涡轮流量计涡轮流量计涡轮流量计按测量对象与特性分为涡轮流量计按测量对象与特性分为气体涡轮流量计和气体涡轮流量计和液体涡轮流量计。液体涡轮流量计。概 述 气体涡轮流量计较差压式流量计更适合流量变化幅度较大的场合，其较宽的量程比，在某种程度上又可降低测量管直径，降低投资。气体涡轮流量计具有优点结构紧凑、重复性好、量程比较宽、反应迅速、压力损失小等优点。涡轮流量计不仅可以测量多种液体，而且可以测量各种气体。elster涡轮流量计外观涡轮流量计外观1 1、在安装之前，应当检查涡轮流量计以确信没有由运输在安装之前，应当检查涡轮流量计以确信没有由运输引起的损坏以及所有附件（如接头，润滑油）完整无缺引起的损坏以及所有附件（如接头，润滑油）完整无缺。2 2、撕去流量计进出口法兰处的粘贴纸。、撕去流量计进出口法兰处的粘贴纸。3 3、按流量计上标明的流动方向安装。安装前，当用微小、按流量计上标明的流动方向安装。安装前，当用微小气流吹动叶轮时，叶轮应能转动灵活，并没有无规则的噪气流吹动叶轮时，叶轮应能转动灵活，并没有无规则的噪声，计数器转动正常，无间断卡滞现象，则流量计可安装声，计数器转动正常，无间断卡滞现象，则流量计可安装使用。使用。涡轮流量计的安装工作原理5当被测流体流过涡轮流量计涡轮叶片时，当被测流体流过涡轮流量计涡轮叶片时，涡轮受流体作用而旋转，在量程范围内涡涡轮受流体作用而旋转，在量程范围内涡轮的转速和流量成正比。涡轮转速先经磁轮的转速和流量成正比。涡轮转速先经磁电转换器转换成电脉冲信号，再经前置放电转换器转换成电脉冲信号，再经前置放大器放大由显示积算装置显示及计数。根大器放大由显示积算装置显示及计数。根据单位时间脉冲数和累计脉冲数即能反映据单位时间脉冲数和累计脉冲数即能反映出单位时间流量和累计流量。出单位时间流量和累计流量。工作原理 1叶轮 2轴承 3磁铁 4感应线圈 5壳体 6导向件涡轮流量工作原理图6内部结构涡轮流量计流量涡轮流量计流量计计算仪由温度检测模拟通道、压算仪由温度检测模拟通道、压力检测模拟通道、流量检测数字通道及微处理单力检测模拟通道、流量检测数字通道及微处理单元、液晶驱动电路和其他辅助电路组成元、液晶驱动电路和其他辅助电路组成, ,并配有并配有外输信号接口外输信号接口. .从各种传感器送来的多路信号经从各种传感器送来的多路信号经转换处理后由微处理器按照气态方程进行运算，转换处理后由微处理器按照气态方程进行运算，实现就地显示和多种信号远传。实现就地显示和多种信号远传。1 1、涡轮流量计本体，、涡轮流量计本体，支撑流量计测量等支撑流量计测量等其他部件其他部件2 2、整流器，调整进、整流器，调整进入涡轮叶片气体流入涡轮叶片气体流态态3 3、测量芯组件，包、测量芯组件，包括轴承与涡轮叶片，括轴承与涡轮叶片，测量主要部件测量主要部件4 4、磁耦合机构：将、磁耦合机构：将叶轮旋转转化成机叶轮旋转转化成机械表头累积量械表头累积量5 5、记录计量的总量、记录计量的总量（工况总累积量）（工况总累积量）1 1、脉冲发生器、脉冲发生器2 2、低频传感器、低频传感器3 3、中频传感器：为可选部件、中频传感器：为可选部件4 4、高频传感器，一般有三个可选传感、高频传感器，一般有三个可选传感器，其中两个安装在涡轮叶片附近，器，其中两个安装在涡轮叶片附近，1 1个安装在对应的涡轮轴承附近。个安装在对应的涡轮轴承附近。5 5、机械驱动装置：依据、机械驱动装置：依据EN 12261EN 12261设计。设计。6 6、油泵：油泵为可选部件，用于润滑、油泵：油泵为可选部件，用于润滑测量芯组件中的球轴承，可带压加注润测量芯组件中的球轴承，可带压加注润滑油。滑油。7 7、涡轮叶片：这是保证高压、低压计、涡轮叶片：这是保证高压、低压计量精度的最重要的部件，对量精度的最重要的部件，对G G型号的设型号的设备，涡轮叶片的倾斜角度为备，涡轮叶片的倾斜角度为4545或者或者6060，倾斜角度为，倾斜角度为6060的涡轮叶片是为的涡轮叶片是为了避免叶片超速。当需要安装了避免叶片超速。当需要安装HF3HF3时，时，涡轮叶片必须是铝制的，如果用于高压，涡轮叶片必须是铝制的，如果用于高压，或者是比较脏的气质，也必须用铝制叶或者是比较脏的气质，也必须用铝制叶片。片。 1 表体2 计量的机械部分及涡轮的叶轮3 入口整流部分4 能够把压力容器外部的叶轮转动通过机械驱动和磁偶合部分(传动进来)。5 能够纪录被测量的体积量的机械计数器。6 高频接近式传感器叶轮/参比轮7 给涡轮叶轮转动轴润滑的润滑油系统2024/9/113涡轮流量计机械表头涡轮流量计机械表头涡轮流量计的仪表系数涡轮流量计的仪表系数K K值的物理意义是流过流量值的物理意义是流过流量计的单位体积计的单位体积 的流体所产生的脉冲数，采用国际的流体所产生的脉冲数，采用国际单位制单位制, ,则仪表系数的单位为则仪表系数的单位为1/m1/m3 3涡轮流量计的仪表系数可分为两段涡轮流量计的仪表系数可分为两段, ,即线性段和非即线性段和非线性段线性段. .线性段约为工作段的线性段约为工作段的2/32/3其特性与传感器结其特性与传感器结构尺寸及流体粘性有关构尺寸及流体粘性有关. .在非线性段，特性受轴承在非线性段，特性受轴承摩擦力、流体粘性阻力影响较大摩擦力、流体粘性阻力影响较大. .当流量低于传感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。器流量下限时，仪表系数随着流量迅速变化。低频脉冲：涡轮流量计叶轮带动轴承转动，通过磁耦合机构将轴承转动转化成低频脉冲：涡轮流量计叶轮带动轴承转动，通过磁耦合机构将轴承转动转化成表头内部的齿轮转动，因齿轮转动，带动对应磁铁旋转，接近或者离开干簧管，表头内部的齿轮转动，因齿轮转动，带动对应磁铁旋转，接近或者离开干簧管，导致干簧管闭合、断开，产生脉冲信号。机械表头内部齿轮转动带动机械表头导致干簧管闭合、断开，产生脉冲信号。机械表头内部齿轮转动带动机械表头计数器旋转，形成工况累积量的增加计数器旋转，形成工况累积量的增加。高频脉冲：对双高频的涡轮流量计，其中高频安装在叶轮附近，因金属高频脉冲：对双高频的涡轮流量计，其中高频安装在叶轮附近，因金属叶片接近或者远离传感器，产生电流信号，形成脉冲输传至流量计算机。叶片接近或者远离传感器，产生电流信号，形成脉冲输传至流量计算机。次高频一般安装在涡轮轴承附近。高频测量与涡轮叶片旋转相关，次高次高频一般安装在涡轮轴承附近。高频测量与涡轮叶片旋转相关，次高频测量与涡轮轴承转动相关，因安装位置的关系，一般情况下次高频约频测量与涡轮轴承转动相关，因安装位置的关系，一般情况下次高频约为高频的一半。高频传感器也称为接近传感器。为高频的一半。高频传感器也称为接近传感器。 连接高频传感器至流量计算机线缆的接线插头称为航空插头，其中连接高频传感器至流量计算机线缆的接线插头称为航空插头，其中3 3号端子为正，号端子为正，1 1号端子为号端子为。涡轮流量计产生的脉冲信号的频率与被测流体的流涡轮流量计产生的脉冲信号的频率与被测流体的流量成正比。量成正比。涡轮流量计的检定涡轮流量计的检定 涡轮流量计周期检定时进行实流检定或者空气标定，均检涡轮流量计周期检定时进行实流检定或者空气标定，均检定高频脉冲，对有次高频的设备，根据现场使用情况合理选择定高频脉冲，对有次高频的设备，根据现场使用情况合理选择检定高频或者次高频，一般情况下检定高频信号，如有高频传检定高频或者次高频，一般情况下检定高频信号，如有高频传感器故障时，检定次高频信号。感器故障时，检定次高频信号。 计量特性 从特性曲线可以看出，当天然气从零开始增大流量时，叶轮必须先克服轴与轴承间产生的静磨擦力矩后才开始旋转，极小量的气体通过气体涡轮流量计时，涡轮并不转动，只有当流量大于某一最小值时，克服了起动磨擦力矩，涡轮才开始转动。这一最小流量值与气体的密度成平方根关系，所以它对密度较大的流体灵敏度较好，在流量较小时，流量特性变化很大，主要受粘滞性磨擦力矩影响。计量特性 当流量大于某一数值后，流量与转数才近似为线性关系，这就是气体涡轮流量计的工作区域。 当然，由于轴承寿命，叶轮的强度和压损等条件的限制，涡轮也不能转得太快，所以气体涡轮流量计和其它流量计一样，也有测量上、下限的限制 。22主要特性1）准确度高，普通流量计的准确度为11.5，特殊专用型为0.50.2。 2）重复性好，短期重复性可达0.050.2，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）量程比宽，中大口径可达40：1至10：1，小口径为6：1或5：1。 23主要特性 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）难以长期保持校准特性，需要定期检定。对于贸易储运和高准确度测量的要求，最好对流量计进行在线实流检定以保持其特性。 9）气体密度对仪表特性有较大影响。气体流量计易受密度影响，由于密度与温度、压力关系密切，在现场温度、压力波动是难免的，要根据它们对准确度影响的程度采取补偿措施，才能保持较高的计量准确度。 24主要特性 10）流量计受来流流速分布畸变和旋转流的影响较大，传感器上下游侧需设置较长的直管段，如安装空间有限制，可加装流动调整器（整流器）以缩短直管段长度。 11）不适于脉动流和混相流的测量。12） 对被测气体的清洁度要求较高，若气质较脏，可安装过滤器，但亦带来压损增大、维护量增加等副作用。 25涡轮流量计的计算 AGA7号报告规定了涡轮流量计的安装要求，规定了涡轮流量计取压和测温元件的位置；给出了涡轮流量计用于天然气流量的计算方法。其计算公式如下： Qb=Qf（Pf/Pb）（Tb/Tf）（Zb/Zf） 2024/9/126涡轮流量计的计算 式中： Qb标准条件下的流量；Qf工况条件下的流量；Pb标准状态下压力；Pf工况条件下绝对气体静压；Tb标准状态下温度；Tf工况条件下气体温度；Zb标准状态下气体的压缩因子；Zf工况条件下气体的压缩因子。27计算公式推推导根据状态方程: 在标准状态下: PbVb=(R/M) Tb Zb 在流动状态下: PfVf=(R/M) Tf Zf 则:Vb/Vf=Pf Tb Zb/(Pb Tf Zf) 除以时间 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）28涡轮流量计的安装与使用 具有转动部件的速度式涡轮流量计的安装与使用，总体上讲，应满足其计量特性、性能不受影响；在规定的流量范围内维持其准确性，不缩短其使用寿命。 1.安装要求(a)一般要求水平安装，避免垂直安装。(b)气体涡轮流量计推荐上游至少10D，当有整流器时，整流器出口到涡轮流量计入口端面至少为5D的直管段（分别从流量计的上、下游端面算起）。其内径与流量计公称内径DN之差，一般应不超过DN的1%，并不超过5mm。 29涡轮流量计的安装与使用 (c)用于静压补偿的取压孔应位于气体涡轮流量计叶片相对应的位置处。如有多个静压取压孔，在气体密度为1.2kg/m3的最大流速下，其不同取压孔的静压差应小于100Pa。静压取压孔一般在流量计本体上，由制造厂商确定，其直径一般在3mm12mm。(d)测温元件的位置测温元件应安装在流量计下游，在叶轮下游的5D内，尽可能靠近流量计。 30涡轮流量计的安装与使用 (e)过滤器的安装当气体涡轮流量计安装于可能存在各种机械杂质的天然气管道中，必须安装过滤器，过滤器的尺寸可参考表1。31流量计口径(mm)筛网号 筛网孔的尺寸（mm） 12、201000.1525、50、75800.18100、150600.25200、250、300400.42涡轮流量计的安装与使用 （f）限流元件 为避免气体涡轮流量计受到超高速天然气气流的冲击，可在其下游安装限流元件。通常气体涡轮流量计超速上限为额定上限值的150%，对于高压天然气，宜为120%。 (g)放空管的位置 放空管应放在气体涡轮流量计的下游，且放空阀的口径应小于流量计口径的1/6。 32涡轮流量计的安装与使用 (h)旁通的设置 对于重要的计量管路，应设置旁通管，旁通管应是零泄漏且可检漏，以便流量计的维修。(i)对于没有安装限流元件或旁通管的大口径测量管路（DN300）时，应在其上游截断阀处安装小型截止旁通阀，以便对测量管路缓慢升压或降压，防止压力突然变化，避免高流速冲击流量计。（j）其它安装要求：除按产品使用说明书，可参见GB/T18940标准。 33绝压变送器的安装：绝压变送器的安装：在超声流量计的测量管上有一个在超声流量计的测量管上有一个1/21/2英寸英寸NPTNPT的取压孔，的取压孔，从这个取压孔可以将被测的气体压力引入罗斯蒙特从这个取压孔可以将被测的气体压力引入罗斯蒙特3051S3051S绝压变送器。绝压变送器。温度变送器的安装：温度变送器的安装：应该将温度变送器（罗斯蒙特应该将温度变送器（罗斯蒙特3144P3144P）安装在流量计测量）安装在流量计测量管的下游管的下游2D2D至至5D5D的范围以内（的范围以内（D D为管道的公称直径）。为管道的公称直径）。涡轮流量计前后必须加一定长度的直管段，其内径涡轮流量计前后必须加一定长度的直管段，其内径与流量计的口径相同，长度一般应不小于前与流量计的口径相同，长度一般应不小于前10D后后5D启动前的注意事项启动前的注意事项为了确保超声流量计的无故障、安全启动并投入运行，必须进为了确保超声流量计的无故障、安全启动并投入运行，必须进行以下各项的预先检查：行以下各项的预先检查：(1)(1)对流量计的测量管段进行充压并检查所有的法兰连接处和对流量计的测量管段进行充压并检查所有的法兰连接处和引压接头及温度传感器的插入接头处是否有任何气体泄漏现象。引压接头及温度传感器的插入接头处是否有任何气体泄漏现象。在正式启动流量计之前，一定要处理好每一个泄漏点；在正式启动流量计之前，一定要处理好每一个泄漏点；(2)(2)检查接线端子板上的供电电压及相应的正负极性；检查接线端子板上的供电电压及相应的正负极性；(3)(3)检查接到检查接到RS485RS485转换器的频率输出引线的极性；转换器的频率输出引线的极性；(4)(4)检查气体超声流量计、温度检查气体超声流量计、温度/ /压力变送器安装是否正确、可压力变送器安装是否正确、可靠，包括流量计的安装方向、垂直度；所有连接部位的密封性能；靠，包括流量计的安装方向、垂直度；所有连接部位的密封性能；(5)(5)接线检查：应对照厂家提供的系统接线图，检查所有接线接线检查：应对照厂家提供的系统接线图，检查所有接线无误。无误。注意：在上电前，要确保所有供电接线极性无误。注意：在上电前，要确保所有供电接线极性无误。使用注意事项 （a）投表操作步骤： （a.1）打开旁路截止阀； （a.2）打开流量计上游截止阀； （a.3）缓慢打开流量计下游截止阀； （a.4）缓慢关闭旁路截止阀。（b）停表操作步骤： （b.1）打开旁路截止阀； （b.2）关闭流量计下游截止阀； （b.3）关闭流量计上游截止阀。使用注意事项 （c）新安装或修理后的管路必须进行吹扫。吹扫计量管路时，必须拆下流量计，用相应短节代替流量计进行吹扫。（d）流量计管路投产时，应缓慢升压，逐步增加流速。停产时，应缓慢降压。（e）运行中检查气体涡轮流量计运转的声音或壳体振动来判断涡轮叶片及轴承是否工作正常。低流速下应关注其声音变化情况，高流速下观察其壳体振动的变化。 涡轮流量计的运行要求涡轮流量计的运行要求：（1 1）在任何情况下）在任何情况下, ,都不要试图让涡轮流量计反转（气都不要试图让涡轮流量计反转（气体倒流）；体倒流）；（2 2）涡轮流量计前的过滤器差压应不大于）涡轮流量计前的过滤器差压应不大于20kPa20kPa，当过，当过滤器差压达到或超过滤器差压达到或超过20kPa20kPa时应及时采取措施处理；时应及时采取措施处理；（3 3）涡轮流量计运行工况范围应严格控制在最小工况）涡轮流量计运行工况范围应严格控制在最小工况流量与最大工况的流量与最大工况的80%80%之间之间( (运行要求的工况范围运行要求的工况范围) )，否，否则可能损坏涡轮流量计。则可能损坏涡轮流量计。口径口径(mm)(mm)流量（流量（m3/hm3/h）口径口径(mm)(mm)流量（流量（m3/hm3/h）4 4”(100mm)(100mm)20-80020-8001616”(400mm)(400mm)100-12000100-120006 6”(150mm)(150mm)45-180045-18002020”(500mm)(500mm)130-19000130-190008 8”(200mm)(200mm)60-300060-30002424”(600mm)(600mm)200-28000200-280001010”(250mm)(250mm)75-500075-50003030”(750mm)(750mm)225-45000225-450001212”(300mm)(300mm)90-800090-8000Q.SONICQ.SONIC超声流量计在天然气的条件下量程比超声流量计在天然气的条件下量程比为为40:140:1到到200:1200:1，其在下表所示的工况体积流，其在下表所示的工况体积流量内进行测量。量内进行测量。涡轮流量计的日常维护涡轮流量计的日常维护：（1 1）涡轮流量计加油方法：用手向下压油泵的手动杆直到停止，这样每次）涡轮流量计加油方法：用手向下压油泵的手动杆直到停止，这样每次可以形成同样的油压。向下压动手动杆一次意味着油泵活塞的一个冲程。可以形成同样的油压。向下压动手动杆一次意味着油泵活塞的一个冲程。（2 2）涡轮流量计加油周期：每）涡轮流量计加油周期：每3 3个月给涡轮流量计加注一次专用涡轮油。个月给涡轮流量计加注一次专用涡轮油。（厂家视频讲课人说像我们（厂家视频讲课人说像我们3-43-4兆帕这么高压力下工作劝议每个月加一次油，兆帕这么高压力下工作劝议每个月加一次油，像城市管网这种压力比较小的像城市管网这种压力比较小的3 3个月加一次油，最好是每次拉个月加一次油，最好是每次拉3 3下即下即3 3个冲程，个冲程，加油加多了点话可能会让探头粘上多杂质影响测试）加油加多了点话可能会让探头粘上多杂质影响测试）（3 3）涡轮流量计加油量：）涡轮流量计加油量：4 4个冲程个冲程/ /每次。请各分输站应严格按照涡轮流量每次。请各分输站应严格按照涡轮流量计的加油周期和加油量进行加油，并将结果填入涡轮流量计技术档案。计的加油周期和加油量进行加油，并将结果填入涡轮流量计技术档案。（4 4）油泵必须与水隔绝（注意加油孔盖子上的粘贴物或螺钉是否紧固完好）油泵必须与水隔绝（注意加油孔盖子上的粘贴物或螺钉是否紧固完好）。（5 5）每）每2 2小时对涡轮流量计、温度计、压力表巡检一次小时对涡轮流量计、温度计、压力表巡检一次, ,监听流量计运转是监听流量计运转是否有杂音否有杂音, ,察看表头计数器有无卡数、记录不连续等现象，如发现异常立即察看表头计数器有无卡数、记录不连续等现象，如发现异常立即请示并切换流量计。请示并切换流量计。场站场站的涡轮流量计均装有润滑油杯，润滑周期是的涡轮流量计均装有润滑油杯，润滑周期是3 3个月，润滑时需拉动个月，润滑时需拉动4 4个冲程个冲程。1、涡轮流量计输出数字信号、涡轮流量计输出数字信号2 2、涡轮流量计屏蔽接地，应选择合适的接地点，一般与涡轮流量计屏蔽接地，应选择合适的接地点，一般与避雷设备接地线距离不少于避雷设备接地线距离不少于1515米。米。3 3、涡轮流量计是一种速度式的流量计。、涡轮流量计是一种速度式的流量计。