旋進(jìn)旋渦流量計操作說明書_圖文

1、旋進(jìn)旋渦流量計 使用說明目錄一、概述二、結(jié)構(gòu)與工作原理 三、主要技術(shù)參數(shù)與功能 四、選性與安裝 五、使用方法 六、接線七、故障現(xiàn)象及排除方法 八、包裝、運(yùn)輸及貯存 九、開箱及檢查 附錄（一）天然氣真實相對密度Gr 的確定 附錄（二）天然氣物理性質(zhì)表智能旋進(jìn)旋渦流量計一、概述智能旋進(jìn)旋渦流量計是我公司開發(fā)研制的具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的新型氣體流量儀表。該流量計集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進(jìn)行溫度、壓力、壓縮因子自動補(bǔ)償，是石油、化工、電力、冶金等行業(yè)用于氣體計量的理想儀表。 1.1產(chǎn)品主要特點(diǎn) 無機(jī)械可動部件，不易腐蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長，長期運(yùn)行無須特殊維護(hù)； 采用16位電腦芯片，集成度高，

2、體積小，性能好，整機(jī)功能強(qiáng)； 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(bǔ)償和壓縮因子修正； 采用雙檢測技術(shù)可有效地提高檢測信號強(qiáng)度，并抑制由管線振動引起的干擾； 采用國內(nèi)領(lǐng)先的智能抗震技術(shù)，有效的抑制了震動和壓力波動造成的干擾信號； 采用漢字點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量、總量，以及介質(zhì)壓力、溫度等參數(shù)； 采用EEPROM 技術(shù)，參數(shù)設(shè)置方便，可永久保存，并可保存最長達(dá)一年的歷史數(shù)據(jù)； 轉(zhuǎn)換器可輸出頻率脈沖、420mA 模擬信號，并具有

3、RS485接口，可直接與微機(jī)聯(lián)網(wǎng)，傳輸距離可達(dá)1.2km ； 多物理量參數(shù)報警輸出，可由用戶任選其中之一； 流量計表頭可360度旋轉(zhuǎn)，安裝使用簡單方便； 配合本公司的FM 型數(shù)據(jù)采集器，可通過因特網(wǎng)或者電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸 壓力、溫度信號為傳感器輸入方式，互換性強(qiáng)； 整機(jī)功耗低，可用內(nèi)電池供電，也可外接電源。 1.2主要用途智能旋進(jìn)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)易計量的首選產(chǎn)品。 二、結(jié)構(gòu)與工作原理 2.1流量計結(jié)構(gòu)流量計由以下七個基本部件組成（圖1）：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

4、固定在殼體收縮段前部，強(qiáng)迫流體產(chǎn)生強(qiáng)烈的漩渦流。 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。 (圖1 智能流量計積算儀（原理見圖3）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(kuò)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. 壓電晶體傳感器安裝在靠近殼體擴(kuò)張段的喉部，可檢

5、測出漩渦進(jìn)動的頻率信號。 消旋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。 2.2工作原理流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型線（圖2）。在入口側(cè)安放一組螺旋型導(dǎo)流葉片，當(dāng)流體進(jìn)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(jìn)入擴(kuò)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(jìn)動現(xiàn)象。該進(jìn)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(jìn)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(jìn)行積算處理，最后在液晶顯

6、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) 。 2.3流量積算儀工作原理圖2VN NN N Q ZZ T T P P Pa Q + =圖3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(jìn)行溫壓補(bǔ)償，并自動進(jìn)行壓縮因子修正，氣態(tài)方程如下：(2 式中：Q N 標(biāo)況下的體積流量(m3/h； Q V 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 ）； P N 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的大氣壓力（101.325 KPa）； T N 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對溫度（293.

7、15K ）； T 被測流體的絕對溫度（K ）； Z N 氣體在標(biāo)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(fù)壓標(biāo)定時取Z N /Z=1，對天然氣(ZN /Z1/2=FZ 為超壓縮因子。按中國石油天然氣總公司的標(biāo)準(zhǔn)SY T61431996中的公式計算。三、主要技術(shù)參數(shù)與功能3.1流量計規(guī)格、基本參數(shù)和性能指標(biāo)（見表1）（表1） 注：1. 準(zhǔn)確度：為溫度、壓力修正后的系統(tǒng)精度； 2. A、B 用以區(qū)別相同通徑不同流量范圍。 3.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件：P=101.325KPa，T=293.15K 3.3使用條件：環(huán)境溫度：-30+65 相對濕度：5%95%介質(zhì)溫度：-20+80 大氣壓力

8、：86KPa 106KPa 3.4電氣性能指標(biāo) 3.4.1工作電源：A 外電源：24VDC ±15%，紋波5，適用于420mA 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。 3.4.2整機(jī)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。 3.4.3脈沖輸出方式：A 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 ；B 定標(biāo)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

9、表體積量可設(shè)定范圍：0.001m 3100m3。單選擇該值時必須注意：定標(biāo)脈 沖信號頻率應(yīng)900Hz 。 C 定標(biāo)脈沖信號，經(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平20V ，低電平1V 。 3.4.4 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(jī)或二次表聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)傳顯示介質(zhì)的溫度、壓力和經(jīng)溫度、壓力補(bǔ)償后的標(biāo)準(zhǔn)體積流量和標(biāo)準(zhǔn)體積總量；B 由RS 485接口與HW 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 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。3.

10、4.5 420mA 標(biāo)準(zhǔn)電流信號（光電隔離） 與標(biāo)準(zhǔn)體積流量成正比，4mA 對應(yīng)0 m3/h， 20 mA對應(yīng)最大標(biāo)準(zhǔn)體積流量（該值可在一級菜單中進(jìn)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。3.4.6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，最大負(fù)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，最大負(fù)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

11、2.8V , 負(fù)載電阻100k ； 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(fù)載電阻100k ； 3.5實時數(shù)據(jù)存儲功能3.5.1流量計為了適應(yīng)數(shù)據(jù)管理方面的需要，增加了實時數(shù)據(jù)存儲功能，由設(shè)定選擇以下三者之一：A 起停記錄：最近的1200次起停時間、總量、凈流量記錄。出廠默認(rèn)項。對應(yīng)通信協(xié)議由公司另外提供）；B 日記錄：最近920天的日期、零點(diǎn)時刻的溫度、壓力、標(biāo)準(zhǔn)體積流量和總量記錄。 C 定時間間隔記錄：1200條定時間間隔的日期時間、溫度、壓力、標(biāo)準(zhǔn)體積流量和總量記錄。3.5.2通過電腦可讀取上

12、述存儲數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)報表、曲線圖供分析。 3.6網(wǎng)絡(luò)通信管理軟件功能 流量計與數(shù)據(jù)采集器配套，可通過電話線或?qū)拵ЬW(wǎng)進(jìn)行通信，對網(wǎng)絡(luò)中的每臺流量計的歷史數(shù)據(jù)及參數(shù)進(jìn)行讀取與設(shè)置，同時通信管理軟件可實現(xiàn)完善的管理功能。 3.7防爆標(biāo)志：ExdIIBT4;ExiaIICT4 3.8防護(hù)等級：IP65 3.9壓力損失流量計實際壓力損失計算公式如下：P P =205. 11(1壓力損失曲線式中：P 1流量計實際壓力損失（KPa ）； 被測介質(zhì)密度（kg/m3）P 介質(zhì)為干空氣時流量計的壓力損失(KPa,其特性曲線見下圖 3.10接線口：出線接口為M20×1.5內(nèi)螺紋。四、選型與安裝 4.1流量

13、計選型在選型過程中應(yīng)把握兩條原則；即：一要保證生產(chǎn)安全，二要保證使用精度。為此必須落實三個選型參數(shù)，即近期和遠(yuǎn)期的最大、最小及常用流量(主要用于選定儀表公稱通徑 、被測介質(zhì)的設(shè)計壓力(主要用于選定儀表的公稱壓力等級 、實際工作壓力(主要用于選定儀表壓力傳感器的壓力等級 。a. 當(dāng)已知被測流量為工況體積流量時，可直接按表中的流量范圍選取適配的公稱通徑； b. 當(dāng)已知被測流量為標(biāo)況條件下的體積流量時，應(yīng)先將標(biāo)況體積流量Q N 換算為工況體積流量Qv ，再按技術(shù)參數(shù)表中的流量范圍選取相應(yīng)的公稱通徑；c. 當(dāng)兩種口徑流量計均能覆蓋最低和最高體積流量時，在壓損允許下，應(yīng)盡量選小口徑； d. 勿使實際最小

14、流量Qmin 低于所選公稱通徑流量計的流量下限； e. 流量范圍、公稱壓力有特殊要求時可協(xié)議訂貨。選型計算公式如下：N aNN NaN NV Q T P P ZZ Q T T P P P ZZ Q +=+=15. 293325. 101式中：T 、P 、Pa 含義同上，Q 為體積流量，Qn 為標(biāo)準(zhǔn)體積流量，Z/Zn數(shù)值列于表2. 因計算步長較大，表內(nèi)數(shù)據(jù)僅供參考，表中數(shù)據(jù)按天然氣真實相對密度Gr=0.600，氮?dú)夂投趸寄柗謹(jǐn)?shù)均為0.00計算。當(dāng)介質(zhì)壓力低于0.1MPa ，均可按Z/Zn1估算。表2 4.2選型實例：已知某一供氣管線實際工作壓力范圍為表0.80MPa 1.2MPa ，介質(zhì)溫

15、度范圍為1040，供氣峰值為標(biāo)準(zhǔn)體積流量2500，供氣谷值為標(biāo)準(zhǔn)體積流量5600，天然氣之真實相對密度Gr 0.591，氮?dú)饽柊俜趾繛镸n 1.6，二氧化碳摩爾百分含量為Mc=0.8, 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?01.3KPa ，要求確定流量計之口徑。當(dāng)介質(zhì)壓力為0.8MPa ，溫度為40，天然氣的壓縮因子影響最小，此時當(dāng)處于供氣峰期時，具有最大體積流量；而當(dāng)介質(zhì)壓力為1.2MPa ，溫度為10，壓縮因子影響最大，此時當(dāng)處于供氣谷期時，具有最小體積流量。當(dāng)Gr 0.591， Mn1.6，Mc=0.8，表壓P=0.8MPa,溫度T 40, 按SY T6143之公式，可求得Zn/Z1.0127，故最高體

16、積流量為/(6. 2964250015. 29315. 273403. 101800325. 1010127. 113max h mQ T T P P P ZZ Q N NaN N=+=+=當(dāng)表壓P=1.2MPa，溫度T=-10時，可求得Zn/Z1.0355，故最小體積流量為：/(378560015. 29315. 273103. 1011200325. 1010355. 113min h mQ T T P P P ZZ Q N NaN N=+-+=+=再由表1查得“流量計口徑為200mm ，即選取HW 200B 型流量計。4.3流量計外形尺寸及安裝外形尺寸圖流量計的外形尺寸如圖3所示，圖中未

17、注尺寸列于表1中，流量計采用法蘭連接方式，法蘭尺寸執(zhí)行GB/T91129113-2000標(biāo)準(zhǔn)。 表3 單位：mm 4.4流量計安裝 4.4.1流量計的安裝流量計安裝時，嚴(yán)禁在其進(jìn)出口法蘭處直接進(jìn)行電焊，以免燒壞流量計內(nèi)部零件。 對于新安裝或檢修后的管道務(wù)必進(jìn)行清掃，去除管道中的雜物后方能安裝流量計。流量計應(yīng)安裝在便于維修、無強(qiáng)電磁場干擾、無強(qiáng)烈機(jī)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(qiáng)烈脈動流或壓力脈動的場合；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；流量計可任意角度安裝，流體的流向應(yīng)與流量計上標(biāo)識的流向一致； 在管道施工中，應(yīng)考慮安裝伸

18、縮管或波紋管，以免對流量計造成嚴(yán)重的拉伸或斷裂； 流量計應(yīng)與管道同軸安裝，并防止密封片和黃油進(jìn)入管道內(nèi)腔； 采用外電源時，流量計必須有可靠接地，不得與強(qiáng)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。 為了不影響流體正常輸送和便于維護(hù)，要求按圖4 所示安裝旁通管道，并保證前3DN 、后1DN 的直管段； 4.4.2直管段要求根據(jù)旋進(jìn)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，建議采用如下圖所列的前后直管段長度，且保持直管段內(nèi)壁光滑平直。 傳感器按流向標(biāo)志可在垂直、水平或任意傾斜位置上安裝； 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

19、，以消除管線振動的影響； 傳感器的安裝地點(diǎn)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； 應(yīng)避免外界強(qiáng)磁場的干擾； 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； 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。 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，或在下游側(cè)安裝一個彈性伸縮節(jié)。 安裝流量計之前應(yīng)先清除管道中的焊渣等雜物。 投入運(yùn)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。 當(dāng)流量計需要有信號遠(yuǎn)傳時，應(yīng)嚴(yán)格按“

20、電氣性能指標(biāo)”要求接入外電源（824）VDC ，嚴(yán)禁在信號輸出口直接接入220VAC 或380VAC 電源； 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； 流量計運(yùn)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； 定時檢查流量計法蘭處的泄漏情況。 4.4.4內(nèi)置電池的使用及更換電池電量顯示當(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。 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。4.4.5防爆場所安裝要求 流量計應(yīng)有可靠的接地，防爆

21、接地不應(yīng)與強(qiáng)電系統(tǒng)的保護(hù)接地共用。 現(xiàn)場測試電源時，不允許使用交流電源接地。 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。 必須先切斷外接電源再打開轉(zhuǎn)換器蓋子。五、使用方法5.1工作狀態(tài)下顯示方法(見下圖 5.1.1總量（標(biāo)準(zhǔn)體積總量）保留三位小數(shù)，整數(shù)位8位溢出后自動清零；5.1.2瞬時流量可切換顯示標(biāo)況體積流量（Nm 3/h）和工況體積流量(m3/h，最多可保留3位小數(shù)，顯示最大值為9999999；5.1.3溫度示值顯示范圍為-50+300，如果超出此范圍，提示行提示，同時內(nèi)部調(diào)用設(shè)定溫度值進(jìn)行補(bǔ)償，并提示； 5.1.4壓力顯示值保留兩位小數(shù)，顯示范圍為015000KPa，如

22、果超出此范圍，提示行提示 。 5.1.5儀表正常工作時，提示號。說明：系統(tǒng)在工作界面時，按下F1鍵，調(diào)整LCD 對比度；按下F2鍵，進(jìn)入設(shè)置界面；按下F3，依次切換為標(biāo)況立方米/小時、工況立方米/小時、標(biāo)況立方米/分鐘、工況立方米分鐘和測試使用的界面。標(biāo)況界面下顯示的所有內(nèi)容為標(biāo)況的測量值和流量累計值；工況界面下顯示的所有內(nèi)容為工況的參考值和流量累計值，溫度是20，壓力是一個大氣壓。如果在二級菜單中置標(biāo)況累計流量為0時，工況累計流量自動清零。5.1.6顯示參數(shù)切換 5.2流量計用戶參數(shù)的設(shè)定 5.2.1 5.2.2 六、接線6.1 傳感器接線端子說明 通道1 通道2Pt100 旋進(jìn)旋渦傳感器 壓力傳感器 溫度傳感器旋進(jìn)旋渦傳感器： 通道1：1：信號+， 2：信號-通道2：3：信號+ 2：信號-壓力傳感器：4：V-，