的选型要求与标准,为今后涡轮流量计的合理选型提供了一定的理论依据。
 涡轮流量计 
     涡轮流量计结构如图一所示。
 
      整流器通常也叫导流器,主要作用是消除和减少流体流动中的漩涡流、偏心流等各种不是中心轴对称的流体。轴承用来固定转子使其很好地安装在管道的中心线处。
 
       叶轮是转子式涡轮流量计的主要组成部分,一般主要由螺旋形的叶片组成。一般叶片的直径刚好充满管道,叶片的轴向长度近似为叶片的高度。一般所说的仪表管段是指流量计的管段部分,里面包含了整流器、轴承、转子传感器等部分,有时候也包括上游和下游的直管部分。传感器的主要作用是把转子转动的信号转换为电信号。通常将涡轮流量计中感知流体流速的涡轮及其组合(包括前后导流架、轴承、壳体及前置放大器)统称为涡轮流量传感器。前置放大器是为了传送传感器的电信号而对其放大,整型从而得到输出型号,再将信号处理转换为二次仪表显示的信号。显示器为涡轮流量计接受输出输出信号的装置。在流量计运行的过程中,瞬时流量、累计流量、仪表系数都可以在显示器上显示出来。每个规格的流量计,均有其流量范围。也即说,当介质流量低于下限流量时,介质流速太低,以致无法检测流速,或无法保证精度;而当流量高于流量上限时,产生压力损失过大,会产生丢脉冲、漏计等现象,即使不漏计,流量计也无法保证精度[2]。

  由于流量计的使用环境条件一般较为恶劣,有振动、脉动等干扰存在,因此,若流量计经常处于下限流量工作时,就很难保证计量精度[3]。一般应使流量计的工作流量范围处于***大工况流量的20%—90%。当使用环境很理想时,流量计可工作于***小流量和***大流量之间,但这仅考虑到流量计的流量范围。若在低压介质使用,还应考虑压力损失的影响。压力损失大是流量计选型必须考虑的一个重要因素,在有压力损失要求时,应考虑此因素。
 
1、涡轮流量计的选型:
  数学依据用户在实际的流量计选择应用中,要尽量选择合适的流量计,既要避免资源浪费造成的过度花费,又要避免选择不合适的流量计影响测量的精度,造成用户双方的贸易纠纷。用户在选择流量计之前应首先估计管线输送介质的量和介质可能达到的温度和压力范围,估算出输送介质的***高和较低的工况流量,正确选择规格合适的流量计。选择涡轮流量计的总体原则是:尽量使流量计在***大流量的20%—90%的范围内运行,这样流量计的***佳计量性能及测量精度也是***高的。涡轮流量计选型流程如图二所示。
 涡轮流量计
2、选型的数学计算依据:
  已知介质的较低压力、***高温度和所需的***大标准状况下的流量,计算***大工况下的流量:
涡轮流量计
 
已知介质的***高压力、较低温度和所需要***小标准状况下的流量,计算***小工况流量:
 
涡轮流量计
(2)式(1)、(2)中,Qgmax、Qgmin为***大和***小的工况体积流量(m3/h),为流量计在工作状态下的压缩系数与标准状态下的压缩系数之比,Pgmax、Pgmin为介质的***高和较低的压力值(kPa),Pa为当地的大气压力值(kPa),tmax、tmin为介质的***高温和较低温,Qnmax、Qnmin为***大和***小标准状况体积流量(kPa)。如果测量的介质是天然气的比值,可以参考表一数值。其中,天然气的密度K=0.63Kg/m3,二氧化碳的摩尔分数Xc=0.00%,氮气的摩尔分数Xn=0.00%。表一天然气Zn/Zg参考值
 涡轮流量计
表一

3、选型的实例分析:
已知一用户在输气时实际的工作压力范围是0.5—1.5MPa,介质的温度为10—50度,供气时***小的流量为2500m3/h;经过分析知道,天然气的实际密度为ρ=0.55Kg/m3,供气***大流量为6000m3/h,氮气的摩尔分数为Mn=1.5%,二氧化碳的摩尔分数为Mc=0.6%;经测得大家知道,当地的大气压值为101.3kPa,试确定所选用流量计的口径和流量范围由刚才的流量计流量范围计算模型公式大家知道,当介质压力为0.5MPa、温度为50度时天然气压缩因子影响***小,此时供气量***小,具有***大的工况体积流量;而当介质压力为1.5MPa、温度为15度时,压缩因子影响***大,此时的供气量***大,具有***小工况体积流量。
 涡轮流量计
在工作状态下它的流量范围为147.6—1107.78m3/h,所以选择流量范围为100—1500m3/h的涡轮流量计。

涡轮流量计用途: 南京涡轮流量计 南京涡轮流量计 南京涡轮流量计

GY涡轮流量计与显示仪表配套组成涡轮流量计。传感器具有精度高,重复性好,寿命长操作简单等特点。可广泛应用于石油,化工,冶金,造纸等行业测量液体的体积瞬时流量和体积总量。 

涡轮流量计特点: 
★压力损失小,叶轮具有防腐功能。
★具有较高的抗电磁干扰和抗震动能力,性能可靠工作寿命长。
★采用先进的超低功耗单片微机技术,整机功能强,功耗低,性能优越。
★仪表系数可由按键在线设置,并可显示在LCD屏上,LCD屏直观清晰,可靠性高。
★采用EEPROM对累积流量、仪表系数进行掉电保护。

涡轮流量计技术参数:
★流量计规格,基本参数和性能指标
★准确度:0.5级、1.0级;
★使用条件:
1、环境温度-20℃~50℃;
2、相对温度:5%~95%;
3、被测介质温度:-20℃~120℃;
4、大气压力:86Kpa~106Kpa;
★信号传输距离:传感器至显示器的距离可达1000m。

涡轮流量计参数表:

仪表口径(mm)

正常流量范围(m3/h)

扩展流量范围(m3/h)

常规耐受压力(MPa)

特制耐压等级(MPa)(法兰连接方式)

DN 4

0.04~0.25

0.04~0.4

6.3

12、16、25

DN 6

0.1~0.6

0.06~0.6

6.3

12、16、25

DN 10

0.2~1.2

0.15~1.5

6.3

12、16、25

DN 15

0.6~6

0.4~8

6.3、2.5(法兰)

4.0、6.3、12、16、25

DN 20

0.8~8

0.45~9

6.3、2.5(法兰)

4.0、6.3、12、16、25

DN 25

1~10

0.5~10

6.3、2.5(法兰)

4.0、6.3、12、16、25

DN 32

1.5~15

0.8~15

6.3、2.5(法兰)

4.0、6.3、12、16、25

DN 40

2~20

1~20

6.3、2.5(法兰)

4.0、6.3、12、16、25

DN 50

4~40

2~40

2.5

4.0、6.3、12、16、25

DN 65

7~70

4~70

2.5

4.0、6.3、12、16、25

DN 80

10~100

5~100

2.5

4.0、6.3、12、16、25

DN 100

20~200

10~200

2.5

4.0、6.3、12、16、25

DN 125

25~250

13~250

1.6

2.5、4.0

DN 150

30~300

15~300

1.6

2.5、4.0

DN 200

80~800

40~800

1.6

2.5、4.0

安装方式及性能: 涡轮流量计选型及说明 涡轮流量计选型及说明 涡轮流量计选型及说明 

1、仪表安装采用法兰连接、螺纹连接及夹装式;
2、安装时液体流动方向与传感器指示流向的箭头方向一致,且上游直管段应≥20DN,下游直管段应≥5DN(DN为管道内径)。
3、传感器应远离外界磁场,如不能避免,应采取必要的措施;
4、为了检修时不至影响液体的正常输送,应在传感器两端的直管段外安装旁通管道
5、传感器露天安装时,请做好放大器插头的防水处理;
6、传感器与显示仪表的接线,应根据放大器的电源来选择接线方式,详见有关“使用说明书”。

DN 4—DN10口径的传感器带有前后直管段、过滤器。

DN15以上口径的传感器我企业可配套前后直管段。

(2)介质温度:-20~+120℃.

(3)环境温度:-20~+55℃.

(4)供电电源:电压:+5-24VDC, 电流:≤10mA.

1.技术性能:表1
仪表口径及连接方式
4、6、10、15、20、25、32、40采用螺纹连接
(15、20、25、32、40)50、65、80、100、125、150、200采用法兰连接
精度等级
±1%R、±0.5%R
量程比
1:10;1:15;1:20
仪表材质
304不锈钢、316(L)不锈钢等
被测介质温度(℃)
-20~+120℃
环境条件
温度-10~+55℃,相对湿度5%~90%,大气压力86~106Kpa
输出信号
4-20mADC电流信号
供电电源
+24VDC
信号传输线
2×0.3(二线制)
传输距离
≤1000m
信号线接口
豪斯曼接头
防爆等级
非防爆产品
防护等级
IP65
2.测量范围及工作压力:表2
仪表口径(mm)
正常流量范围(m3/h)
扩展流量范围(m3/h)
常规耐受压力(MPa)
特制耐压等级(MPa)(法兰连接方式)
DN 4
0.04~0.25
0.04~0.4
6.3
12、16、25
DN 6
0.1~0.6
0.06~0.6
6.3
12、16、25
DN 10
0.2~1.2
0.15~1.5
6.3
12、16、25
DN 15
0.6~6
0.4~8
6.3、2.5(法兰)
4.0、6.3、12、16、25
DN 20
0.8~8
0.45~9
6.3、2.5(法兰)
4.0、6.3、12、16、25
DN 25
1~10
0.5~10
6.3、2.5(法兰)
4.0、6.3、12、16、25
DN 32
1.5~15
0.8~15
6.3、2.5(法兰)
4.0、6.3、12、16、25
DN 40
2~20
1~20
6.3、2.5(法兰)
4.0、6.3、12、16、25
DN 50
4~40
2~40
2.5
4.0、6.3、12、16、25
DN 65
7~70
4~70
2.5
4.0、6.3、12、16、25
DN 80
10~100
5~100
2.5
4.0、6.3、12、16、25
DN 100
20~200
10~200
2.5
4.0、6.3、12、16、25
DN 125
25~250
13~250
1.6
2.5、4.0、6.3、12、16
DN 150
30~300
15~300
1.6
2.5、4.0、6.3、12、16
DN 200
80~800
40~800
1.6
2.5、4.0、6.3、12、16
四、仪表选型:表3
型    号
说    明
LWGY─
/□
/□
/□
/□
/□
/□



4
           
4mm,标准量程0.04~0.25m3/h,宽量程为0.04~0.4m3/h
6
6mm,标准量程0.1~0.6m3/h,宽量轮为0.06~0.6m3/h
10
10mm,标准量程0.2~1.2m3/h,宽量程为0.15~1.5m3/h
15
15mm,标准量程0.6~6m3/h宽量程为0.4~8m3/h
20
20mm,标准量程0.8~8m3/h,宽量程为0.4~8m3/h
25
25mm,标准量程1~10m3/h,宽量程为0.5~10m3/h
32
32mm,标准量程1.5~15m3/h,宽量程为0.8~15m3/h
40
40mm,标准量程2~20m3/h,宽量程为1~20m3/h
50
50mm,标准量程4~40m3/h,宽量程为2~40m3/h
65
65mm,标准量程7~70m3/h,宽量程为4~70m3/h
80
80mm,标准量程10~100m3/h,宽量程为5~100m3/h
100
100mm,标准量程20~200m3/h,宽量程为10~200m3/h
125
125mm,标准量程25~250m3/h,宽量程为13~250m3/h
150
150mm,标准量程30~300m3/h,宽量程为15~300m3/h
200
200mm,标准量程80~800m3/h,宽量程为40~800m3/h
类 型
A
4-20mA二线制电流输出
精度等级
05
精度0.5级
10
精度1.0级
涡 轮
类 型
W
宽量程涡轮
S
标准涡轮
材 质
S
304不锈钢
L
316(L)不锈钢
防 爆
N
基本型,非防爆产品
压力等级
N
常规   (参照表2)
H(x)
高压   (参照表2)
注:DN15~DN40常规为螺纹连接,如希翼采用法兰连接,请在“公称通径”后加“(FL)”
例如,选用一台法兰连接式 非防爆型涡轮流量计测量水,需要4-20mA信号输出,管道为DN40,要求精度0.5级,304不锈钢材质,仪表耐压16MPa测量范围为标准量程,其产品型号应为:LWGY-40(FL)A /05/S/S/N/H16

 
  4结束语本文的涡轮流量计选型模型和计算实例为今后涡轮流量计在实际中的应用和选型提供了一定的理论借鉴依据。

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