TBQZ系列智能氣體渦輪流量計

1、目錄一、概述-1二、結構與工作原理-2三、主要技術參數(shù)與功能-3四、選型與安裝-5五、使用方法-9六、使用注意事項-17七、防爆產(chǎn)品安裝使用要求-17八、維修和故障排除-18九、運輸及貯存-18十、開箱及檢查-18十一、訂貨須知-19一、概 述一、概 述 TBQZ系列智能氣體渦輪流量計是集流量、溫度，壓力檢測功能于一體，并能進行溫度、壓力、壓縮因子自動補償?shù)男乱淮髁坑?，是石油、化工、電力、冶金、工業(yè)鍋爐等工業(yè)、行業(yè)的燃氣計量和城市天然氣、燃氣調(diào)壓站及燃氣貿(mào)易計量的理想儀表。 產(chǎn)品的主要特點：產(chǎn)品的主要特點：v 可檢測介質(zhì)的溫度與壓力并進行自動補償和壓縮因子自動修正，直接檢測氣體的標準體積流量

2、和標準體積總量。v 具備多種補償方式可供用戶選擇：溫度和壓力自動檢測補償，壓力自動檢測溫度設定補償、溫度自動檢測壓力設定補償、溫度和壓力均設定補償。同時基準狀態(tài)的壓力值和溫度值可由用戶設定，滿足了不同領域的需要。v 采用新型傳感器，始動流量低、壓力損失小、抗振與抗脈動流性能好；不易腐蝕、可靠性好、使用壽命長。v 采用新型微處理器與高性能的集成芯片，運算精度高，整機功能強大，性能優(yōu)越。v 采用先進的微功耗高新技術，整機功耗低。既能用內(nèi)電池長期供電運行，又可由外電源供電運行。v 按流量頻率信號，可將儀表系數(shù)分八段自動進行線性修正，可根據(jù)用戶需要提高儀表的計量精度。v 采用LCD顯示，清晰直觀，讀數(shù)

3、方便。v 多種脈沖信號輸出方式可設定選擇，定標脈沖代表的體積量也可由用戶設定，操作方便。v 具備兩線制和三線制4mA20mA標準電流信號輸出，微處理器可自動識別電流模塊制式，并正確輸出。v 采用EEPROM數(shù)據(jù)存貯技術，具備歷史數(shù)據(jù)的存貯與查詢功能，三種歷史數(shù)據(jù)記錄方式可供用戶選擇。v 多物理量參數(shù)報警輸出，可由用戶任選其中之一。v 采用RS485接口與上位機聯(lián)網(wǎng)，每臺上位機可帶32臺流量計，且只須兩根通訊線，安裝費用低；采用RS485接口與數(shù)據(jù)采集器配套，可通過電話網(wǎng)絡或?qū)拵ЬW(wǎng)絡構成自動讀表與管理系統(tǒng)，自動化程度高，且便于用戶集中管理。v 流量計表頭可180度旋轉(zhuǎn)，安裝使用簡單方便。 本系列

4、產(chǎn)品執(zhí)行國家JJG-94速度式流量計檢定規(guī)程和Q/ZTX11-2004氣體渦輪流量計產(chǎn)品企業(yè)標準。主要性能參數(shù)符合IS09951標準的要求。 本系列產(chǎn)品有隔爆和本安兩種防爆型式，經(jīng)國家級儀器儀表防爆安全監(jiān)督檢驗站（NEPSI）檢定認可，符合國家標準GB3836.1-2000、GB3836.2-2000、GB3836.4-2000的有關規(guī)定。隔爆型防爆標志為ExdIIBT4，本安型防爆標志ExiaIICT4。二、結構與工作原理2.1 TBQZ渦輪流量計結構：2.22.2 工作原理 當氣流進入流量計時，首先經(jīng)過獨立機芯的前導流體并加速，在流體的作用下，由于渦輪葉片與流體流向成一定角度，此時渦輪產(chǎn)生

5、轉(zhuǎn)動力矩，在渦輪克服阻力矩和摩擦力矩后開始轉(zhuǎn)動。當諸力矩達到平衡時，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，渦輪轉(zhuǎn)動角速度與流量成線性關系，通過旋轉(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出與流體體積流量成正比的脈沖信號。該信號經(jīng)前置放大器放大、整形后和壓力傳感器、溫度傳感器檢測到的壓力、溫度信號同時輸給流量積算儀進行處理，直接顯示標準體積流量和標準體積總量。2.32.3 流量積算儀工作原理 流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微處理單元組成，并配有外輸接口，輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣態(tài)方程進行溫壓補償，并自動進行壓縮因子修正，氣態(tài)方程如下： 式中：Qn標準狀態(tài)下的體積流量

6、(m3/h) Qg未經(jīng)修正的體積流量(m3/h) Pg流量計壓力檢測點處的表壓(kPa) Pa當?shù)卮髿鈮?kPa) Tg介質(zhì)的絕對溫度(273.15+t)K t被測介質(zhì)攝氏溫度(0C) Zn標準狀態(tài)下的壓縮系數(shù) Zg工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù) Tn標準狀態(tài)下的絕對溫度(293.15K) Pn標準大氣壓(101.325kPa) /()/QnZn Zg PgPaPn Tn Tg Qg注：對于天然氣Zn/Zg=(Fz)2， Fz稱為超壓縮因子，按中國石油天然氣總公司的標準SY/T6143-1996中的公式進行計算。三、主要技術參數(shù)與功能3.1流量計規(guī)格、基本參數(shù)和性能指標注：“準確度”為溫度、壓力修正后的

7、系統(tǒng)精度。 * 不經(jīng)過溫度、壓力修正的準確度1.0級（Qmin0.2max2.0%；0.2QmaxQmax 1.0%） *不經(jīng)過溫度、壓力修正的準確度為0.5級（Qmin0.2max1.0%；0.2QmaxQmax 0.5%）3.2標準狀態(tài)條件 P=101.325kPa T=293.15k3.3流量計典型誤差曲線3.4使用條件 a.環(huán)境溫度：-300C+600C b.介質(zhì)溫度：-200C+800C c.相對濕度：5%95% d.大氣壓力：86kPa106kPa3.5電氣性能指標：3.5.1 工作電源 a.外電源：+24VDC15%，紋波 5%，適用于4mA20mA輸出、脈沖輸出、RS485等；

8、 +5VDC10%，紋波 5%，僅適用于RS485。 b.內(nèi)電源：1組3.6V鋰電池(ER34615)，電池電壓在2.0V3.6V時均可正常工作。當電壓低于2.5V時，出現(xiàn)欠壓指示。3.5.2 整機功耗 a.外電源，1W b.內(nèi)電源，平均功耗1mW，可連續(xù)使用5年以上。3.5.3 脈沖輸出方式（由設定選擇以下三者之一） a.工況脈沖信號，直接將流量傳感器檢測的工況脈沖信號經(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平20V，低電平1V。 b.與標準體積流量成正比的頻率信號，經(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平幅度20V，低電平幅度1V。滿量程（同20mA對應標準體積流量）對應頻率1000Hz。 c.定標脈沖信號，與IC卡閥

9、門控制器配套，高電平幅度2.8V，低電平幅度0.2V，單位脈沖代表體積量可設定范0.01m310.00m3。但選擇該值時必須注意：定標脈沖信號頻率應200Hz。3.5.4 RS485通信（采用光電隔離RS485通信模塊），可實現(xiàn)以下功能： a.采用RS485接口，可直接與上位機或二次儀表聯(lián)網(wǎng)，遠傳顯示介質(zhì)的溫度、壓力和經(jīng)溫度、壓力補償后的標準體積流量和標準體積總量。 b.由RS485接口與TM-I型數(shù)據(jù)采集器配套，可組成電話網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，一臺數(shù)據(jù)采集器可帶15臺流量計。 c.由RS485接口與TM-II型數(shù)據(jù)采集器配套，可組成寬帶網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，由INTERNET傳輸數(shù)據(jù)，一臺數(shù)據(jù)采集器可帶8臺

10、流量計。3.5.5 4mA20mA標準電流信號（采用光電隔離電流模塊） 與標準體積流量成正比，4mA對應0m3/h，20mA對應最大標準體積流量（該值可設定），制式：兩線制或三線制，流量計可根據(jù)所插電流模塊自動識別，并正確輸出。3.5.6 控制信號輸出 a.下限報警信號（LP）：光電隔離開集電極（0C）輸出，正常狀態(tài)0C門截止，報警狀態(tài)0C門導通，最大負載電流50mA，工作電壓+12VDC+24VDC。 b.上限報警信號（UP）：光電隔離開集電極（0C）輸出，正常狀態(tài)0C門截止，報警狀態(tài)0C門導通，最大負載電流50mA，工作電壓+12VDC+24VDC。 c.關閥報警輸出（BC端，IC卡控制器

11、用）：邏輯門電路輸出，正常輸出低電平，幅度0.2V；報警輸出高電平，幅度2.8V，負載電阻100k。 d.電池欠壓報警輸出（BL，IC控制器用）：邏輯門電路輸出，正常輸出低電平，幅度0.2V；報警輸出高電平，幅度 2.8V，負載電阻100k。3.6 實時數(shù)據(jù)存貯功能3.6.1 流量計為了適應數(shù)據(jù)管理方面的需要，增加了實時數(shù)據(jù)存貯功能，由設定選擇以下三者之一： a.起停記錄：最近的1200次啟停時間、總量、凈流量記錄。出廠默認項。對應通信協(xié)議為V1.2版（通信協(xié)議由我公司另外提供）。 b.日記錄：最近920天的日期、零點時刻的溫度、壓力、標準體積流量和總量記錄。對應通信協(xié)議為V1.3版。 c.定

12、時間間隔記錄：1200條定時間間隔的日期時間、溫度、壓力、標準體積流量和總量記錄。對應通信協(xié)議為V1.3版。3.6.2 通過筆記本電腦可讀取上述存貯數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)報表、曲線圖供分析。3.7 網(wǎng)絡通信管理軟件功能 流量計與數(shù)據(jù)采集器配套，可通過電話線進行傳輸，對網(wǎng)絡中的每臺流量計的歷史數(shù)據(jù)及參數(shù)進行讀取與設置，同時通信管理軟件可實現(xiàn)完善的管理功能。3.8 防爆標志：ExdIIBT4：ExiaIICT43.9 防護等級：IP65四、選型與安裝4.1 流量計選型 用戶應根據(jù)管線輸氣量和介質(zhì)可能達到的溫度和壓力范圍，估算出管線的最高和最低體積量，正確選擇流量計規(guī)格。當兩種口徑流量計均能覆蓋最低和最高體

13、積流量時，在壓損允許下，應盡量選小口徑。 選型計算公式如下： 式中：Tg、Pg、Pa含義同上，Qg為體積流量，Qn為標準體積流量，Zn/Zg數(shù)值列于表2。因計算步長較大，表內(nèi)數(shù)據(jù)僅供參考，表中數(shù)據(jù)按天然氣真實相對密度Gr=0.600，氮氣和二氧化碳摩爾分數(shù)均為0.00計算。 當介質(zhì)壓力低于0.1MPa，均可按Zn/Zg=1.00估算。 /()/QgZg Zn PnPgPa Tg Tn Qn101.325/() (1/) (/293.15)PgPaZn ZgTgQn4.2 選型實例 已知某一供氣管線實際工作壓力范圍為表壓0.8MPa1.2MPa，介質(zhì)溫度范圍為-100C+400C，供氣峰值為標準

14、體積流量2000m3/h，供氣谷值為標準體積流量3500m3/h。經(jīng)取樣分析計算天然氣之真實相對密度Gr=0.591，N2摩爾百分含量為Mn=1.6%，CO2摩爾百分含量為Mc=0.8%，當?shù)卮髿鈮簽?01.325kPa，要求確定流量計之口徑。 當介質(zhì)壓力為0.8MPa、溫度為400C時，壓縮因子影響最小，此時當處于供氣峰期時，具有最大體積流量。而當介質(zhì)壓力為1.2MPa、溫度為100C時，壓縮因子影響最大，此時當處于供氣谷期時，具有最小體積流量。 由Gr=0.591， Mn=1.6%，Mc=0.8MPa，溫度t= 400C時，按SY/T6143中之公式，可求得Zn/Zg=(Fz)2=1.01

15、27，故最高體積流量為： =1/1.0127101.325/(800+101.3) (273.15+40)/293.15 20000=2372m3/h 當P=1.2MPa，溫度t=-100C時，可求得Zn/Zg=1.0355，故最小體積流量為： =1/1.0355 101.325/(1200+101.3) (273.15-10)/293.15 3500=236m3/h再由表1查得：流量計口徑為200mm，即選取TBQZ-200C型流量計。maxmax/()/QgZg Zn PnPgPa Tg Tn Qnminmin/()/QgZg Zn PnPgPa Tg Tn Qn4.3 流量計外形尺寸及安

16、裝4.3 .1 流量計安裝尺寸4.3 .2 流量計安裝a.嚴禁流量計在線焊接管道法蘭。b.安裝流量計前應將管道內(nèi)的雜物、焊渣、粉塵清理干凈。c.為了便于維修，不影響流體正常輸送，建議按圖5所示設置旁通管道。d.流量計具有性能優(yōu)越的專用整流器，因此對直管段要求低，僅需前直管段2DN，后直管段1DN（對前直管段前有彎管、異徑管、調(diào)壓閥等安裝方式均適合）e.為防止雜質(zhì)進入流量計，必須安裝過濾器。f.流量計應水平安裝。（須垂直安裝時應在訂貨時注明，產(chǎn)品需做相應的配置；安裝使用時，氣流方向應從上至下。）g.流量計水平安裝時，建議在流量計后直管段后安裝鋼制伸縮器（補償器），伸縮器必須符合管道設計的公稱通徑

17、和公稱壓力的要求。（伸縮器是作為管道應力的補償及方便流量計的安裝與拆卸）。h.流量計安裝在室外使用時，建議加配防護罩，以免雨水浸入和烈日曝曬而影響流量計使用壽命。i.流量計周圍不能有強的外磁場干擾及強烈的機械振動。j.流量計需可靠接地，但不得與強電系統(tǒng)地線共用。五、使用方法5.1 工作狀態(tài)下顯示方法5.1.1 總量（標準體積）最小可保留小數(shù)后4位，小數(shù)點自動進位，十位溢出自動清零。5.1.2 流量（標準體積）最小保留小數(shù)后2位，最大值為99999m3/h，當超出時，示值出現(xiàn)閃爍，此時實際值為示值的10倍。5.1.3 溫度示值范圍為-30.00C+150.00C。5.1.4 壓力示值最小可保留一

18、位小數(shù)，最大值為99999kPa，即99.999MPa。5.2 流量計用戶參數(shù)的設定5.2.1 流量計各參數(shù)的代號，定義及操作次序見表4、表5，用戶不得隨意更改參數(shù)。5.2.2 設定方法 表頭內(nèi)按鍵參數(shù)，設置：打開前蓋，在表頭組件左下角上可見按鍵排列如下圖。 按表4、表5操作，依次按設置（SET）鍵選擇欲設定的參數(shù)，然后按（SHT）移位鍵，選擇欲修改的字位，該位即不停閃爍，再按INC鍵使該位為預定值，待全部參數(shù)設定完畢后，再按復位（RST）鍵，輸入確認碼1111，再按RET鍵或RST鍵即退出設定狀態(tài)，進入正常工作狀態(tài)。用戶參數(shù)1設定表用戶參數(shù)2設定表（下列參數(shù)只在檢定時方可進入修改）注意事項：

19、1)參數(shù)設置時，只有在最后屏幕出現(xiàn)EEPro_suCC后進入正常計量狀態(tài)才正確存入，否則設置無效。2)設置時掉電將不能保存設置值。5.3 流量積算儀內(nèi)部接線方式 警告！接線操作前，應先斷開24V外電源，絕不允許帶電操作5.3.1外輸引線標記、功能和套管（或芯線）顏色如下：LP-下限報警輸出（OC輸出）； BC-關閥信號輸出UP-上限報警輸出（OC輸出）； BL-電池欠壓報警輸出；GND-流量計內(nèi)部電路地（電池負極）A-RS485通訊線A，白色；IC-定標脈沖輸出（至IC卡控制器） B-RS485通訊線B，黃色；V+-外電源正極（+24V或5V），紅色；PLO-脈沖輸出，蘭色；V- -外電源負極

20、，黑色； IO-4mA20mA輸出，綠色；5.3.2 內(nèi)部傳感器接線（引線均已接好，請勿隨意更動）a.壓力傳感器：P1-傳感器電源激勵端，黑色 P2-傳感器信號輸出正端，紅色； P3-傳感器信號輸出負端，藍色； P4-傳感器電源激勵負端1，黃色； P5-傳感器電源激勵負端2，白色 GND-壓力傳感器屏蔽線。 注：四線制傳感器P5空。b.溫度傳感器：T1、T2-溫度傳感器信號線； GND-溫度傳感器屏蔽線。c.前置放大器：S1-前置放大器信號線，藍色 S2-前置相位電壓線，白色； VCC-前置放大器電源線，紅色； GND-前置放大器地線，黑色；5.4 系統(tǒng)接線圖5.4.1 脈沖信號輸出（工況脈沖

21、信號、與標準體積流量成正比的頻率信號）5.4.2 定標脈沖信號（與IC卡控制器連接）注：當無須關閥信號或欠壓信號時，BC、BL端不連接即可。5.4.3 RS485通訊方式5.4.4 電話網(wǎng)絡連接方式5.4.5 二線制4mA20mA輸出5.4.6 三線制4mA20mA輸出5.4.7 報警輸出（OC輸出）接連方式5.4.8 進行電話通信及筆記本通信時的現(xiàn)場接線5.4.9 用接線盒接線5.5 4mA20mA電流信號輸出使用說明5.5.1 兩線制 4mA20mA電流輸出電路電壓與回路最大電阻關系： RL（max）=（Vs-13）V/20mA 若Vs=24V，則RL（max）=（24-13）V/20mA

22、=5505.5.2 三線制 4mA20mA電流輸出電路 電壓與回路最大電阻關系： RL（max）=（Vs-2）V/20mA 若Vs=24V，則RL（max） =（24-2）V/20mA=1100 電源電壓與回路電阻關系見圖18。 回路電阻應在工作區(qū)內(nèi)選擇。5.6 內(nèi)電源的使用 一只3.6V鋰電池組一般可使用五年以上。當電池容量提示為“ ”時表示電池容量滿，當提示為“ ”時，表示應更換電池，此時仍約有一個月的工作時間，當提示為“ ”時，表示電池已耗盡，應立即更換電池。更換時，打開鉛封和前蓋，擰下固定組的兩個螺絲釘，將舊電池組件取出，置入新電池組件（注意電池極性！），然后以“先卸后裝”的原則，將前

23、蓋蓋上，打上鉛封。 警告：當現(xiàn)場有爆炸性氣體時，不得開蓋！5.7 流量計的壓力損失 渦輪流量計的壓力損失與渦輪的驅(qū)動、管道內(nèi)部的摩擦、以及流體的速度與方向有關。5.7.1 在標準狀態(tài)下，介質(zhì)密度為0.8kg/m3，各規(guī)格流量計的壓力損失P0可按圖20查出（最大值見表1）。5.7.2 在工況條件下，流量計的壓力損失P可用公式求得：2maxmax0.8agnnnQnppTZQpppTgZgQ 式中：PQmax-介質(zhì)密度為0.8kg/m3，最大流量時的壓力損失（由表1查得）n-氣體在標準狀態(tài)（200C，101.325kPa）下的密度（由表6查得）Tn-標準狀態(tài)下絕對溫度（293.15k）Zn、Zg-

24、分別為標況和工況下的氣體壓縮系數(shù)Tg-介質(zhì)工況條件下絕對溫度（273.15+t）kQmax-儀表最大工況流量（ m3/h）Pa-當?shù)卮髿鈮海╧Pa） Pg-介質(zhì)表壓力（kPa）Q-工況流量（m3/h） Pn-標準大氣壓（101.325kPa）六、使用注意事項6.1 現(xiàn)場安裝、維護必須遵守“有爆炸性氣體時勿開蓋有爆炸性氣體時勿開蓋”的警告語，并在開蓋前關掉外電源。6.2 選型應在規(guī)定的流量范圍內(nèi)，防止超速運行，以獲得理想的精確度和保證正常使用壽命。 （由于試壓、吹掃管道或排氣造成超速運轉(zhuǎn)、以及渦輪在反向流中運轉(zhuǎn)都會可能使流量計損壞）6.3 為防止瞬間氣流沖擊而損壞管路和儀表，流量計投入運行時應先

25、緩慢開啟前閥門，然后緩慢開啟后閥門，在小流量下運行12分鐘，儀表運行正常后再全部打開后閥門。關閉閥門時應先緩慢關閉后閥門，切勿突然關閉。6.4 加潤滑油的次數(shù)依氣質(zhì)潔凈程度而定，通常每月一次，具體和加油周期詳見油杯標示牌。6.5 流量計運行時不允許打開后蓋，或更動內(nèi)部有關參數(shù)，否則將影響流量計的正常運行。6.6 若輸出信號為4mA20mA電流信號時，為提高其精度，用戶使用時應根據(jù)實際的最大標準體積流量值設定20mA對應之數(shù)值（見表4）。6.7 不得隨意松開流量計固定部分。6.8 壓力傳感器的保護 用戶在使用流量計時，應注意流量計的壓力過載值為壓力傳感器額定工作壓力的1.5倍（即介質(zhì)最高壓力的1

26、.5倍）。因此在管道試壓前，應打開壓力保護裝置的鉛封，擰開外螺塞，用內(nèi)六方扳手擰緊內(nèi)螺塞，這時即可試壓。試壓后將余壓降低，再將內(nèi)螺塞退出。再擰入外螺塞。如圖21所示， 再打上鉛封。在線標定時，可以不拆 壓力傳感器，將外螺塞換成專用螺塞 并與壓力計相連，內(nèi)螺塞擰緊，即可 對壓力傳感器進行在線標定。標定后 復原再鉛封。七、防爆產(chǎn)品安裝使用要求 防爆產(chǎn)品在遵守上述第六條款的使用注意事項外，還必須符合以下使用要求。7.1 本安型防爆產(chǎn)品安裝使用要求7.1.1 產(chǎn)品外殼設有接地端子，用戶在使用產(chǎn)品時應可靠接地。7.1.2 當采用外電源供電時，必須與防爆認證機構認定的關聯(lián)設備（安全柵）配套，構成本安防爆系

27、統(tǒng)后，方可應用在相應的爆炸性危險場所。連接電纜采用屏蔽電纜，屏蔽層在安全場所接地，電纜參數(shù)分布控制在0.05uF/1mH以內(nèi)。7.1.3 安全柵須裝于安全場所，其安裝使用維護必須遵守安全柵使用說明書的有關規(guī)定。7.1.4 用戶不得隨意更換產(chǎn)品內(nèi)的電氣元件。7.1.5 用戶安裝使用和維護產(chǎn)品時必須同時遵守GB50058-92“爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范”和“中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規(guī)程”的有關規(guī)定。7.2 隔爆型產(chǎn)品安裝使用要求7.2.1 產(chǎn)品外殼設有接地端子，用戶在使用產(chǎn)品時應可靠接地（若電源電壓大于36V時，內(nèi)接地必須可靠連接）。7.2.2 安裝現(xiàn)場應不存在對鋁合金有腐蝕作用的有害氣體。7.2.3 防爆外殼最高溫度不得大于1300C。7.2.4 維修和換電池必須在安全場所進行；當安裝現(xiàn)場確認無可燃性氣體存在時，方可維修。7.2.5 用戶安裝使用和維護產(chǎn)品時必須同時遵守GB50058-92“爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范”和“中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規(guī)程”的有關規(guī)定。7.2.6 當使用外電源或外接信號時，電纜為橡膠電纜，外徑8 8.5；若不用外電源和外接信號，電纜引出孔須用肓板封牢。7.2.7 隔爆型用于II類B級T4的可燃性氣體的1區(qū)以下的危險場所。八、維修和