一、概 述 GD-LWGQ型气体涡轮流量计是光大公司吸取了国内外流量仪表技术经过优化设计,综合了气体力学、流体力学、电磁学等理论而自行研制开发的新一代高精度、高性的气体精密计量仪表,具有的低压和高压计量性能,多种信号输出方式以及对流体扰动的低敏感性,广泛适用于天然气、煤制气、液化气、轻烃气等气体的计量。 该类涡轮流量产品本身不具备现场显示功能,仅将流量信号以脉冲信号的方式远传输出。仪表价格低廉,集成度高,体积小巧,特别适用于与二次显示仪、PLC、DCS等计算机控制系统配合使用。该类涡轮流量计均为防爆产品,防爆等级为:ExdIIBT6。二、产品特点 ·合金涡轮,具有更高的稳流和耐腐蚀作用 ·进口专用轴承,使用寿命长 ·计量室与通气室隔绝,了仪表的安全性 ·流量范围宽(Qmax/Qmin≥20:1),重复性好,精度高(可达1.0级),压力损失小,始动流量低,可 达0.6m3/h ·仪表具有防爆及防护功能,防爆标志为ExdⅡBT6、ExiaⅡCT6, 防护等级为IP65三、仪表分类 1.按仪表功能分类LWQ系列气体涡轮流量计可分为3大类,即: 气体涡轮流量传感器/变送器 智能一体化气体涡轮流量计 智能温压补偿一体化气体涡轮流量计 2.功能说明
■ 气体涡轮流量传感器/变送器 | ||||||||||||||||
该类涡轮流量产品本身不具备现场显示功能,仅将流量信号远传输出。流量信号可分为脉冲信号或电流信号(4-20mA);仪表价格低廉,集成度高,体积小巧,特别适用于与二次显示仪、PLC、DCS等计算机控制系统配合使用。该类涡轮流量计均为防爆产品,防爆等级为:ExdIIBT6。 | ||||||||||||||||
按照不同的输出信号,该类产品可分为LWQ-N-□型和LWQ-A-□型 | ||||||||||||||||
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应用场合:可作为工况流量信号的采集仪表,将流量信号远传至上位机 | ||||||||||||||||
■智能一体化气体涡轮流量计 | ||||||||||||||||
一体化智能仪表,采用双排液晶现场显示,具有机构紧凑、读数直观清晰、性高、不受外界电源干扰、抗雷击、成本低等明显优点。 | ||||||||||||||||
该类涡轮流量计按照供电方式、是否具备远传信号输出可分为LWQ-B-□型和LWQ-C-□型。 | ||||||||||||||||
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应用场合: 1.在温度、压力相对稳定的工况现场,作为工业控制仪表 2.在温度、压力相对稳定的工况现场,用户可根据仪表示值气体方程自行运算到标况流量。 | ||||||||||||||||
■智能温压补偿一体化气体涡轮流量计 | |||||||||
LWGQ-D型气体涡轮量计内置温度、压力传感器和智能流量积算仪,通过微处理单元对实时采集的流量、温度、压力信号按照气态方程进行温度压力补偿,自动进行压缩因子修正,然后将标准状态下的体积流量直观的显示出来。 | |||||||||
※标准状态流量(标况流量):指在20℃、生活大气压下的气体流量 | |||||||||
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应用场合:精确计量或贸易结算 | |||||||||
详细资料
1.基本参数:
表1 |
仪表口径(mm)及连接方式 | 25、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300采用法兰连接25、40可采用螺纹连接 | |
精度等级 | ±1.5%R、±1%R、±0.75%R(需特制) | |
量程比 | 1:10:1:20:1:30 | |
仪表材质 | 表体:304不锈钢;叶轮:防腐ABS或铝金;显示器:铸铝 | |
被测介质温度(℃) | -30℃~+80℃ | |
环境条件 | 温度:-20℃~+60℃,相对湿度5%~90%,大气压力86~106KPa | |
输出信号 | 传感器:脉冲频率信号,低电平≤0.8V 高电平≥8V 变送器:两线制~20mADC电流信号 | |
供电电源 | 传感器:+12VDC、+24VDC(可选) 变送器:+24VDC 现场显示型:仪表自带3V锂电池 | |
信号传输线 | ||
传输距离 | STVPV3×0.3(三线制),2×0.3(二线制) | |
信号线接口 | ≤1000m | |
防爆等级 | 内螺纹M20×1.5 | |
防护等级 | ExdIIBT6 | |
IP65 |
2.测量范围及工作压力
表2 |
公称通径 (mm) | 型号 | 标准量程 (m3/h) | 扩展量程 (m3/h) | 耐压等级 (MPa) | 安装方式 | ||
DN25 | LWGQ-25□ | —— | W3 | 0.5-4 | 4.0 | 法兰(螺纹) | |
—— | 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 | 法兰(螺纹) |
S2 | 8-80 | W2 | 4-80 | 4.0 | |||
DN50 | LWGQ-50□ | S1 | 10-100 | W1 | 5-100 | 4.0 | 法兰 |
S2 | 15-150 | W2 | 8-150 | 4.0 | 法兰 | ||
DN65 | LWGQ-65□ | S | 15-200 | W | 10-200 | 1.6 | 法兰 |
DN80 | LWGQ-80□ | S | 15-300 | W1 | 10-300 | 1.6 | 法兰 |
W2 | 15-350 | 1.6 | 法兰 | ||||
DN100 | LWGQ-100□ | S | 20-400 | W1 | 15-400 | 1.6 | 法兰 |
W2 | 20-500 | 1.6 | 法兰 | ||||
DN125 | LWGQ-125□ | S | 20-800 | W1 | 18-800 | 1.6 | 法兰 |
W2 | 20-900 | 1.6 | 法兰 | ||||
DN150 | LWGQ-150□ | S | 50-1000 | W1 | 25-1000 | 1.6 | 法兰 |
W2 | 50-1200 | 1.6 | 法兰 | ||||
DN200 | LWGQ-200□ | S | 150-2000 | W | 80-2500 | 1.6 | 法兰 |
DN250 | LWGQ-250□ | S | 200-3000 | W | 150-3500 | 1.6 | 法兰 |
DN300 | LWGQ-300□ | S | 250-4000 | W | 200-4000 | 1.6 | 法兰 |
注1:表2中“标准量程”中标示的测量范围为通用测量范围;(即适用于:LWQ-N/A/B/C/D)注2:表2中“扩展量程”中标示得测量范围用于“智能一体化气体涡轮流量计”或“智能温压补偿一体化气体涡轮流量计” (即适用于:LWQ-B/C/D)
选型说明 用户在选型时,应根据管道公称压力、介质压力、介质温度、介质组分情况、流量范围及信号输出要求合理选择流量计的型号规格。 为使流量计的使用性能,流量计的使用流量范围应在(20%~80%)Qmax范围内比较合适。 流量计出厂时的信号输出方式:工况脉冲信号输出(三线制)、标准流量信号(IC卡)输出或RS-485通讯输出。若要求有其它输出功能,请在订货时说明。
表3 |
型号 | 说明 | ||||||
GD-LWGQ— | □ | —□ | □ | /□ | /□ | /□ | |
仪表 类型 | N | 传感器型:+12V或24V供电,输出三线制脉冲信号 | |||||
A | 变送器型:+24V供电,输出二线制4~20mA | ||||||
B | 智能型:锂电池供电,现场显示无信号输出 | ||||||
C | 智能型:+24V供电,现场显示并输出二线制4~20mA | ||||||
D | 全智能型:温压补偿一体化,现场显示并远传信号 | ||||||
公称通径及 量程范围 | 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 | ||||||
量程范围 | W(x) | 扩展量程范围,请参照Px页表2选择 | |||||
S(x) | 标准量程范围,请参照Px页表2选择 | ||||||
表体材质 | S | 不锈钢 | |||||
L | 铝合金 | ||||||
机芯材质 | S | 防腐ABS | |||||
L | 铝合金 | ||||||
N | 无特殊结构 | ||||||
A | 氧气专用 | ||||||
B | 压缩空气专用 |
例:选用一台不锈钢材质,温压补偿一体化气体涡轮流量计来测量氧气,用户工况测量范围为3-50m3/h,型号为:LWQ-D-40W1/S/S/A
安装尺寸:
气体涡轮流量计外形如图所示,具体尺寸见表6
注:图1所示为温压补偿型仪表外形。 同口径所有型号仪表传感器部分尺寸一致。
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应用及概述
涡轮流量计(以下简称TUF)是叶轮式流量(流速)计的主要品种,叶轮式流量计还有风速计、水表等。TUF由传感器和转换显示仪组成,传感器采用多叶片的转子感受流体的平均流速,从而推导出流量或总量。转子的转速(或转数)可用机械、磁感应、光电方式检出并由读出装置进行显示和传送记录。据称美国早在1886年即发布过个TUF专利,1914年的专利认为TUF的流量与频率有关。美国的台TUF是在1938年开发的,它用于飞机上燃油的流量测量,只是直至二战后因喷气发动机和液体喷气燃料急需一种高精度、快速响应的流量计才使它获得真正的工业应用。如今,它已在石油、化工、科研、国防、计量各部门中获得广泛应用。 流量计中TUF、容积式流量计和科氏质量流量计是三类重复性、精确度的产品,而TUF又具有自己的特点,如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大和可适应高参数等,是其他两类流量计是难以达到的。 HSBLWGY系列涡轮流量计是吸取了国内外流量仪表技术经过优化设计,具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏,安装维护使用方便等特点的新一代涡轮流量计,广泛用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti、2Cr13及刚玉Al2O3、硬质合金不起腐蚀作用,且无纤维、颗粒等杂质,工作温度下运动粘度小于5×10-6m2/s的液体,对于运动粘度大于5×10-6m2/s的液体,可对流量计进行实液标定后使用。若与具有特殊功能的显示仪表配套,还可以进行定量控制、超量报警等,是流量计量和节能的理想仪表。 二、工作原理 图1所示为涡轮流量传感器结构简图,由图可见,当被测流体流过传感器时,在流体作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,叶轮的转动周期地改变磁电转换器的磁阻值。检测线圈中的磁通随之发生周期性变化,产生周期性的感应电势,即电脉冲信号,经放大器放大后,送至显示仪表显示。 涡轮流量计的流量方程可分为两种:实用流量方程和理论流量方程。 (1) 实用流量方程 qv=f/K 公式1 qm=qvρ 公式2 式中 qv, qm ……分别为体积流量,m3/s,质量流量,kg/s; f ……流量计输出信号的频率,Hz; K ……流量计的仪表系数,P/m3。 流量计的系数与流量(或管道雷诺数)的关系曲线如图2所示。由图可见,仪表系数可分为二段,即线性段和非线性段。线性段约为其工作段的三分之二,其特性与传感器结构尺寸及流体粘性有关。在非线性段,特性受轴承摩擦力,流体粘性阻力影响较大。当流量低于传感器流量下限时,仪表系数随着流量迅速变化。压力损失与流量近似为平方关系。当流量超过流量上限时要注意防止空穴现象。结构相似的TUF特性曲线的形状是相似的,它仅在系统误差水平方面有所不同。 图2 涡轮流量计特性曲线 传感器的仪表系数由流量校验装置校验得出,它不问传感器内部流体机理,把传感器作为一个黑匣子,根据输入(流量)和输出(频率脉冲信号)确定其转换系数,它便于实际应用。但要注意,此转换系数(仪表系数)是有条件的,其校验条件是参考条件,如果使用时偏离此条件系数将发生变化,变化的情况视传感器类型,管道安装条件和流体物性参数的情况而定。 (2) 理论流量方程 根据动量矩定理可以列出叶轮的运动方程 公式3 式中 J: 叶轮的惯性矩; dw/dt: 叶轮的旋转加速度; M1: 流体的驱动力拒; M2: 粘性阻力矩; M3: 轴承摩擦阻力矩; M4: 磁阻力矩。 当叶轮以恒速旋转时, 0,则M1=M2+M3+M4。经理论分析与实验验证可得 公式4 式中 n: 叶轮转速; qv: 体积流量; A: 与流体物性(密度、粘度等),叶轮结构参数(叶片倾角、叶轮直径、 流道截面积等)有关的系数; B: 与叶片顶隙,流体流速分布有关的系数; C: 与摩擦力矩有关的系数。 国内外学者提出许多理论流量方程,它们适用于各种传感器结构及流体工作条件。至今涡轮仪表特性的水动力学特性仍旧不很清楚,它与流体物性及流动特性有复杂的关系。比如当流场有旋涡和非对称速度分布时水动力学特性就非常复杂。不能用理论式推导仪表系数,仪表系数仍需由实流校验确定。但是理论流量方程有巨大的实用意义,它可用于指导传感器结构参数设计及现场使用条件变化时仪表系数变化规律的预测和估算。 三、产品特点 1. 高精确度,一般可达±1%R、±0.5%R,高精度型可达±0.2%R; 2. 重复性好,短期重复性可达0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重复性,如经常校准或在线校准可得到极高的精确度,在贸易结算中是优先选用的流量计; 3. 输出脉冲频率信号,适于总量计量及与计算机连接,无零点漂移,抗干扰能力强; 4. 可获得很高的频率信号(3~4kHz),信号分辨力强; 5. 范围度宽,中大口径可达1:20,小口径为1:10; 6. 结构紧凑轻巧,安装维护方便,流通能力大; 7. 适用高压测量,仪表表体上不必开孔,易制成高压型仪表; 8. 专用型传感器类型多,可根据用户特殊需要设计为各类专用型传感器,例如低温型、双向型、井下型、混砂专用型等; 9. 可制成插入型,适用于大口径测量,压力损失小,价格低,可不断流取出,安装维护方便。 四、基本参数与技术性能 1.技术性能 表1
2.测量范围及工作压力 表2
五、仪表分类 1.按仪表功能分类,LWGY系列涡轮流量计可分为2大类,即: l 涡轮流量传感器/变送器 l 智能一体化涡轮流量计 2.功能说明 l 涡轮流量传感器/变送器 该类涡轮流量产品本身不具备现场显示功能,仅将流量信号远传输出。流量信号可分为脉冲信号或电流信号(4-20mA);仪表价格低廉,集成度高,体积小巧,特别适用于与二次显示仪、PLC、DCS等计算机控制系统配合使用。 按照不同的输出信号,该类产品可分为LWGY-□N型和LWGY-□A型 LWGY-□N型传感器:12~24VDC供电,三线制脉冲输出,高电平≥8V,低电平≤0.8V;信号传输距离≤1000米; 仪表选型 表3
注:DN15~DN40常规为螺纹连接,如希望采用法兰连接,请在“公称通径”后加“(FL)” 例如,选用一台法兰连接式防爆型涡轮流量计测量柴油,管道为DN40、现场需要显示并远传电流信号,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)/C/05/S/S/E/H16
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111 | ■ 气体涡轮流量传感器/变送器 | |
该类涡轮流量产品本身不具备现场显示功能,仅将流量信号远传输出。流量信号可分为脉冲信号或电流信号(4-20mA);仪表价格低廉,集成度高,体积小巧,特别适用于与二次显示仪、PLC、DCS等计算机控制系统配合使用。该类涡轮流量计均为防爆产品,防爆等级为:ExdIIBT6。 |
111 | ■智能一体化气体涡轮流量计 | |
一体化智能仪表,采用双排液晶现场显示,具有机构紧凑、读数直观清晰、性高、不受外界电源干扰、抗雷击、成本低等明显优点。 |
111 | ■智能温压补偿一体化气体涡轮流量计 | |
LWQ-D型气体涡轮量计内置温度、压力传感器和智能流量积算仪,通过微处理单元对实时采集的流量、温度、压力信号按照气态方程进行温度压力补偿,自动进行压缩因子修正,然后将标准状态下的体积流量直观的显示出来。 |
仪表口径(mm)及连接方式 | 25、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300采用法兰连接 |
精度等级 | 25、40可采用螺纹连接 |
量程比 | ±1.5%R、±1%R、±0.75%R(需特制)1:10:1:20:1:30 |
仪表材质 | 表体:304不锈钢;叶轮:防腐ABS或铝金;显示器:铸铝 |
被测介质温度(℃) | -30℃~+80℃ |
环境条件 | 温度:-20℃~+60℃,相对湿度5%~90%,大气压力86~106KPa |
输出信号 | 传感器:脉冲频率信号,低电平≤0.8V 高电平≥8V |
供电电源 | 变送器:两线制~20mADC电流信号 |
信号传输线 | 传感器:+12VDC、+24VDC(可选) |
传输距离 | 变送器:+24VDC |
信号线接口 | 现场显示型:仪表自带3V锂电池 |
防爆等级 | STVPV3×0.3(叁线制),2×0.3(二线制) ≤1000m |
防护等级 | 内螺纹M20×1.5 ExdIIBT6 IP65 |
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