渦輪流量計渦輪流量計按測量對象與特性分為氣體渦輪流量計和液體渦輪流量計。1PPT課件概述

氣體渦輪流量計較差壓式流量計更適合流量變化幅度較大的場合，其較寬的量程比，在某種程度上又可降低測量管直徑，降低投資。氣體渦輪流量計具有優(yōu)點結(jié)構(gòu)緊湊、重復(fù)性好、量程比較寬、反應(yīng)迅速、壓力損失小等優(yōu)點。渦輪流量計不僅可以測量多種液體，而且可以測量各種氣體。2PPT課件elster渦輪流量計外觀3PPT課件1、在安裝之前，應(yīng)當(dāng)檢查渦輪流量計以確信沒有由運輸引起的損壞以及所有附件（如接頭，潤滑油）完整無缺。2、撕去流量計進(jìn)出口法蘭處的粘貼紙。3、按流量計上標(biāo)明的流動方向安裝。安裝前，當(dāng)用微小氣流吹動葉輪時，葉輪應(yīng)能轉(zhuǎn)動靈活，并沒有無規(guī)則的噪聲，計數(shù)器轉(zhuǎn)動正常，無間斷卡滯現(xiàn)象，則流量計可安裝使用。渦輪流量計的安裝4PPT課件工作原理當(dāng)被測流體流過渦輪流量計渦輪葉片時，渦輪受流體作用而旋轉(zhuǎn)，在量程范圍內(nèi)渦輪的轉(zhuǎn)速和流量成正比。渦輪轉(zhuǎn)速先經(jīng)磁電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，再經(jīng)前置放大器放大由顯示積算裝置顯示及計數(shù)。根據(jù)單位時間脈沖數(shù)和累計脈沖數(shù)即能反映出單位時間流量和累計流量。5PPT課件工作原理1—葉輪2—軸承3—磁鐵4—感應(yīng)線圈5—殼體6—導(dǎo)向件渦輪流量工作原理圖6PPT課件內(nèi)部結(jié)構(gòu)7PPT課件渦輪流量計流量計算儀由溫度檢測模擬通道、壓力檢測模擬通道、流量檢測數(shù)字通道及微處理單元、液晶驅(qū)動電路和其他輔助電路組成,并配有外輸信號接口.從各種傳感器送來的多路信號經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后由微處理器按照氣態(tài)方程進(jìn)行運算，實現(xiàn)就地顯示和多種信號遠(yuǎn)傳。8PPT課件9PPT課件10PPT課件1、渦輪流量計本體，支撐流量計測量等其他部件2、整流器，調(diào)整進(jìn)入渦輪葉片氣體流態(tài)3、測量芯組件，包括軸承與渦輪葉片，測量主要部件4、磁耦合機(jī)構(gòu)：將葉輪旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成機(jī)械表頭累積量5、記錄計量的總量（工況總累積量）11PPT課件1、脈沖發(fā)生器2、低頻傳感器3、中頻傳感器：為可選部件4、高頻傳感器，一般有三個可選傳感器，其中兩個安裝在渦輪葉片附近，1個安裝在對應(yīng)的渦輪軸承附近。5、機(jī)械驅(qū)動裝置：依據(jù)EN12261設(shè)計。6、油泵：油泵為可選部件，用于潤滑測量芯組件中的球軸承，可帶壓加注潤滑油。7、渦輪葉片：這是保證高壓、低壓計量精度的最重要的部件，對G型號的設(shè)備，渦輪葉片的傾斜角度為45°或者60°，傾斜角度為60°的渦輪葉片是為了避免葉片超速。當(dāng)需要安裝HF3時，渦輪葉片必須是鋁制的，如果用于高壓，或者是比較臟的氣質(zhì)，也必須用鋁制葉片。

12PPT課件1表體2計量的機(jī)械部分及渦輪的葉輪3入口整流部分4能夠把壓力容器外部的葉輪轉(zhuǎn)動通過機(jī)械驅(qū)動和磁偶合部分(傳動進(jìn)來)。5能夠紀(jì)錄被測量的體積量的機(jī)械計數(shù)器。6高頻接近式傳感器—葉輪/參比輪7給渦輪葉輪轉(zhuǎn)動軸潤滑的潤滑油系統(tǒng)13PPT課件渦輪流量計機(jī)械表頭14PPT課件渦輪流量計的儀表系數(shù)K值的物理意義是流過流量計的單位體積的流體所產(chǎn)生的脈沖數(shù)，采用國際單位制,則儀表系數(shù)的單位為1/m3渦輪流量計的儀表系數(shù)可分為兩段,即線性段和非線性段.線性段約為工作段的2/3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。15PPT課件低頻脈沖：渦輪流量計葉輪帶動軸承轉(zhuǎn)動，通過磁耦合機(jī)構(gòu)將軸承轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成表頭內(nèi)部的齒輪轉(zhuǎn)動，因齒輪轉(zhuǎn)動，帶動對應(yīng)磁鐵旋轉(zhuǎn)，接近或者離開干簧管，導(dǎo)致干簧管閉合、斷開，產(chǎn)生脈沖信號。機(jī)械表頭內(nèi)部齒輪轉(zhuǎn)動帶動機(jī)械表頭計數(shù)器旋轉(zhuǎn)，形成工況累積量的增加。16PPT課件高頻脈沖：對雙高頻的渦輪流量計，其中高頻安裝在葉輪附近，因金屬葉片接近或者遠(yuǎn)離傳感器，產(chǎn)生電流信號，形成脈沖輸傳至流量計算機(jī)。次高頻一般安裝在渦輪軸承附近。高頻測量與渦輪葉片旋轉(zhuǎn)相關(guān)，次高頻測量與渦輪軸承轉(zhuǎn)動相關(guān)，因安裝位置的關(guān)系，一般情況下次高頻約為高頻的一半。高頻傳感器也稱為接近傳感器。連接高頻傳感器至流量計算機(jī)線纜的接線插頭稱為航空插頭，其中3號端子為正，1號端子為﹣。17PPT課件渦輪流量計產(chǎn)生的脈沖信號的頻率與被測流體的流量成正比。18PPT課件19PPT課件渦輪流量計的檢定渦輪流量計周期檢定時進(jìn)行實流檢定或者空氣標(biāo)定，均檢定高頻脈沖，對有次高頻的設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場使用情況合理選擇檢定高頻或者次高頻，一般情況下檢定高頻信號，如有高頻傳感器故障時，檢定次高頻信號。

20PPT課件計量特性

從特性曲線可以看出，當(dāng)天然氣從零開始增大流量時，葉輪必須先克服軸與軸承間產(chǎn)生的靜磨擦力矩后才開始旋轉(zhuǎn)，極小量的氣體通過氣體渦輪流量計時，渦輪并不轉(zhuǎn)動，只有當(dāng)流量大于某一最小值時，克服了起動磨擦力矩，渦輪才開始轉(zhuǎn)動。這一最小流量值與氣體的密度成平方根關(guān)系，所以它對密度較大的流體靈敏度較好，在流量較小時，流量特性變化很大，主要受粘滯性磨擦力矩影響。21PPT課件計量特性

當(dāng)流量大于某一數(shù)值后，流量與轉(zhuǎn)數(shù)才近似為線性關(guān)系，這就是氣體渦輪流量計的工作區(qū)域。

當(dāng)然，由于軸承壽命，葉輪的強(qiáng)度和壓損等條件的限制，渦輪也不能轉(zhuǎn)得太快，所以氣體渦輪流量計和其它流量計一樣，也有測量上、下限的限制。22PPT課件主要特性1）準(zhǔn)確度高，普通流量計的準(zhǔn)確度為±1％~±1.5％，特殊專用型為±0.5％~±0.2％。

2）重復(fù)性好，短期重復(fù)性可達(dá)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(jī)連接，無零點漂移，抗干擾能力強(qiáng)。

4）可獲得很高的頻率信號（3-4kHz），信號分辨力強(qiáng)。

5）量程比寬，中大口徑可達(dá)40：1至10：1，小口徑為6：1或5：1。

23PPT課件主要特性6）結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，安裝維護(hù)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）難以長期保持校準(zhǔn)特性，需要定期檢定。對于貿(mào)易儲運和高準(zhǔn)確度測量的要求，最好對流量計進(jìn)行在線實流檢定以保持其特性。

9）氣體密度對儀表特性有較大影響。氣體流量計易受密度影響，由于密度與溫度、壓力關(guān)系密切，在現(xiàn)場溫度、壓力波動是難免的，要根據(jù)它們對準(zhǔn)確度影響的程度采取補(bǔ)償措施，才能保持較高的計量準(zhǔn)確度。

24PPT課件主要特性

10）流量計受來流流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大，傳感器上下游側(cè)需設(shè)置較長的直管段，如安裝空間有限制，可加裝流動調(diào)整器（整流器）以縮短直管段長度。11）不適于脈動流和混相流的測量。

12）對被測氣體的清潔度要求較高，若氣質(zhì)較臟，可安裝過濾器，但亦帶來壓損增大、維護(hù)量增加等副作用。25PPT課件渦輪流量計的計算

AGA7號報告規(guī)定了渦輪流量計的安裝要求，規(guī)定了渦輪流量計取壓和測溫元件的位置；給出了渦輪流量計用于天然氣流量的計算方法。其計算公式如下：

Qb=Qf（Pf/Pb）（Tb/Tf）（Zb/Zf）

26PPT課件渦輪流量計的計算

式中：Qb—標(biāo)準(zhǔn)條件下的流量；

Qf—工況條件下的流量；

Pb—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力；

Pf—工況條件下絕對氣體靜壓；

Tb—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度；

Tf—工況條件下氣體溫度；

Zb—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的壓縮因子；

Zf—工況條件下氣體的壓縮因子。27PPT課件計算公式推推導(dǎo)根據(jù)狀態(tài)方程:

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下:PbVb=(R/M)TbZb

在流動狀態(tài)下:PfVf=(R/M)TfZf

則:Vb/Vf=PfTbZb/(PbTfZf)

除以時間△t得:Qb=Qf（Pf/Pb）（Tb/Tf）（Zb/Zf）

Qf=N/K代替得:Qb=N/K（Pf/Pb）（Tb/Tf）（Zb/Zf）28PPT課件渦輪流量計的安裝與使用

具有轉(zhuǎn)動部件的速度式渦輪流量計的安裝與使用，總體上講，應(yīng)滿足其計量特性、性能不受影響；在規(guī)定的流量范圍內(nèi)維持其準(zhǔn)確性，不縮短其使用壽命。

1.安裝要求(a)一般要求水平安裝，避免垂直安裝。(b)氣體渦輪流量計推薦上游至少10D，當(dāng)有整流器時，整流器出口到渦輪流量計入口端面至少為5D的直管段（分別從流量計的上、下游端面算起）。其內(nèi)徑與流量計公稱內(nèi)徑DN之差，一般應(yīng)不超過DN的±1%，并不超過5mm。29PPT課件渦輪流量計的安裝與使用

(c)用于靜壓補(bǔ)償?shù)娜嚎讘?yīng)位于氣體渦輪流量計葉片相對應(yīng)的位置處。如有多個靜壓取壓孔，在氣體密度為1.2kg/m3的最大流速下，其不同取壓孔的靜壓差應(yīng)小于100Pa。靜壓取壓孔一般在流量計本體上，由制造廠商確定，其直徑一般在3mm—12mm。(d)測溫元件的位置測溫元件應(yīng)安裝在流量計下游，在葉輪下游的5D內(nèi)，盡可能靠近流量計。30PPT課件渦輪流量計的安裝與使用

(e)過濾器的安裝當(dāng)氣體渦輪流量計安裝于可能存在各種機(jī)械雜質(zhì)的天然氣管道中，必須安裝過濾器，過濾器的尺寸可參考表1。流量計口徑(mm)篩網(wǎng)號

篩網(wǎng)孔的尺寸（mm）

12、201000.1525、50、75800.18100、150600.25200、250、300400.4231PPT課件渦輪流量計的安裝與使用

（f）限流元件

為避免氣體渦輪流量計受到超高速天然氣氣流的沖擊，可在其下游安裝限流元件。通常氣體渦輪流量計超速上限為額定上限值的150%，對于高壓天然氣，宜為120%。

(g)放空管的位置放空管應(yīng)放在氣體渦輪流量計的下游，且放空閥的口徑應(yīng)小于流量計口徑的1/6。32PPT課件渦輪流量計的安裝與使用

(h)旁通的設(shè)置

對于重要的計量管路，應(yīng)設(shè)置旁通管，旁通管應(yīng)是零泄漏且可檢漏，以便流量計的維修。(i)對于沒有安裝限流元件或旁通管的大口徑測量管路（DN≥300）時，應(yīng)在其上游截斷閥處安裝小型截止旁通閥，以便對測量管路緩慢升壓或降壓，防止壓力突然變化，避免高流速沖擊流量計。（j）其它安裝要求：除按產(chǎn)品使用說明書，可參見GB/T18940標(biāo)準(zhǔn)。33PPT課件絕壓變送器的安裝：在超聲流量計的測量管上有一個1/2英寸NPT的取壓孔，從這個取壓孔可以將被測的氣體壓力引入羅斯蒙特3051S絕壓變送器。溫度變送器的安裝：應(yīng)該將溫度變送器（羅斯蒙特3144P）安裝在流量計測量管的下游2D至5D的范圍以內(nèi)（D為管道的公稱直徑）。34PPT課件渦輪流量計前后必須加一定長度的直管段，其內(nèi)徑與流量計的口徑相同，長度一般應(yīng)不小于前10D后5D35PPT課件啟動前的注意事項為了確保超聲流量計的無故障、安全啟動并投入運行，必須進(jìn)行以下各項的預(yù)先檢查：(1)對流量計的測量管段進(jìn)行充壓并檢查所有的法蘭連接處和引壓接頭及溫度傳感器的插入接頭處是否有任何氣體泄漏現(xiàn)象。在正式啟動流量計之前，一定要處理好每一個泄漏點；(2)檢查接線端子板上的供電電壓及相應(yīng)的正負(fù)極性；(3)檢查接到RS485轉(zhuǎn)換器的頻率輸出引線的極性；(4)檢查氣體超聲流量計、溫度/壓力變送器安裝是否正確、可靠，包括流量計的安裝方向、垂直度；所有連接部位的密封性能；(5)接線檢查：應(yīng)對照廠家提供的系統(tǒng)接線圖，檢查所有接線無誤。注意：在上電前，要確保所有供電接線極性無誤。36PPT課件使用注意事項（a）投表操作步驟：（a.1）打開旁路截止閥；（a.2）打開流量計上游截止閥；（a.3）緩慢打開流量計下游截止閥；（a.4）緩慢關(guān)閉旁路截止閥。（b）停表操作步驟：（b.1）打開旁路截止閥；（b.2）關(guān)閉流量計下游截止閥；（b.3）關(guān)閉流量計上游截止閥。37PPT課件使用注意事項（c）新安裝或修理后的管路必須進(jìn)行吹掃。吹掃計量管路時，必須拆下流量計，用相應(yīng)短節(jié)代替流量計進(jìn)行吹掃。（d）流量計管路投產(chǎn)時，應(yīng)緩慢升壓，逐步增加流速。停產(chǎn)時，應(yīng)緩慢降壓。（e）運行中檢查氣體渦輪流量計運轉(zhuǎn)的聲音或殼體振動來判斷渦輪葉片及軸承是否工作正常。低流速下應(yīng)關(guān)注其聲音變化情況，高流速下觀察其殼體振動的變化。38PPT課件渦輪流量計的運行要求：（1）在任何情況下,都不要試圖讓渦輪流量計反轉(zhuǎn)（氣體倒流）；（2）渦輪流量計前的過濾器差壓應(yīng)不大于20kPa，當(dāng)過濾器差壓達(dá)到或超過20kPa時應(yīng)及時采取措施處理；（3）渦輪流量計運行工況范圍應(yīng)嚴(yán)格控制在最小工況流量與最大工況的80%之間(運行要求的工況范圍)，否則可能損壞渦輪流量計。39PPT課件口徑(mm)流量（m3/h）口徑(mm)流量（m3/h）4”(100mm)20-80016”(400mm)100-120006”(150mm)45-180020”(500mm)130-190008”(200mm)60-300024”(600mm)200-2800010”(250mm)75-500030”(750mm)225-450