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產(chǎn)品簡介
詳細介紹
一、羅茨天然氣流量計概述
①羅茨天然氣流量計技術特點
1.無可動件,結構簡單、牢固,壽命長.2.測量范圍寬.在測量范圍內(nèi),儀表常數(shù)的精確不受介質(zhì)溫度、壓力、粘度、密度的影響，所以,儀表適應的介質(zhì)種類多.3.壓力損失小。適合于測量中高流速范圍的液體、氣體及蒸汽。不適于在低流速范圍內(nèi)使用，不適于高粘度液體。
②包括以下不同功能產(chǎn)品
1.現(xiàn)場顯示2.天然氣流量傳感器3.兩線制天然氣流量計4.插入式大口徑天然氣流量計/傳感器5.智能流量顯示儀、熱量顯示儀
③各功能產(chǎn)品構成如下
1.DN15～DN250為管道夾裝系列.2.DN300以上為插入式天然氣流量計(系列)。3.現(xiàn)場顯示天然氣流量計.有電池供電、12V外供電和12V外供電帶累計量脈沖輸出三種.（不帶溫壓補償)4.天然氣流量傳感器與智能流量顯示儀配套組成天然氣流量計.同時配套壓力變送器和溫度變送器,可對介質(zhì)進行溫度壓力補償,與熱量顯示儀配套,還可以進行熱量計量.5.兩線制天然氣流量計,輸出4～20mA電流信號。須配套具有24V直流饋電的儀表,然后電流信號串聯(lián)進入儀表(或計算機、記錄儀等)的電流信號輸入端.
二、測量原理
①力矩分析
作用在渦輪上的力矩有:a.流體流過渦輪時對葉片產(chǎn)生的轉動力矩Tr，它是主動力矩。b.渦輪軸與軸承之間摩擦產(chǎn)生的機械摩擦力矩Trm 。c.流體流經(jīng)渦輪時對渦輪產(chǎn)生的流動阻力力矩Trf。d.電磁轉換器對渦輪產(chǎn)生的電磁阻力力矩Tre。
因此，渦輪的旋轉角速度?？杀硎緸?
式中，J是渦輪的轉動慣量。一般情況下，電磁阻力力矩Tre很小。渦輪以恒定的旋車轉角速度旋轉，因此，旋轉角速度w對時間的微分為零。即有:
O=Tr-Trm-Trf
如圖所示，旋翼的導流片與軸線之間夾角為θ，流體的入口和出口流速為u1和u2。它們與圓周方向的夾角分別是α1和α2。流體對旋翼作用產(chǎn)生的旋轉力是圓周方向的。根據(jù)動量原理，其圓周方向的力fr等于單位質(zhì)量流體量在圓周方向的動量變化，即:
fr=gvρ(u1cosα1-u1cosα2)
式中，qv和ρ是流體的體積流量和密度。
因入口和出口圓周運動速度相等，有:ur1=ur2=ur=wr。
流體離開葉片的相對速度與圓周運動方向夾角等于葉片傾角θ，因此，有:β2 =90°-θ。
因流體流速的軸向分量沒有變化，有:u1=u2sinα2
經(jīng)化簡，得：fr=qvρ(u1tanθ-wr)。因此，主推力力矩為：Tr=frr=rqvρ(u1tanθ-wr)
考慮u1-qv/A。 A是流通截面積。則有：
用儀表系數(shù)K表示，即：
式中，z是渦輪葉片數(shù);f是渦輪產(chǎn)生的脈沖率。
根據(jù)上述，有下列結論:
a.當與Tr比較，Trm,和Trf可忽略時，即可近似認為它們的值為零，這時，天然氣流量計的體積流量qv與渦輪產(chǎn)生的脈沖頻率了成正比。
葉片數(shù)Z增加，則K增加，同樣脈沖頻率下流體體積流量減小，換言之，同樣體積流量時的脈沖數(shù)增加。
傾角θ增加，則K增加，同樣脈沖頻率下流體體積流量減小，換言之，同樣體積流量時的脈沖數(shù)增加。
葉片半徑r減小或流通截面積A減小，則K增加，同樣體積流量時的脈沖數(shù)增加。
考慮實際應用時，渦輪需要先克服靜摩擦力矩后才能轉動，因此，Trm不為零.仍假設流體阻力力矩Trf忽略。則剛開始旋轉時的流量稱為始動流量，這時，輸出脈沖頻率仍為零，即有：
因此，始動流量qvmin為：
始動流量與渦輪軸與軸承之間摩擦產(chǎn)生的機械摩擦力矩Trm有關，該力矩大則始動流量也大。
傾角θ增加，從上式可知，一方面它使始動流量減小;另一方面，它增加了機械摩擦力矩，使始動流量增大。因此，傾角θ有一個優(yōu)化值。
葉片半徑r增大或流通截面積A減小，可減小始動流量。但也對儀表系數(shù)K有影響。
流體密度大，則始動流量小。因此，當流體溫度變化引起其密度變化時，始動流量變化。
當流體流量大于始動流量后，流體主推力力矩主要克服流體阻力力矩，可忽略動摩擦力矩。因此，可根據(jù)流體流動狀態(tài)進行分析。
層流流動。流體層流流動的阻力力矩可表示為流體體積流量的線性函數(shù):Trf=C2μqv
式中，C1是阻力系數(shù);μ是流體黏度。
紊流流動。流體紊流流動的阻力力矩可表示為流體體積流量的二次方函數(shù):Trf=C2ρqv
式中，C2是阻力系數(shù)。ρ是流體密度。
儀表系數(shù)K。根據(jù)上述，繪制如圖所示儀表系數(shù)與流體流量之間的關系曲線。
從圖可見。
A處的流率對應于始動流率。b-d段的流動狀態(tài)處于層流狀態(tài),c和d分別對應線性zui小和zui大流率。e是誤差范圍.天然氣流量計的范圍度可達20:1或更高。
通常，流體流率大于c點流率就進人線性操作區(qū)，即可認為K是常數(shù)。
圖中，根據(jù)伯努利方程確定差壓△p，它隨流量的增加而以其平方關系變化。
②流體性能的影響a.流體黏度的影響。天然氣流量計的重要特性是它的高復現(xiàn)性，典型值可達0.02%，而精度達0.25級。根據(jù)式(2-102)，流體黏度對儀表系數(shù)有影響，因此，對高黏度流體，例如，石油化工的流體結算，應考慮黏度的影響。
平直葉片.圖2-51(a)是平直葉片時，流體黏度對儀表系數(shù)的影響.可以看到，隨黏度的增加，靜摩擦力矩增加。因此，層流區(qū)段增大，線性范圍區(qū)段減小，儀表系數(shù)也有所提高。
螺旋葉片.圖2-51(b)是螺旋葉片時，流體黏度對儀表系數(shù)的影響?？梢钥吹?，隨黏度的增加，靜摩擦力矩增加不明顯，因此，層流區(qū)段增大不多，線性范圍區(qū)段減小較少，而儀表系數(shù)可基本保持不變。
儀表口徑。通常，儀表口徑越小(<50mm)，它受流體黏度的影響越大。
流體密度的影響。流體密度對儀表系數(shù)有影響。
氣體密度的影響。氣體密度隨溫度壓力變化而變化，由于其值是液體密度的千分之幾，因此，為獲得同樣的轉動力矩，氣體的流速要增大幾十倍.這就造成軸承摩擦力矩隨位用時間的增加而激烈增大。為此，除了要進行密度補償外，設計時氣體天然氣流量計的傾角要小些，以降低葉輪旋轉速度。
③其他影響
流體流動狀態(tài)的影響。流體進入流量計的流動狀態(tài)影響儀表系數(shù)。為此，應有足夠直管段長度，以使流體充分發(fā)展，消除進口處流體流速分布的不均勻和不穩(wěn)定。
安裝方式的影響。水平和垂直方向的安裝會影響流量計的儀表系數(shù)。要求現(xiàn)場安裝方式與標定時安裝方式*，安裝偏差不超過5°。
④的壓損
天然氣流量計的壓權來自渦輪轉子對流體動能產(chǎn)生的機械阻力和流體a滯引起的黏滯阻力。轉速越高，機械阻力越大;流體黏度越大，黏滯阻力越大。根據(jù)伯努利方程可知，天然氣流量計的壓損與流體在葉片前平均流速的平方成正比，與流體密度成正比。
⑤結構參數(shù)對性能的影響
a.葉片平均傾角θ。傾角θ小，同樣大小流量下，葉輪轉速提高，儀表靈敏度提高。但轉速提高使軸承磨損增大，使用壽命縮短.通常對液體，傾角為30°-45°。氣體為10°-150°。
b.葉片數(shù)Z。葉片數(shù)Z增加，摩擦阻力矩增大，葉輪慣性力矩也增大;同時，Z的增加使儀表讀數(shù)準確度提高。一般D=10mm, Z=2; D=15mm, Z=3; 25mm≤D<50mm,Z=6;50mm≤D<100mm，Z=8;D≥100mm, Z=100。
c.葉輪頂徑與流量計導管內(nèi)壁間隙δ.間隙δ過大，流體動能不能充分利用;δ過小，流體黏度影響增大.通常D≤10mm, δ=(0.05,0.07)D; 10mm<D≤80mm, δ=(0.01-0.015)D; 80mm<D，δ=0.01 D。
d.葉輪根徑與流量計導管內(nèi)徑之比k, k越大，儀轟靈敏度越高;但引起葉輪轉速提高，磨損增大，壓損增大。
E.葉片重疊度P。P過大，不僅使葉輪重量增大，磨損加劇，也使壓損增大。過小則易漏過流體，降低一般靈敏度。一般P=0.9~1.2。
二、技術參數(shù)
公稱通徑(mm) | 15、20、25、40、50、65、80、100、125、150、200、250(300～1000 插入式) |
公稱壓力(MPa) | 25 (大于25協(xié)議供貨) |
介質(zhì)溫度 | -40～150℃ -40～250℃ (-40～350℃,協(xié)議供貨) |
本體材料 | 1Cr18Ni9Ti (其它材料協(xié)議供貨) |
精確度 | ±1%R, ±1.5%R ±1%FS ±2.5%FS |
范圍度 | 1:6～1:20 |
供電電壓 | 3.6V電池、或±12V DC、或+24V DC |
輸出信號 | 傳感器或流量計脈沖:方波高電平≥5V,低電平≤1V;流量計電流:4～20mA |
壓力損失系數(shù) | Cd≤2.4 |
防爆標志 | 隔爆：ExdIICT5 |
防護等級 | IP65 |
環(huán)境條件 | 溫度-20℃～55℃,相對濕度5%～90%,大氣壓力86～106KPa |
適于介質(zhì) | 各種氣體、天然氣、蒸汽 |
傳輸距離 | 傳感器:zui長可達4km,兩線制流量計:負載電阻≤750Ω |
附表( 二) 常溫、常壓空氣工況適用流量范圍表（管道式）
儀表口徑（M P a） | 天然氣測量范圍(m3/h) | 連接方式 | 耐壓等級（M P a） |
DN15 | 5-25 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6
|
DN20 | 8-50 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
DN25 | 10-70 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
DN32 | 15-150 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
DN40 | 22-220 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
DN50 | 36-320 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
DN65 | 50-480 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
DN80 | 70-640 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
DN100 | 130-1100 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
DN125 | 200-1700 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
DN150 | 280-7240 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
DN250 | 970-8000 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
DN300 | 1380-11000 | 法蘭夾持/法蘭連接 | 2.5、1.6 |
三、安裝及外形尺寸
尺寸/口徑 | DN15 | DN20 | DN25 | DN40 | DN50 | DN65 | DN80 | DN100 | DN125 | DN150 | DN200 | DN250 | DN300 | |
L | 法蘭夾裝式 | 57 | 57 | 57 | 75 | 75 | 75 | 75 | 90 | 90 | 110 | 150 | 180 | 210 |
法蘭安裝式 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 250 | 250 | 300 | 350 | 450 | 500 | |
D | 100 | 100 | 160 | 180 | 215 | 220 | 195 | 230 | 270 | 300 | 370 | 450 | 515 | |
H | 360 | 360 | 360 | 380 | 380 | 385 | 390 | 410 | 440 | 460 | 585 | 610 | 745 | |
“L ”為兩個安裝法蘭之間給流量計留出的安裝空間.
圖中:L-插入桿長度,L1-備用檢查尺寸,S-定位桿中心到管道外壁zui高點的距離,h-插入深度,δ-管道厚,DS-用戶管道實際內(nèi)徑.
公稱通徑DN(mm) | 適用被測管道實際內(nèi)徑范圍DN(mm) | 插入桿長度過L(mm) | 插入深度h |
300 | >340~340 | 920 | 0.5×DS |
400 | >340~440 | ||
500 | >440~540 | 1120 | |
600 | >540~680 | ||
800 | >680~880 | 1320 | |
1000 | >880~1050 | ||
不銹鋼緊固件（1Cr18Ni9Ti) 螺栓M16×65 螺母M16 墊圈16 密封墊圈 |
8件 8件 8件 1件 | ||
可供選用的成套內(nèi)容 | 數(shù)量 | ||
1.球閥Q41D-16型(PN1.6、DN100) 材料:2Cr13 閥桿:2Cr13 用戶在訂貨時若無特殊說明,附件與傳感器配套供應, 但與傳感器分別單獨包裝 | 1只 | ||
2.安裝基座(A3或1Cr18Ni9Ti、PN1.0、DN100、 GB9123.3) 不包括在產(chǎn)品正常配置內(nèi).單獨供貨. 定做時,要提供被測管道外徑尺寸(mm),材質(zhì)要求. |
1件 | ||
4.安裝現(xiàn)場
訂貨須知：
貴用戶您在定購流量儀表時要注意根據(jù)所測介質(zhì)流體的（公稱口徑、流量范圍、工作壓力、工作溫度、流體介質(zhì)種類和環(huán)境條件）選擇合適的規(guī)格。需要配套相應顯示儀表、遠傳線纜時，請參閱相應的說明書或來電和技術溝通。選用合適您的參數(shù)規(guī)格型號，或由我公司技術人員根據(jù)您提供的資料替您設計選擇合適您工況的產(chǎn)品。