鍋爐天然氣計(jì)量流量計(jì)新聞報(bào)道-江蘇天罡儀表有限公司

一、概述

智能旋進(jìn)旋渦流量計(jì)是在原旋進(jìn)旋渦流量計(jì)基礎(chǔ)上，結(jié)合新一代微處理器和數(shù)字處理技術(shù)，對(duì)技術(shù)性能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重大改進(jìn)，大大提高了儀表的抗*力，并增加了以時(shí)間為標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存貯功能，因而性能優(yōu)良，計(jì)量可靠穩(wěn)定，總體技術(shù)處于國(guó)內(nèi)水平。適應(yīng)于單相氣體(包括壓縮氣體)標(biāo)準(zhǔn)體積總量的計(jì)量，是石油、化工、冶金及城市燃?xì)夤芫W(wǎng)等行業(yè)氣體計(jì)量的理想儀表。流量計(jì)基型由旋進(jìn)漩渦流量傳感器和附件(二次儀表)兩部分組成。流量計(jì)執(zhí)行JJG198-94《速度式流量計(jì)》檢定規(guī)程和Q/ZCY 13-2009《智能旋進(jìn)漩渦流量計(jì)》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，符合GB3836.1-2000和GB3836.4-2000標(biāo)準(zhǔn)。

二、特點(diǎn)

★集高精度溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體，可檢測(cè)被 測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力和流量，并進(jìn)行流量自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償和壓縮因子修正運(yùn)算;

★采用新型傳感檢測(cè)電路，對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行判別、處理，有效地剔除了因 壓力波動(dòng)和管道振動(dòng)所產(chǎn)生的干擾信號(hào)，提高了儀表的抗*力，使計(jì)量更為準(zhǔn)確可靠;

★電路采用表面貼裝工藝、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高;

★采用微功耗*，憑內(nèi)、外電源均可工作，整機(jī)功耗低;

★采用高性能微處理器和現(xiàn)代濾波技術(shù)，軟件功能強(qiáng)大，性能*;

★采用浮點(diǎn)運(yùn)算和五段儀表系數(shù)自動(dòng)修正，并具有故障自診斷和報(bào)警功能;

★具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)貯存功能，可防止換電池和突然掉電時(shí)數(shù)據(jù)丟失:在停電 狀態(tài)下，內(nèi)部參數(shù)可*保存;

★就地顯示溫度、壓力、標(biāo)準(zhǔn)累積流量和標(biāo)準(zhǔn)體積量，并帶有多種信號(hào)輸出:

★無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件、穩(wěn)定性好、不易腐蝕、無(wú)需機(jī)械維修;

★流量計(jì)的體積修正儀可自由轉(zhuǎn)動(dòng)約340°，在各種安裝條件下方便讀數(shù);

★前后直管段要求低，前≥3DN，后≥1DN;

★儀表具有防爆功能，可用于相應(yīng)的爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所，即:0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)含有IIA-IIC類，T1-T4組爆炸性氣體混合物環(huán)境.

三、鍋爐天然氣計(jì)量流量計(jì)新聞報(bào)道技術(shù)性能指標(biāo)

3.1旋進(jìn)旋渦流量計(jì)規(guī)格、基本參數(shù)和性能指標(biāo)見(jiàn)表1

3.2流量計(jì)的壓力損失

不同狀態(tài)下，對(duì)于不同介質(zhì)，流量計(jì)的壓力損失可按以下公式計(jì)

△P=△P。ρ/1.205

式中:△P—流量計(jì)的實(shí)際壓力損失(kPa);

 △Po—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下介質(zhì)為干空氣時(shí)的壓力損失(kPa) ;

ρ—實(shí)際狀態(tài)下介質(zhì)的密度((kg/m3)，按下式計(jì)算:

ρ=ρ。(p/p。)

式中:ρ。—介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度;

P。—標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.325kPa);  Pa—當(dāng)?shù)卮髿鈮?kPa);

P=Pa+Pg工作壓力(絕壓)(kPa); Pg—流量計(jì)壓力檢測(cè)點(diǎn)的表壓力(kPa)。

3.3 電氣性能指標(biāo)

a.Z型體積修正儀電氣性能

3.3.1工作電源:

◆內(nèi)電源:3.6VDC鋰電池(2節(jié)1#)，屏幕實(shí)時(shí)顯示電池容量百分比(趨勢(shì)值)以提示用戶更換電池(電池型號(hào)ER34615)。

◆外電源:(8~24) VDC，紋波≤50 mV，當(dāng)接入外電源時(shí)，內(nèi)電源自動(dòng)切換，整機(jī)由外電源供電工作，外電源采用DC-DC管理模式。(使用本安功能時(shí)需加裝安全柵)

3.3.2整機(jī)功耗

◆內(nèi)電源:平均功耗≤1.5mW, 2節(jié)1#鋰電池可連續(xù)使用6年以上，處于休眠狀態(tài)時(shí)，功耗≤1.0mW。

◆外電源:整機(jī)功耗≤1W。

3.3.3輸入信號(hào)

◆流量信號(hào):(0~5)kHz脈沖信號(hào)，Vpp≥2.5V。

◆溫度信號(hào):由溫度傳感器輸出的阻值信號(hào)。

◆壓力信號(hào):由壓力傳感器輸出的mV級(jí)電壓信號(hào)。

3.3.4輸出功能:

◆工況脈沖信號(hào)輸出(三線制):脈沖信號(hào)輸出幅值高電平≥(V外-2)V，低電平≤O.5V,驅(qū)動(dòng)能力≥20mA。

傳輸距離≤50m，由外電源供電工作。信號(hào)格式可設(shè):

①關(guān)斷脈沖輸出。

②直接將流量傳感器檢測(cè)的工況脈沖信號(hào)放大輸出。

③將流量傳感器檢測(cè)的工況脈沖信號(hào)經(jīng)線性化修正處理后放大輸出。

④輸出與標(biāo)準(zhǔn)瞬時(shí)流量成正比的頻率信號(hào)，滿量程頻率值同標(biāo)準(zhǔn)流量上下限FH, FL對(duì)應(yīng)，滿量程頻率值為10kHz。

◆(4~20) mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào):采用電隔離標(biāo)準(zhǔn)電流模塊。

  (4~20) mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)線性對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)體積流量，量程范圍由標(biāo)況流量上下限FH, FL設(shè)定，F(xiàn)L值對(duì)應(yīng)4mA,FH值對(duì)應(yīng)20mA。傳輸距離≤200m，接線方式為兩線制或三線制，供電電壓應(yīng)為24VDC。

◆標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)輸

以脈沖信號(hào)串方式輸出，CMOS電平或OC門(mén)輸出可選。當(dāng)CMOS電平輸出時(shí)常態(tài)為低電平;OC門(mén)輸出時(shí)常態(tài)為斷開(kāi)狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸出格式可設(shè)，1個(gè)脈沖代表的體積量由輸出脈沖當(dāng)量設(shè)定，分別為0.1m3, 1m3, 10m3;電平寬度由輸出脈沖寬度設(shè)定，分別為5ms, 50ms, 1000ms，適于IC卡控制器配套使用。

◆報(bào)警信號(hào)輸出:輸出方式CMOS電平輸出或OC門(mén)輸出可選.當(dāng)CMOS電平輸出時(shí)常態(tài)為低電平，報(bào)警時(shí)為高電平;當(dāng)OC門(mén)輸出時(shí)常態(tài)為斷開(kāi)狀態(tài)，報(bào)替時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)。

①電池欠壓報(bào)警輸出:當(dāng)電池電壓低于3.2V時(shí)，BAT_AL2端輸出報(bào)警信號(hào);當(dāng)電池電壓低于3.1V時(shí)，BAT_AL1端輸出報(bào)警信號(hào)。

②工況流量上下限報(bào)警輸出:當(dāng)工況流量大于報(bào)警流量上限EAH值時(shí)，VM_AH端輸出報(bào)警信號(hào);當(dāng)工況流量小于報(bào)警流量下限EAL值時(shí)，VM_AL端輸出報(bào)警信號(hào)。

◆實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù):為滿足數(shù)據(jù)管理的需要，儀表具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，包括:

①zui近500次流量啟停時(shí)間和對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)累積流量值;

②zui近100個(gè)月內(nèi)某一時(shí)刻的累積流量值;

③zui近700次的狀態(tài)記錄數(shù)(包括:時(shí)間、溫度、壓力、瞬時(shí)流量、工況累積流量、標(biāo)準(zhǔn)累積流量等)，記錄間隔時(shí)間可設(shè)，范圍為(1min~9999min)。

◆RS-485接口信號(hào):采用MODBUS協(xié)議RTU模式，半雙工方式，波特率為1200-19200可選，詳見(jiàn)MODBUS通訊協(xié)議說(shuō)明。RS-485通訊可實(shí)現(xiàn)以下功能:

①直接與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，可遠(yuǎn)傳被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、標(biāo)準(zhǔn)體積流量及總量、工況體積總量，儀表有關(guān)參數(shù)、故障代碼、運(yùn)行狀態(tài)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等。

②與信號(hào)采集儀配套使用，可通過(guò)GPRS/CDMA, Internet及網(wǎng)絡(luò)組成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng).通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺(tái)流量計(jì)的歷史數(shù)據(jù)、故障狀態(tài)進(jìn)行讀取，并能遠(yuǎn)程設(shè)置各種流量計(jì)的相關(guān)參數(shù)。一臺(tái)信號(hào)采集儀可帶1-16臺(tái)流量計(jì)。

③與PLC、RTU配套可組成SCADA系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)。

b.w型體積修正儀電氣性能指標(biāo)

3.3.1工作電源:

◆內(nèi)電源:3.6VDC鋰電池，當(dāng)電池電壓低于3.1V時(shí)，LCD屏上的電池符號(hào)閃爍顯示欠壓，以提示用戶應(yīng)在一個(gè)月之內(nèi)更換電池。(電池型號(hào)ER26500)

◆外電源:(8~24) VDC，紋波≤50mV，當(dāng)接入外電源時(shí)，內(nèi)電源自動(dòng)斷開(kāi)，整機(jī)由外電源供電工作，帶4~2OmA時(shí)供電電壓應(yīng)為24V(使用本安功能時(shí)需加裝安全柵)。

3.3.2整機(jī)功耗:

◆內(nèi)電源:平均功耗≤0.4mW，一節(jié)2# 3.6VDC鏗電池可連續(xù)工作五年以上。

◆外電源:整機(jī)功耗≤0.5W。

3.3.3輸入信號(hào):

◆流量信號(hào):(0-5) kHz脈沖信號(hào)，Vpp≥2.5V。

◆溫度信號(hào):由溫度傳感器輸出的阻值信號(hào)。

3. 3.4輸出信號(hào):

◆工況脈沖信號(hào)(三線制):直接將流量傳感器檢測(cè)到的流量信號(hào)放大輸出，zui大幅值約為(V外-2)V,(V外為6VDC~24VDC外電源)，傳輸距離≤50m，由外電源供電。

◆標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào):以脈沖信號(hào)串方式輸出(OC門(mén)輸出，外加電壓≤6VDC)。其常態(tài)為導(dǎo)通狀態(tài)，傳輸距離≤20m,適用與IC卡系統(tǒng)配套使用。(出廠默認(rèn)為方式3)

方式1:脈寬為5ms，一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于0.1m3標(biāo)準(zhǔn)體積量。

方式2:脈寬為1s，一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于1m3標(biāo)準(zhǔn)體積量。

方式3:脈寬為50ms，一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于1m3標(biāo)準(zhǔn)體積量。

◆低電壓檢測(cè)信號(hào)輸出:OC門(mén)輸出，其常態(tài)為斷開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)電源電池電壓

◆(4-20) mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào):(4~20) mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)線性對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)體積流量，量程范圍由標(biāo)況流量上下限FH, FL設(shè)定，F(xiàn)L值對(duì)應(yīng)4mA, FH值對(duì)應(yīng)20mA.傳輸距離≤200m，接線方式為兩線制.

◆RS-485接口信號(hào):采用自定義的通信協(xié)議，RS-485通信可實(shí)現(xiàn)以下功能:

①直接與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，可遠(yuǎn)傳被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、標(biāo)準(zhǔn)體積流量及總量、工況體積總量，儀表有關(guān)參數(shù)、故障代碼、運(yùn)行狀態(tài)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等。

②與信號(hào)采集儀配套使用，可通過(guò)GPRS /CDMA, Internet及網(wǎng)絡(luò)組成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺(tái)流量計(jì)的歷史數(shù)據(jù)、故障狀態(tài)進(jìn)行讀取，并能遠(yuǎn)程設(shè)置各種流量計(jì)的相關(guān)參數(shù)。一臺(tái)號(hào)采集儀可帶1-16臺(tái)流量計(jì)。

③與PLC, RTU配套可組成SCADA系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)。

3.3.5 防爆標(biāo)志:ExialICT4

3.3.6 防護(hù)等級(jí):IP65

四、結(jié)構(gòu)與工作原理

4.1流量計(jì)結(jié)構(gòu)：

流量計(jì)結(jié)構(gòu)如(圖1)所示，由以下二大部件組成：

4.1.1附件 a.Z型體積修正儀 b.W型體積修正儀

4.1.2旋進(jìn)旋渦流量傳感器B: B1旋渦發(fā)生體 B2壓電傳感器 B3導(dǎo)流體 B4外殼

4.2流量計(jì)工作原理

當(dāng)沿著軸向的流體進(jìn)入流量傳感器入口時(shí)，在漩渦發(fā)生體(B1)的作用下，被強(qiáng)制圍繞中心線旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生漩渦流，漩渦流在文丘利管中旋進(jìn)，到達(dá)收縮段突然節(jié)流后，使漩渦流加速，當(dāng)通過(guò)擴(kuò)散段時(shí)，漩渦中心沿一錐形螺旋線進(jìn)動(dòng)。此時(shí)，漩渦中心通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)頻率與流體的流速成正比。由壓電傳感器(B2)檢測(cè)到的漩渦流進(jìn)動(dòng)頻率信號(hào)經(jīng)前置電路放大、濾波、整形處理，剔除外來(lái)干擾信號(hào)后，轉(zhuǎn)換成與流體流速成正比的脈沖信號(hào)，并同壓力傳感器和溫度傳感器檢測(cè)到的溫度、壓力信號(hào)一起送入附件進(jìn)行運(yùn)算處理。

4.3工作原理

a.Z型體積修正儀工作原理

Z型體積修正儀在賈型體積修正儀的基礎(chǔ)上新增了溫度信號(hào)通道、壓力信號(hào)通道及壓縮因子修正，其工作原理框圖見(jiàn)圖2。從各傳感器送來(lái)的多路信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后由微處理器按照氣態(tài)方程帶入公式運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)就地顯示和多種信號(hào)遠(yuǎn)傳。

氣態(tài)方程可寫(xiě)為：

式中:Vo—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積量(Nm3)；

V—工作狀態(tài)下的體積量(m3);

P=Pa+Pg—流量計(jì)壓力檢測(cè)點(diǎn)處的壓力，由壓力傳感器檢測(cè)或機(jī)內(nèi)定值設(shè)定(kPa)；

Pa—當(dāng)?shù)卮髿鈮?kPa):

Pg—流量計(jì)壓力檢測(cè)點(diǎn)的表壓力(kPa);

P。—標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101. 325kPa)；

To—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度((293.15K，可根據(jù)要求取值為273.15K);

T—被測(cè)介質(zhì)的溫度(273.15+t) K;

t—被測(cè)介質(zhì)的溫度，由溫度傳感器檢測(cè)或機(jī)內(nèi)定值設(shè)定(℃);

Fz=Zn/Zg—氣體壓縮因子，對(duì)于天然氣的壓縮因子，按中國(guó)石油天然氣總公司SY/T 6143-2004標(biāo)準(zhǔn)或AGA報(bào)告中有關(guān)公式計(jì)算(注:用鐘罩和負(fù)壓裝置檢定時(shí).取Zn=Zg，即Fz=1);

Zn—為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù);

Zg—為工作狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù)。

b.W型體積修正儀工作原理

  W型體積修正儀由流量檢測(cè)數(shù)字通道、微處理器單元、液晶驅(qū)動(dòng)電路和其它輔助電路組成，并配有輸出信號(hào)接口，其工作原理見(jiàn)圖3。流量信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后由微處理器按照氣態(tài)方程代入公式運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)就地顯示和多種信號(hào)遠(yuǎn)傳。

氣態(tài)方程可寫(xiě)為:

Vo—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積量(Nm3);

V—工作狀態(tài)下的體積量(m3);

Ps—機(jī)內(nèi)壓力設(shè)置值(kPa):

Po—標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力(101.325kPa);

To—溫度293.15K(也可根據(jù)用戶要求取值為273.15K):

T—被測(cè)介質(zhì)的溫度((273.15+t) K或機(jī)內(nèi)設(shè)定值;

t—機(jī)內(nèi)溫度設(shè)定值(℃)。

五、外形尺寸及安裝

5.1 外形尺寸

流量計(jì)外形尺寸如圖4所示，流量計(jì)采用法蘭連接方式，法蘭符合GB/T9113-2000《整體鋼制管法蘭》的規(guī)定。

5.2流量計(jì)的安裝

★流量計(jì)的安裝須按GB3836.15-2000標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

★流量計(jì)周?chē)坏糜袕?qiáng)外磁場(chǎng)干擾和強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)，安裝前應(yīng)根據(jù)其使用要求審核使用環(huán)境條件，以便正常使用。

★流量計(jì)在室外安裝時(shí)，上部應(yīng)有遮蓋物，以防雨水浸入和烈日曝曬而影響流量計(jì)的使用壽命.

★流量計(jì)可任意角度安裝，流體的流向應(yīng)同流量計(jì)上標(biāo)明的流向一致，且在流量計(jì)的上、下游應(yīng)分別保證有3DN和ON的直管段長(zhǎng)度。

★為不影響流體正常輸送，可按圖5所示安裝旁通管道，在正常使用時(shí)必須鎖閉旁通管道閥門(mén)。

★必要時(shí)應(yīng)在流量計(jì)上游處(3DN以上)安裝過(guò)濾器(本廠可配套)，以濾除介質(zhì)中的顆粒雜物。

★在管道施工時(shí)，應(yīng)考慮安裝伸縮管或波紋管，并根據(jù)流量計(jì)的實(shí)際尺寸合理鋪設(shè)上、下游管道，以免對(duì)流量計(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重的拉伸或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。

★流量計(jì)應(yīng)與管道同軸安裝，并防止密封墊片和黃油進(jìn)入管道內(nèi)腔。

★流量計(jì)必須按可靠接地，但不得與強(qiáng)電系統(tǒng)共用地線:在管道安裝或檢修時(shí)，不得把電焊系統(tǒng)的地線流量計(jì)搭接。

★在使用過(guò)程中，用戶不得自行更改防爆系統(tǒng)的連接方式和任意改動(dòng)各引線接口.引入電纜的外徑為φ8mm~φ8.5mm，同時(shí)冗余引入孔應(yīng)用堵塞進(jìn)行封堵，必要時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照GB3836.1, GB3836.2, GB3836.4的有 關(guān)要求進(jìn)行操作。安全柵到流量計(jì)之間允許分布電容和分布電感分別為0. 2μF和0.3mH。

 警告:

▲當(dāng)流量計(jì)需要有信號(hào)遠(yuǎn)傳時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)“電氣性能指標(biāo)”接入外電源(≤24VDC)，嚴(yán)禁在信號(hào)輸出口處直接接入220VAC或380VAC電源。

▲安裝流量計(jì)時(shí)，嚴(yán)禁在流量計(jì)出入口法蘭處直接進(jìn)行電焊，以免燒壞流量計(jì)內(nèi)部零件。

▲對(duì)于新安裝或檢修后的管道務(wù)必進(jìn)行吹掃，去除管道中的雜物后方能安裝流量計(jì)。

▲管道安裝完畢后進(jìn)行密封試壓時(shí)，應(yīng)注意流量計(jì)壓力傳感器所能承受的zui高壓力，以免損壞流量計(jì)壓力傳感器。