天然氣羅茨流量計
： 柏
天然氣羅茨流量計應用領域：
餐飲、賓館等行業的燃氣商業核算，輸配管網燃氣計量，燃氣調壓站計量，工業和民用鍋爐等燃氣計量，也可用作丙烷、氮氣、工業惰性氣體等各種無腐蝕性氣體標準流量計。
一、天然氣羅茨流量計概述
智能氣體腰輪（羅茨）流量計（羅茨流量計）是集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進行溫度、壓力自動補償的新一代流量計，該流量計基于容積式測量原理，用于精確計量流經封閉管道的氣體總量。流量計基型由羅茨流量傳感和流量積算儀（二次表）兩部分組成。該流量計采用*的單片機技術和微功耗*，能對被測介質進行壓力機內設置和溫度自動跟蹤補償運算，并直接顯示標準狀態下（P0=101.325kPa，T0=293.15K）的體積總量。
本流量計執行中華人民共和國機械行業標準JB/T7385-94《氣體腰輪流量計》和本廠企業標準Q/ZCY 05-2002《AK-LLQ型氣體羅茨流量計》。
天然氣羅茨流量計產品特點
■精確度高，重復性好。內部轉子經精密加工和平衡測試，無接觸旋轉，良好的油潤滑，確保流量計精度不變，工作壽命長。
■流量計前后不需要直管段，可以安裝在環境狹窄的場合。
■始動流量小，量程比寬，適合于計量符合變動大的氣體流量。
■計量精確度不受壓力和流量變化的影響，性能穩定，壽命長。
■通用性好，所有羅茨流量傳感器均可使用通用的附件。
■配置RS-485通訊接口和IC卡信號集中器配套，并可通過GPRS/CDMA、internet、網絡組成遠程數據采集機監控系統，便于數據的集中采集和實時管理。
■電路采用表貼安裝工藝，結構緊湊、抗*力強、可靠性高。
■采用高性能微處理器和現代數字濾波技術，軟件功能強大，性能*。
■采用浮點運算和五段儀表系數自動修正，并有故障自診斷和報警功能。
■采用微功耗*，內、外電源供電工作，整機功耗低，僅憑一節2#3.6VDC鋰電池供電，可連續工作五年以上。
■就地顯示流量值，并帶多種信號輸出功能。
■采用高對比度的液晶顯示器，可顯示標準累積流量、標準體積流量、工況體積流量百分值、介質溫度、壓力值和電池用量百分量，并帶中文提示符。
■具有實時數據存儲功能，防爆標志為ExibllCT4 。
■流量計外殼保護等級為IP65。
三、天然氣羅茨流量計技術性能指標
基本參數
執行標準 | 封閉式管道中氣體流量的測量—《氣體腰輪流量計》（JB/T7385-94） |
儀表口徑及連接方式 | 25、40、50、65、80、100、125、150、200、250采用法蘭連接 |
精度等級 | ±1.5%R（±1%R需特制）* |
儀表材質 | 表體：鑄鋁或鑄鐵；轉子：優質鋁合金；轉換器：鑄鋁 |
使用條件 | 介質溫度：-10℃～+60℃ 環境溫度：-30℃~+60℃ 相對濕度：5%～90% 大氣壓力：86～106KPa |
工作電源 | A.外電源：+24VDC±15%，紋波≤±5%，適用于4-20mA輸出、脈沖輸出、RS485等 B.內電源：1節3.6VDC鋰電池，當電壓低于2.0時出現欠壓指示。 |
整機功耗 | A.外電源：＜1W； B.內電源：平均功耗≤1W，可使用三年以上。 |
輸出信號功能 | ①脈沖信號、②4 ~ 20mA電流信號、③IC卡控制信號 |
通訊輸出功能 | ④RS485通訊 |
實時記錄功能 | ⑤起停記錄、日記錄、定時間間隔記錄 |
信號線接口 | 內螺紋M20×1.5或其他 |
防爆等級 | ExibIICT4 |
防護等級 | IP65 |
始動流量及流量上限
公稱通徑 | 儀表型號 | 起步流量 | 流量上限 | 壓力損失 | 耐壓等級 | 精度等級 | 量程比 | 儀表材質 |
(mm) | ------- | （m3/h） | （m3/h） | （Pa） | （Mpa） | ------- | ------- | ------- |
DN25 | AK-LLQ-16 | 0.03 | 16 | 120 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 20:1 | 鋁合金 |
DN40 | AK-LLQ-20 | 0.05 | 20 | 130 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 20:1 | 鋁合金 |
AK-LLQ-25 | 0.05 | 25 | 130 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 20:1 | 鋁合金 | |
AK-LLQ-30 | 0.05 | 30 | 130 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 20:1 | 鋁合金 | |
AK-LLQ-40 | 0.07 | 40 | 180 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 30:1 | 鋁合金 | |
AK-LLQ-60 | 0.08 | 60 | 180 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 60:1 | 鋁合金 | |
DN50 | AK-LLQ-20 | 0.05 | 20 | 140 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 20:1 | 鋁合金 |
AK-LLQ-25 | 0.05 | 25 | 140 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 20:1 | 鋁合金 | |
AK-LLQ-30 | 0.05 | 30 | 140 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 20:1 | 鋁合金 | |
AK-LLQ-40 | 0.07 | 40 | 200 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 30:1 | 鋁合金 | |
AK-LLQ-60 | 0.08 | 60 | 200 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 60:1 | 鋁合金 | |
AK-LLQ-85 | 0.08 | 85 | 210 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 70:1 | 鋁合金 | |
DN65 | AK-LLQ-100 | 0.1 | 100 | 220 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 70:1 | 鋁合金 |
AK-LLQ-140 | 0.1 | 140 | 220 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 120:1 | 鋁合金 | |
DN80 | AK-LLQ-100 | 0.1 | 100 | 220 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 70:1 | 鋁合金 |
AK-LLQ-140 | 0.1 | 140 | 240 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 100:1 | 鋁合金 | |
AK-LLQ-200 | 0.1 | 200 | 240 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 100:1 | 鋁合金 | |
DN100 | AK-LLQ-300 | 0.18 | 300 | 280 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 110:1 | 鋁合金 |
AK-LLQ-450 | 0.18 | 450 | 300 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 110:1 | 鋁合金 | |
DN150 | AK-LLQ-650 | 0.5 | 650 | 580 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 80:1 | 鑄鐵 |
AK-LLQ-1000 | 0.6 | 1000 | 600 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 80:1 | 鑄鐵 | |
DN200 | AK-LLQ-1600 | 0.8 | 1600 | 850 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 60:1 | 鑄鐵 |
DN250 | AK-LLQ-3000 | 2 | 3000 | 1050 | 1.0/1.6 | 1.5/1.0 | 40:1 | 鑄鐵 |
四、儀表選型（請先參考‘3.3始動流量及流量上限’表格）
型號 | 說明 | |||||
AK-LLQ | —□ | /□ | /□ | /□ | /□ | |
zui大流量 | 16 | 16m?/h（zui大流量） | ||||
20 | 20 m?/h（zui大流量） | |||||
25 | 25 m?/h（zui大流量） | |||||
30 | 30 m?/h（zui大流量） | |||||
40 | 40 m?/h（zui大流量） | |||||
60 | 60 m?/h（zui大流量） | |||||
85 | 85 m?/h（zui大流量） | |||||
100 | 100 m?/h（zui大流量） | |||||
140 | 140 m?/h（zui大流量） | |||||
200 | 200 m?/h（zui大流量） | |||||
300 | 300 m?/h（zui大流量） | |||||
450 | 450 m?/h（zui大流量） | |||||
650 | 650 m?/h（zui大流量） | |||||
1000 | 1000 m?/h（zui大流量） | |||||
1600 | 1600 m?/h（zui大流量） | |||||
3000 | 3000 m?/h（zui大流量） | |||||
公稱通徑 | 25 | DN25mm | ||||
40 | DN40mm | |||||
50 | DN50mm | |||||
65 | DN65mm | |||||
80 | DN80mm | |||||
100 | DN100mm | |||||
125 | DN125mm | |||||
150 | DN150mm | |||||
200 | DN200mm | |||||
250 | DN250mm | |||||
轉換器類型 | N | 基表（無顯示、無輸出） | ||||
C | 智能數顯表頭（溫度壓力定值補償，雙供電，輸出脈沖信號，IC卡控制信號，4-20mA電流信號） | |||||
D | 智能溫壓補償表頭（溫度壓力實時補償，雙供電，可輸出脈沖信號、電流信號、IC卡控制信號，選配485通訊接口及機械表頭） | |||||
精度等級 | P?1 | 1.0級精度 | ||||
P2 | 1.5級精度 | |||||
耐壓等級 | WP1 | 1.0Mpa | ||||
WP2 | 1.6Mpa
| |||||
特別*：
天然氣流量計也可以選用渦街流量計
江蘇奧科儀表有限公司
： 柏廣明（)
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*部分： 天然氣流量計概述
- 產品的種類和適用范圍
- AK-LUGB/E系列滿管型渦街流量儀表
- AKLUGB/E系列插入型渦街流量儀表
AK-LUGB/E型渦街流量儀表廣泛適用于石油、化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業對過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體(氧氣、氮氣氫氣、天然氣、煤氣等) 、水和液體（如：水、汽油、酒精、苯類等）的計量和控制.
- 天然氣流量計工作原理：
在流體中設置非流線型旋渦發生體（阻流體），則從旋渦發生體兩側交替地產生兩列有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼旋渦，如圖(一)所示。
圖(一)
在旋渦發生體下游形成交替有規律的旋渦列。設旋渦的發生頻率為f，被測介質來流的平均速度為V，旋渦發生體迎流面寬度為d，根據卡曼渦街原理，有如下關系式:
f=StV/d 公式(1)
式中：
f－發生體一側產生的卡門旋渦頻率HZ
St－斯特勞哈爾數（無量綱數）
V－流體的平均流速 (m/s)
d－旋渦發生體的寬度 (m)
由此可見，通過測量卡曼渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數（St）是無因次未知數，
圖（二）表示斯特勞哈爾數（St）與雷諾數（Re）的關系。
圖（二）
在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內流體的流速，由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數與體積量之比，稱為儀表常數（K），見式（2）
K＝3600f/Q（1/m?） 公式（2）
式中：K＝儀表常數（m-3）。
f＝脈沖個數
Q＝體積流量（m?）
- 天然氣流量計技術指標
- 表(一)
公稱通徑(mm) | 15、20、25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，(300～1000插入式) |
公稱壓力(MPa) | DN15-DN200 4.0(>4.0協議供貨)，DN250-DN300 1.6(>1.6協議供貨) |
介質溫度(℃) | 壓電式：-40～150，-40～260，-40～330；電容式： -40～400，-40～500（協議訂貨） |
本體材料 | 1Cr18Ni9Ti，(其它材料協議供貨) |
允許振動加速度 | 壓電式:0.2g 電容式:1.0～2.0g |
精確度 | ±1%R，±1.5%R；插入式：±2.5%R， |
范圍度 | 1：6～1：30 |
供電電壓 | 傳感器：DC +12V，DC +24V；變送器：DC +12V ，DC +24V；電池供電型：3.6V電池 |
輸出信號 | 方波脈沖(不包括電池供電型)：高電平≥5V，低電平≤1V；電流：4～20mA |
壓力損失系數 | 符合JB/T9249標準 Cd≤2.4 |
防爆標志 | 本安型：ExdⅡia CT2-T5隔爆型：ExdⅡCT2-T5 |
防護等級 | 普通型IP65 潛水型 IP68 |
環境條件 | 溫度-20℃～55℃，相對濕度5%～90%，大氣壓力86～106kPa |
適用介質 | 氣體、液體、蒸汽 |
傳輸距離 | 三線制脈沖輸出型：≤300m，兩線制標準電流輸出型 (4～20mA) ≤1500m；負載電阻≤750Ω； RS485/HART≤1200m. |
- 天然氣流量計選型參照表
儀表口徑 (mm) | 液體 | 氣體 | ||
測量范圍 (m3/h) | 輸出頻率范圍 (Hz) | 測量范圍 (m3/h) | 輸出頻率范圍 (Hz) | |
15 | 0.3～5 | 35～600 | 2.2～20 | 260～2000 |
20 | 0.6～10 | 29～420 | 4～36 | 210～1900 |
25 | 1.2～16 | 25～336 | 8.8～55 | 190～1140 |
32 | 1.8～20 | 18～264 | 10～150 | 156～1080 |
40 | 2～40 | 10～200 | 27～205 | 140～1040 |
50 | 3～60 | 8～160 | 35～380 | 94～1020 |
65 | 4～85 | 6～120 | 35～800 | 94～940 |
80 | 6.5～130 | 4.1～82 | 86～1100 | 55～690 |
100 | 15～220 | 4.7～69 | 133～1700 | 42～536 |
125 | 20～350 | 3.2～57 | 150～2000 | 38～475 |
150 | 30～450 | 2.8～43 | 347～4000 | 33～380 |
200 | 45～800 | 2～31 | 560～8000 | 22～315 |
250 | 65～1250 | 1.5～25 | 890～11000 | 18～221 |
300 | 95～2000 | 1.2～24 | 1360～18000 | 16～213 |
(300) | 100～1500 | 5.5～87 | 1560～15600 | 85～880 |
(400) | 180～3000 | 5.6～87 | 2750～27000 | 85～880 |
(500) | 300～4500 | 5.6～88 | 4300～43000 | 85～880 |
(600) | 450～6500 | 5.7～89 | 6100～61000 | 85～880 |
(800) | 750～10000 | 5.7～88 | 11000～110000 | 85～880 |
(1000) | 1200～1700 | 5.8～88 | 17000～170000 | 85～880 |
>(1000) | 協議 | 協議 | ||
表(三) 常用氣體介質的標準狀態密度（0℃，絕壓P=0.1MPa）
氣體名稱 | 密度(kg/m3) | 氣體名稱 | 密度(kg/m3) |
空氣(干) | 1.2928 | 乙炔 | 1.1717 |
氮氣 | 1.2506 | 乙烯 | 1.2604 |
氧氣 | 1.4289 | 丙烯 | 1.9140 |
氬氣 | 1.7840 | 甲烷 | 0.7167 |
氖氣 | 0.9000 | 乙烷 | 1.3567 |
氨氣 | 0.7710 | 丙烷 | 2.0050 |
氫氣 | 0.08988 | 丁烷 | 2.7030 |
一氧化碳 | 1.97704 | 天然氣 | 0.8280 |
二氧化碳 | 1.3401 | 煤制氣 | 0.8020 |
五．天然氣流量計的安裝設計
儀表的正確安裝是保障儀表正常運行的重要環節，若安裝不當，輕則影響儀表的使用精度，重則會影響儀表的使用壽命，甚至會損壞儀表。
- 安裝環境要求：
- 盡可能避開強電設備、高頻設備、強開關電源設備。儀表的供電電源盡可能與這些設備分離。
- 避開高溫熱源和輻射源的直接影響。若必須安裝，須有隔熱通風措施。
- 避開高濕環境和強腐蝕氣體環境。若必須安裝，須有通風措施。
- 渦街流量儀表應盡量避免安裝在振動較強的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設管道緊固裝置，并加防振墊，加強抗振效果。
- 儀表安裝在室內，安裝在室外應注意防水，特別注意在電氣接口處應將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進入放大器殼內。
- 儀表安裝點周圍應該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護。
- 儀表管道安裝要求：
- 渦街流量儀表對安裝點的上下游直管段有一定要求，否則會影響介質在管道中的流場，影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長度要求見圖(三) DN為儀表公稱口徑 單位:mm
傳感器上游 | 前后直管段長度 | 傳感器上游 | 前后直管段長度 |
同心收縮 |
| 一個90度 彎頭 |
|
同一平面兩 |
| 不同平面兩 |
|
同心擴管 |
| 調節閥半開 |
|
圖(三)
注:調節閥盡可能不安裝在渦街流量儀表的上游,而應安裝在渦街流量儀表的下游10D處。
- 上、下游配管內徑應相同。如有差異，則配管內徑Dp與渦街儀表表體內徑Db,應滿足以下關系
0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管應與流量儀表表體內徑同心，它們之間的不同軸度應小于0.05Db
- 儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時不能凸入管內，其內徑應比表體內徑大1-2mm
- 測壓孔和測溫孔的安裝設計。被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時，測壓孔應設置在下游3-5D處，測溫孔應設置在下游6-8D處，見圖（七）。D為儀表公稱口徑，單位：mm
儀表口徑的確定和安裝設計 7 |
- 儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
- 測量氣體時，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內含少量液體，為了防止液體進入儀表測量管，氣流應自下而上流動，如圖（四）a所示
- 測量液體時，為了保證管內充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時，應該保證液體流動方向從下而上。若管道內含少量氣體，為了防止氣體進入儀表測量管，儀表應安裝在管線的較低處
如圖（四）b所示
圖（四）
- 測量高溫、低溫介質時，應注意保溫措施。轉換器內部（表頭殼體內）高溫一般不應超過70℃；低溫易使轉換器內部出現凝露，降低印制電路板的絕緣阻抗，影響儀表正常工作。
- 儀表的安裝外形尺寸：
口徑（mm） （mm） | A | B | C | CH |
15、20、25、32 | 70 | 55 | 365 | 425 |
40 | 85 | 80 | 390 | 450 |
50 | 85 | 90 | 400 | 460 |
65 | 85 | 105 | 415 | 475 |
80 | 85 | 120 | 430 | 490 |
100 | 85 | 140 | 450 | 510 |
125 | 85 | 168 | 478 | 538 |
150 | 100 | 194 | 504 | 564 |
200 | 100 | 248 | 558 | 618 |
250 | 115 | 300 | 610 | 670 |
300 | 130 | 350 | 660 | 720
|
六、 天然氣流量計安裝現場圖：
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