一、概 述 GD-LWGQ型氣體渦輪流量計是光大公司吸取了國內(nèi)外流量儀表技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計,綜合了氣體力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)等理論而自行研制開發(fā)的新一代高精度、高性的氣體精密計量儀表,具有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,廣泛適用于天然氣、煤制氣、液化氣、輕烴氣等氣體的計量。 該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能,僅將流量信號以脈沖信號的方式遠傳輸出。儀表價格低廉,集成度高,體積小巧,特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計算機控制系統(tǒng)配合使用。該類渦輪流量計均為防爆產(chǎn)品,防爆等級為:ExdIIBT6。二、產(chǎn)品特點 ·合金渦輪,具有更高的穩(wěn)流和耐腐蝕作用 ·進口專用軸承,使用壽命長 ·計量室與通氣室隔絕,了儀表的安全性 ·流量范圍寬(Qmax/Qmin≥20:1),重復(fù)性好,精度高(可達1.0級),壓力損失小,始動流量低,可 達0.6m3/h ·儀表具有防爆及防護功能,防爆標(biāo)志為ExdⅡBT6、ExiaⅡCT6, 防護等級為IP65三、儀表分類 1.按儀表功能分類LWQ系列氣體渦輪流量計可分為3大類,即: 氣體渦輪流量傳感器/變送器 智能一體化氣體渦輪流量計 智能溫壓補償一體化氣體渦輪流量計 2.功能說明
■ 氣體渦輪流量傳感器/變送器 | ||||||||||||||||
該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能,僅將流量信號遠傳輸出。流量信號可分為脈沖信號或電流信號(4-20mA);儀表價格低廉,集成度高,體積小巧,特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計算機控制系統(tǒng)配合使用。該類渦輪流量計均為防爆產(chǎn)品,防爆等級為:ExdIIBT6。 | ||||||||||||||||
按照不同的輸出信號,該類產(chǎn)品可分為LWQ-N-□型和LWQ-A-□型 | ||||||||||||||||
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應(yīng)用場合:可作為工況流量信號的采集儀表,將流量信號遠傳至上位機 | ||||||||||||||||
■智能一體化氣體渦輪流量計 | ||||||||||||||||
一體化智能儀表,采用雙排液晶現(xiàn)場顯示,具有機構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點。 | ||||||||||||||||
該類渦輪流量計按照供電方式、是否具備遠傳信號輸出可分為LWQ-B-□型和LWQ-C-□型。 | ||||||||||||||||
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應(yīng)用場合: 1.在溫度、壓力相對穩(wěn)定的工況現(xiàn)場,作為工業(yè)控制儀表 2.在溫度、壓力相對穩(wěn)定的工況現(xiàn)場,用戶可根據(jù)儀表示值氣體方程自行運算到標(biāo)況流量。 | ||||||||||||||||
■智能溫壓補償一體化氣體渦輪流量計 | |||||||||
LWGQ-D型氣體渦輪量計內(nèi)置溫度、壓力傳感器和智能流量積算儀,通過微處理單元對實時采集的流量、溫度、壓力信號按照氣態(tài)方程進行溫度壓力補償,自動進行壓縮因子修正,然后將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量直觀的顯示出來。 | |||||||||
※標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)流量(標(biāo)況流量):指在20℃、生活大氣壓下的氣體流量 | |||||||||
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應(yīng)用場合:精確計量或貿(mào)易結(jié)算 | |||||||||
詳細資料
1.基本參數(shù):
表1 |
儀表口徑(mm)及連接方式 | 25、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300采用法蘭連接25、40可采用螺紋連接 | |
精度等級 | ±1.5%R、±1%R、±0.75%R(需特制) | |
量程比 | 1:10:1:20:1:30 | |
儀表材質(zhì) | 表體:304不銹鋼;葉輪:防腐ABS或鋁金;顯示器:鑄鋁 | |
被測介質(zhì)溫度(℃) | -30℃~+80℃ | |
環(huán)境條件 | 溫度:-20℃~+60℃,相對濕度5%~90%,大氣壓力86~106KPa | |
輸出信號 | 傳感器:脈沖頻率信號,低電平≤0.8V 高電平≥8V 變送器:兩線制~20mADC電流信號 | |
供電電源 | 傳感器:+12VDC、+24VDC(可選) 變送器:+24VDC 現(xiàn)場顯示型:儀表自帶3V鋰電池 | |
信號傳輸線 | ||
傳輸距離 | STVPV3×0.3(三線制),2×0.3(二線制) | |
信號線接口 | ≤1000m | |
防爆等級 | 內(nèi)螺紋M20×1.5 | |
防護等級 | ExdIIBT6 | |
IP65 |
2.測量范圍及工作壓力
表2 |
公稱通徑 (mm) | 型號 | 標(biāo)準(zhǔn)量程 (m3/h) | 擴展量程 (m3/h) | 耐壓等級 (MPa) | 安裝方式 | ||
DN25 | LWGQ-25□ | —— | W3 | 0.5-4 | 4.0 | 法蘭(螺紋) | |
—— | W4 | 0.7-7 | 4.0 | ||||
—— | W5 | 1.5-15 | 4.0 | ||||
S1 | 3-30 | W1 | 1.5-30 | 4.0 | |||
S2 | 4-40 | W2 | 2-40 | 4.0 | |||
DN40 | LWGQ-40□ | S1 | 5-50 | W1 | 2.5-50 | 4.0 | 法蘭(螺紋) |
S2 | 8-80 | W2 | 4-80 | 4.0 | |||
DN50 | LWGQ-50□ | S1 | 10-100 | W1 | 5-100 | 4.0 | 法蘭 |
S2 | 15-150 | W2 | 8-150 | 4.0 | 法蘭 | ||
DN65 | LWGQ-65□ | S | 15-200 | W | 10-200 | 1.6 | 法蘭 |
DN80 | LWGQ-80□ | S | 15-300 | W1 | 10-300 | 1.6 | 法蘭 |
W2 | 15-350 | 1.6 | 法蘭 | ||||
DN100 | LWGQ-100□ | S | 20-400 | W1 | 15-400 | 1.6 | 法蘭 |
W2 | 20-500 | 1.6 | 法蘭 | ||||
DN125 | LWGQ-125□ | S | 20-800 | W1 | 18-800 | 1.6 | 法蘭 |
W2 | 20-900 | 1.6 | 法蘭 | ||||
DN150 | LWGQ-150□ | S | 50-1000 | W1 | 25-1000 | 1.6 | 法蘭 |
W2 | 50-1200 | 1.6 | 法蘭 | ||||
DN200 | LWGQ-200□ | S | 150-2000 | W | 80-2500 | 1.6 | 法蘭 |
DN250 | LWGQ-250□ | S | 200-3000 | W | 150-3500 | 1.6 | 法蘭 |
DN300 | LWGQ-300□ | S | 250-4000 | W | 200-4000 | 1.6 | 法蘭 |
注1:表2中“標(biāo)準(zhǔn)量程”中標(biāo)示的測量范圍為通用測量范圍;(即適用于:LWQ-N/A/B/C/D)注2:表2中“擴展量程”中標(biāo)示得測量范圍用于“智能一體化氣體渦輪流量計”或“智能溫壓補償一體化氣體渦輪流量計” (即適用于:LWQ-B/C/D)
選型說明 用戶在選型時,應(yīng)根據(jù)管道公稱壓力、介質(zhì)壓力、介質(zhì)溫度、介質(zhì)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(guī)格。 為使流量計的使用性能,流量計的使用流量范圍應(yīng)在(20%~80%)Qmax范圍內(nèi)比較合適。 流量計出廠時的信號輸出方式:工況脈沖信號輸出(三線制)、標(biāo)準(zhǔn)流量信號(IC卡)輸出或RS-485通訊輸出。若要求有其它輸出功能,請在訂貨時說明。
表3 |
型號 | 說明 | ||||||
GD-LWGQ— | □ | —□ | □ | /□ | /□ | /□ | |
儀表 類型 | N | 傳感器型:+12V或24V供電,輸出三線制脈沖信號 | |||||
A | 變送器型:+24V供電,輸出二線制4~20mA | ||||||
B | 智能型:鋰電池供電,現(xiàn)場顯示無信號輸出 | ||||||
C | 智能型:+24V供電,現(xiàn)場顯示并輸出二線制4~20mA | ||||||
D | 全智能型:溫壓補償一體化,現(xiàn)場顯示并遠傳信號 | ||||||
公稱通徑及 量程范圍 | 25 | DN 25mm | |||||
40 | DN 40 mm | ||||||
50 | DN 50 mm | ||||||
65 | DN 65 mm | ||||||
80 | DN 80 mm | ||||||
100 | DN 100 mm | ||||||
125 | DN 125 mm | ||||||
150 | DN 150 mm | ||||||
200 | DN 200 mm | ||||||
250 | DN 250 mm | ||||||
300 | DN 300 mm | ||||||
量程范圍 | W(x) | 擴展量程范圍,請參照Px頁表2選擇 | |||||
S(x) | 標(biāo)準(zhǔn)量程范圍,請參照Px頁表2選擇 | ||||||
表體材質(zhì) | S | 不銹鋼 | |||||
L | 鋁合金 | ||||||
機芯材質(zhì) | S | 防腐ABS | |||||
L | 鋁合金 | ||||||
N | 無特殊結(jié)構(gòu) | ||||||
A | 氧氣專用 | ||||||
B | 壓縮空氣專用 |
例:選用一臺不銹鋼材質(zhì),溫壓補償一體化氣體渦輪流量計來測量氧氣,用戶工況測量范圍為3-50m3/h,型號為:LWQ-D-40W1/S/S/A
安裝尺寸:
氣體渦輪流量計外形如圖所示,具體尺寸見表6
注:圖1所示為溫壓補償型儀表外形。 同口徑所有型號儀表傳感器部分尺寸一致。
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應(yīng)用及概述
渦輪流量計(以下簡稱TUF)是葉輪式流量(流速)計的主要品種,葉輪式流量計還有風(fēng)速計、水表等。TUF由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成,傳感器采用多葉片的轉(zhuǎn)子感受流體的平均流速,從而推導(dǎo)出流量或總量。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(或轉(zhuǎn)數(shù))可用機械、磁感應(yīng)、光電方式檢出并由讀出裝置進行顯示和傳送記錄。據(jù)稱美國早在1886年即發(fā)布過個TUF專利,1914年的專利認為TUF的流量與頻率有關(guān)。美國的臺TUF是在1938年開發(fā)的,它用于飛機上燃油的流量測量,只是直至二戰(zhàn)后因噴氣發(fā)動機和液體噴氣燃料急需一種高精度、快速響應(yīng)的流量計才使它獲得真正的工業(yè)應(yīng)用。如今,它已在石油、化工、科研、國防、計量各部門中獲得廣泛應(yīng)用。 流量計中TUF、容積式流量計和科氏質(zhì)量流量計是三類重復(fù)性、精確度的產(chǎn)品,而TUF又具有自己的特點,如結(jié)構(gòu)簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大和可適應(yīng)高參數(shù)等,是其他兩類流量計是難以達到的。 HSBLWGY系列渦輪流量計是吸取了國內(nèi)外流量儀表技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計,具有結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、精度高、復(fù)現(xiàn)性好、反應(yīng)靈敏,安裝維護使用方便等特點的新一代渦輪流量計,廣泛用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質(zhì)合金不起腐蝕作用,且無纖維、顆粒等雜質(zhì),工作溫度下運動粘度小于5×10-6m2/s的液體,對于運動粘度大于5×10-6m2/s的液體,可對流量計進行實液標(biāo)定后使用。若與具有特殊功能的顯示儀表配套,還可以進行定量控制、超量報警等,是流量計量和節(jié)能的理想儀表。 二、工作原理 圖1所示為渦輪流量傳感器結(jié)構(gòu)簡圖,由圖可見,當(dāng)被測流體流過傳感器時,在流體作用下,葉輪受力旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比,葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化,產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢,即電脈沖信號,經(jīng)放大器放大后,送至顯示儀表顯示。 渦輪流量計的流量方程可分為兩種:實用流量方程和理論流量方程。 (1) 實用流量方程 qv=f/K 公式1 qm=qvρ 公式2 式中 qv, qm ……分別為體積流量,m3/s,質(zhì)量流量,kg/s; f ……流量計輸出信號的頻率,Hz; K ……流量計的儀表系數(shù),P/m3。 流量計的系數(shù)與流量(或管道雷諾數(shù))的關(guān)系曲線如圖2所示。由圖可見,儀表系數(shù)可分為二段,即線性段和非線性段。線性段約為其工作段的三分之二,其特性與傳感器結(jié)構(gòu)尺寸及流體粘性有關(guān)。在非線性段,特性受軸承摩擦力,流體粘性阻力影響較大。當(dāng)流量低于傳感器流量下限時,儀表系數(shù)隨著流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關(guān)系。當(dāng)流量超過流量上限時要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)相似的TUF特性曲線的形狀是相似的,它僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。 圖2 渦輪流量計特性曲線 傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗裝置校驗得出,它不問傳感器內(nèi)部流體機理,把傳感器作為一個黑匣子,根據(jù)輸入(流量)和輸出(頻率脈沖信號)確定其轉(zhuǎn)換系數(shù),它便于實際應(yīng)用。但要注意,此轉(zhuǎn)換系數(shù)(儀表系數(shù))是有條件的,其校驗條件是參考條件,如果使用時偏離此條件系數(shù)將發(fā)生變化,變化的情況視傳感器類型,管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。 (2) 理論流量方程 根據(jù)動量矩定理可以列出葉輪的運動方程 公式3 式中 J: 葉輪的慣性矩; dw/dt: 葉輪的旋轉(zhuǎn)加速度; M1: 流體的驅(qū)動力拒; M2: 粘性阻力矩; M3: 軸承摩擦阻力矩; M4: 磁阻力矩。 當(dāng)葉輪以恒速旋轉(zhuǎn)時, 0,則M1=M2+M3+M4。經(jīng)理論分析與實驗驗證可得 公式4 式中 n: 葉輪轉(zhuǎn)速; qv: 體積流量; A: 與流體物性(密度、粘度等),葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)(葉片傾角、葉輪直徑、 流道截面積等)有關(guān)的系數(shù); B: 與葉片頂隙,流體流速分布有關(guān)的系數(shù); C: 與摩擦力矩有關(guān)的系數(shù)。 國內(nèi)外學(xué)者提出許多理論流量方程,它們適用于各種傳感器結(jié)構(gòu)及流體工作條件。至今渦輪儀表特性的水動力學(xué)特性仍舊不很清楚,它與流體物性及流動特性有復(fù)雜的關(guān)系。比如當(dāng)流場有旋渦和非對稱速度分布時水動力學(xué)特性就非常復(fù)雜。不能用理論式推導(dǎo)儀表系數(shù),儀表系數(shù)仍需由實流校驗確定。但是理論流量方程有巨大的實用意義,它可用于指導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及現(xiàn)場使用條件變化時儀表系數(shù)變化規(guī)律的預(yù)測和估算。 三、產(chǎn)品特點 1. 高精確度,一般可達±1%R、±0.5%R,高精度型可達±0.2%R; 2. 重復(fù)性好,短期重復(fù)性可達0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重復(fù)性,如經(jīng)常校準(zhǔn)或在線校準(zhǔn)可得到極高的精確度,在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計; 3. 輸出脈沖頻率信號,適于總量計量及與計算機連接,無零點漂移,抗干擾能力強; 4. 可獲得很高的頻率信號(3~4kHz),信號分辨力強; 5. 范圍度寬,中大口徑可達1:20,小口徑為1:10; 6. 結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,安裝維護方便,流通能力大; 7. 適用高壓測量,儀表表體上不必開孔,易制成高壓型儀表; 8. 專用型傳感器類型多,可根據(jù)用戶特殊需要設(shè)計為各類專用型傳感器,例如低溫型、雙向型、井下型、混砂專用型等; 9. 可制成插入型,適用于大口徑測量,壓力損失小,價格低,可不斷流取出,安裝維護方便。 四、基本參數(shù)與技術(shù)性能 1.技術(shù)性能 表1
2.測量范圍及工作壓力 表2
五、儀表分類 1.按儀表功能分類,LWGY系列渦輪流量計可分為2大類,即: l 渦輪流量傳感器/變送器 l 智能一體化渦輪流量計 2.功能說明 l 渦輪流量傳感器/變送器 該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能,僅將流量信號遠傳輸出。流量信號可分為脈沖信號或電流信號(4-20mA);儀表價格低廉,集成度高,體積小巧,特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計算機控制系統(tǒng)配合使用。 按照不同的輸出信號,該類產(chǎn)品可分為LWGY-□N型和LWGY-□A型 LWGY-□N型傳感器:12~24VDC供電,三線制脈沖輸出,高電平≥8V,低電平≤0.8V;信號傳輸距離≤1000米; 儀表選型 表3
注:DN15~DN40常規(guī)為螺紋連接,如希望采用法蘭連接,請在“公稱通徑”后加“(FL)” 例如,選用一臺法蘭連接式防爆型渦輪流量計測量柴油,管道為DN40、現(xiàn)場需要顯示并遠傳電流信號,要求精度0.5級,304不銹鋼材質(zhì),儀表耐壓16MPa測量范圍為標(biāo)準(zhǔn)量程,其產(chǎn)品型號應(yīng)為:LWGY-40(FL)/C/05/S/S/E/H16
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111 | ■ 氣體渦輪流量傳感器/變送器 | |
該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能,僅將流量信號遠傳輸出。流量信號可分為脈沖信號或電流信號(4-20mA);儀表價格低廉,集成度高,體積小巧,特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計算機控制系統(tǒng)配合使用。該類渦輪流量計均為防爆產(chǎn)品,防爆等級為:ExdIIBT6。 |
111 | ■智能一體化氣體渦輪流量計 | |
一體化智能儀表,采用雙排液晶現(xiàn)場顯示,具有機構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點。 |
111 | ■智能溫壓補償一體化氣體渦輪流量計 | |
LWQ-D型氣體渦輪量計內(nèi)置溫度、壓力傳感器和智能流量積算儀,通過微處理單元對實時采集的流量、溫度、壓力信號按照氣態(tài)方程進行溫度壓力補償,自動進行壓縮因子修正,然后將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量直觀的顯示出來。 |
儀表口徑(mm)及連接方式 | 25、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300采用法蘭連接 |
精度等級 | 25、40可采用螺紋連接 |
量程比 | ±1.5%R、±1%R、±0.75%R(需特制)1:10:1:20:1:30 |
儀表材質(zhì) | 表體:304不銹鋼;葉輪:防腐ABS或鋁金;顯示器:鑄鋁 |
被測介質(zhì)溫度(℃) | -30℃~+80℃ |
環(huán)境條件 | 溫度:-20℃~+60℃,相對濕度5%~90%,大氣壓力86~106KPa |
輸出信號 | 傳感器:脈沖頻率信號,低電平≤0.8V 高電平≥8V |
供電電源 | 變送器:兩線制~20mADC電流信號 |
信號傳輸線 | 傳感器:+12VDC、+24VDC(可選) |
傳輸距離 | 變送器:+24VDC |
信號線接口 | 現(xiàn)場顯示型:儀表自帶3V鋰電池 |
防爆等級 | STVPV3×0.3(叁線制),2×0.3(二線制) ≤1000m |
防護等級 | 內(nèi)螺紋M20×1.5 ExdIIBT6 IP65 |
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