HLLWQ/B/D氫氣流量計(jì)，氣體渦輪流量計(jì)適合用于大流量、大管徑氫氣流量計(jì)量，高**度，一般可達(dá)±1.5%R、±1.0%R，重復(fù)性好，短期重復(fù)性可達(dá)0.05% - 0.2%，可實(shí)現(xiàn)一體化溫度、壓力實(shí)時(shí)補(bǔ)償，直接測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)流量，壓力損失小。
氣體渦輪流量計(jì)是吸取了國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表*技術(shù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(kāi)發(fā)的新一代高精度、高可靠性的氣體精密計(jì)量?jī)x表，具有出色的低壓和高壓計(jì)量性能，多種信號(hào)輸出方式以及對(duì)流體擾動(dòng)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(jì)量。
主要特點(diǎn)：
· 可測(cè)流量低，約為渦街流量計(jì)的1/4，適合貿(mào)易結(jié)算
· 高**度，一般可達(dá)±1.5%R、±1.0%R
· 重復(fù)性好，短期重復(fù)性可達(dá)0.05% - 0.2%
· 可實(shí)現(xiàn)一體化溫度、壓力實(shí)時(shí)補(bǔ)償，直接測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)流量
· 壓力損失小
· 抗震動(dòng)性能強(qiáng)
技術(shù)參數(shù)：
儀表型號(hào) | LWQ-N | LWQ-A | LWQ-B | LWQ-C | LWQ-D | ||
信號(hào)輸出 | 脈沖 | 4-20mA | 無(wú) | 4-20mA | 可選4-20mA/脈沖 | ||
供電電源 | +24VDC±15% | +24VDC±15% | 鋰電池 | 24VDC±15% | 24VDC±15% + 鋰電池 | ||
精度等級(jí) | 2.5~1.5級(jí) | 1.5~1.0級(jí) | 1.5~1.0級(jí) | ||||
測(cè)量范圍 | 標(biāo)準(zhǔn)量程 | 標(biāo)準(zhǔn)量程或擴(kuò)展量程 | 標(biāo)準(zhǔn)量程或擴(kuò)展量程 | ||||
顯示器 | 無(wú) | 有 | 有 | ||||
溫壓補(bǔ)償 | 無(wú) | 無(wú) | 有 | ||||
通訊接口 | 無(wú) | 無(wú) | RS485 | ||||
實(shí)時(shí)記錄 | 無(wú) | 無(wú) | 有 | ||||
儀表材質(zhì) | 鋁合金或不銹鋼 | 鋁合金或不銹鋼 | 鋁合金或不銹鋼 | ||||
防爆等級(jí) | ExdIIBT6或ExiaIICT4 | ExdIIBT6或ExiaIICT4 | ExdIIBT6或ExiaIICT4 | ||||
防護(hù)等級(jí) | IP65 | IP65 | IP65 | ||||
整機(jī)功耗 | ＜1W | ＜1W | ＜1W | ||||
儀表通經(jīng) | DN25~DN300 | DN25~DN300 | DN25~DN300 | ||||
安裝方式 | 法蘭安裝 | 法蘭安裝 | 法蘭安裝 | ||||
介質(zhì)溫度 | -20℃~80℃ | -20℃~80℃ | -20℃~80℃ | ||||
環(huán)境溫度 | -30℃~60℃ | -30℃~60℃ | -30℃~60℃ | ||||
測(cè)量范圍：
儀表通徑 | 代碼 | 標(biāo)準(zhǔn)量程 | 代碼 | 擴(kuò)展量程 |
DN25（1"） | S | 2.5-25 m3/h | W | 4-40 m3/h |
DN40 （1.5"） | S | 5-50 m3/h | W | 6-60 m3/h |
DN50 （2"） | S1 | 6-65 m3/h | W1 | 5-70 m3/h |
S2 | 10-100 m3/h | W2 | 8-100 m3/h | |
DN80 （3"） | S1 | 13-250 m3/h | W1 | 10-160 m3/h |
S2 | 20-400 m3/h | W2 | ||
DN100（4"） | S1 | 20-400 m3/h | W1 | 13-250 m3/h |
S2 | 32-650 m3/h | W2 | ||
DN150（6"） | S1 | 32-650 m3/h | W1 | 80-1600 m3/h |
S2 | 50-1000 m3/h | W2 | ||
DN200（8"） | S1 | 80-1600 m3/h | W1 | 50-1000 m3/h |
S2 | 130-2500 m3/h | W2 | ||
DN 250（10"） | S1 | 130-2500 m3/h | W1 | 80-1600 m3/h |
S2 | 200-4000 m3/h | W2 | ||
DN 300（12"） | S | 200-4000 m3/h | W1 | 130-2500 m3/h |
智能氣體渦輪流量計(jì)測(cè)量氫氣的應(yīng)用：
如何精que測(cè)量氫氣一直是困擾我公司的一個(gè)問(wèn)題，由于氫氣的密度很小，且受溫度、壓力變化的影響較大，我公司經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，終選定帶溫度、壓力補(bǔ)償功能的智能氣體渦輪流量計(jì)，以達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量氣體介質(zhì)的目的。
本文通過(guò)對(duì)氣體渦輪流量計(jì)的工作原理、測(cè)量原理、計(jì)算公式、檢定、標(biāo)定、優(yōu)點(diǎn)和注意事項(xiàng)的闡述，并從實(shí)際測(cè)量氫氣的過(guò)程中，分析了氫氣壓縮因子對(duì)氣體渦輪流量計(jì)測(cè)量的相關(guān)影響，供同行參考。
一、氣體渦輪流量計(jì)的工作原理
渦輪流量計(jì)是一種速度式流量?jī)x表，當(dāng)被測(cè)流體流經(jīng)渦輪流量計(jì)時(shí)，流體的動(dòng)能作用于渦輪的螺旋葉片上，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩Td，使渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)力矩必須克服同樣作用于渦輪上流過(guò)葉片的流體黏性阻力矩Ti、軸承阻力矩Tb、輪殼端部摩擦阻力矩Tw、頂隙阻力矩Tt和作用于輪殼的流體黏性摩擦阻力矩Th，由此可建立渦輪的運(yùn)動(dòng)微分方程：流量計(jì)信息網(wǎng)內(nèi)容圖片
式中：J———渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；ω——渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度；τ——時(shí)間。
當(dāng)流量恒定時(shí)，即渦輪處于勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，以上驅(qū)動(dòng)力矩與阻力力矩相等，則有力矩均與來(lái)流速度呈一定的函數(shù)關(guān)系，當(dāng)來(lái)流速度變化時(shí)，其平衡狀態(tài)的轉(zhuǎn)速也隨之改變。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的相關(guān)知識(shí)可以看出，渦輪的流量與轉(zhuǎn)速并不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，其力矩與來(lái)流速度的函數(shù)關(guān)系與渦輪的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，這就是渦輪流量計(jì)的基本數(shù)學(xué)模型。
二、智能氣體渦輪流量計(jì)的測(cè)量原理
我公司采用的是蘇州華陸儀器儀表有限公司公司生產(chǎn)的LWQ系列智能氣體渦輪流量計(jì)，它是集流量、溫度、壓力檢測(cè)功能于一體，并能進(jìn)行溫度、壓力、壓縮因子自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男乱淮髁坑?jì)。其工作原理如下：當(dāng)氣流進(jìn)入流量計(jì)時(shí)，首先經(jīng)過(guò)獨(dú)立機(jī)芯的前導(dǎo)流體并加速，流體的動(dòng)能作用于渦輪的葉片上，由于渦輪葉片與流體流向成一定角度，此時(shí)渦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，在渦輪克服阻力矩和摩擦力矩后開(kāi)始。當(dāng)諸力矩達(dá)到平衡時(shí)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度與流量呈線性關(guān)系，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的發(fā)信盤上的磁體周期性地改變傳感器磁阻，從而在傳感器兩端感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)前置放大器放大、整形后和壓力傳感器、溫度傳感器檢測(cè)到的壓力、溫度信號(hào)同時(shí)輸出給流量積算儀進(jìn)行處理，直接顯示標(biāo)準(zhǔn)體積流量和標(biāo)準(zhǔn)體積總量。
三、氣體渦輪流量計(jì)的計(jì)算公式
由于是對(duì)氣體的測(cè)量，與溫度、壓力有關(guān)系，并將不同工況條件下的氣體體積流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的（P=101.325kPa，T=293.15K）的體積流量，其氣態(tài)方程為：
式中：Qn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量，m3/h；Qg——未經(jīng)修正的體積流量；Pg——流量計(jì)壓力檢測(cè)點(diǎn)處的表壓，kPa；Pa——當(dāng)?shù)卮髿鈮?，kPa；Tg——介質(zhì)的溫度（273.15+t），K；t——被測(cè)介質(zhì)攝氏溫度，℃；Zn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓縮系數(shù)；Zg——工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù)；Tn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度，293.15K；Pn——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，101.325kPa。
我公司采用的儀表以20℃、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101.325kPa）作為統(tǒng)一基準(zhǔn)。儀表顯示的壓力就是壓力，即Pg+Pa，被測(cè)氣體的溫度也可直接測(cè)出，通過(guò)公式將工況轉(zhuǎn)換為標(biāo)況，儀表上可以直接顯示出總量、標(biāo)況、工況、工況的溫度、壓力，使用非常方便。
四、壓縮因子對(duì)氫氣的影響分析
大家都知道天然氣必須經(jīng)過(guò)壓縮因子修正，由于檢測(cè)的氣體為氫氣，根據(jù)廠家提供的氫氣在不同的溫度對(duì)應(yīng)的不同的壓力下所測(cè)出的氫氣壓縮系數(shù)修正因子，如表1所示。
由表1可以看出，壓縮因子均在0.99~1.0006范圍內(nèi)，0.6MPa以內(nèi)若不修正，誤差僅小于0.3%。
五、智能氣體渦輪流量計(jì)的標(biāo)定和檢定
對(duì)智能氣體渦輪流量計(jì)的標(biāo)定和檢定與普通氣體渦輪流量計(jì)的標(biāo)定、檢定一樣，目的在于實(shí)現(xiàn)對(duì)流量計(jì)儀表?yè)Q算系數(shù)、準(zhǔn)確度、重復(fù)性、瞬時(shí)流量等技術(shù)指標(biāo)的測(cè)定和實(shí)時(shí)程序?qū)懭?，以及?duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)的檢定。但由于智能氣體渦輪流量計(jì)的智能化，有些數(shù)據(jù)可以通過(guò)軟件直接設(shè)定，標(biāo)定的儀表?yè)Q算系數(shù)通過(guò)軟件的控制及計(jì)算功能，能夠很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)流量測(cè)量的修正和補(bǔ)償目的，提高了計(jì)量準(zhǔn)確度。由于產(chǎn)品出廠的時(shí)候都經(jīng)過(guò)標(biāo)定，即將流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器分別進(jìn)行檢定，因此，用戶使用時(shí)一般不需要更改儀表內(nèi)置的參數(shù)。
六、智能氣體渦輪流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工零部件少，重量輕，基本不用維護(hù)，穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好，量程比寬（1：20），集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體，可對(duì)被測(cè)氣體溫度、壓力自動(dòng)跟蹤修正，直接計(jì)量氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積流量和總量，配有整體性能優(yōu)良的整流器，對(duì)前后直管段要求很低（前>2DN，后>1DN）。
七、智能氣體渦輪流量計(jì)的注意事項(xiàng)
根據(jù)氣體渦輪流量計(jì)的工作特性，要保證渦輪流量計(jì)的準(zhǔn)確計(jì)量，正確的選型、安裝、使用是關(guān)鍵。被測(cè)氣體必須干凈，安裝管道一定要清掃。此前，我們以為一臺(tái)渦輪流量計(jì)損壞了，返回廠家修理后才知是管道內(nèi)的微小雜質(zhì)將渦輪卡住了，所以在儀表之前安裝了一臺(tái)配套設(shè)備——?dú)怏w過(guò)濾器，以利于渦輪流量計(jì)的正常使用。
八、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)3個(gè)月的運(yùn)行觀察，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的工藝條件，該渦輪流量計(jì)測(cè)得的流量跟工藝用量基本一致，滿足我們的計(jì)量要求。
