TDS型智能旋进流量计说明书

1TDS型智能旋进流量计使用说明书2目录一.概述二.结构与工作原理三.主要技术参数与功能四.选型与安装五.使用方法六.使用注意事项七.防爆产品安装使用要求八.维修和故障排除九.运输及贮存十.开箱及检查十一.订货须知附录一.天然气真实相对密度Gr的确定附录二.天然气物理性质表3一、概述TDS型智能旋进流量计是集流量、温度，压力检测功能于一体，并能进行温度、压力、压缩因子自动补偿的新一代流量计，是石油、化工、电力、冶金等行业用于气体计量的理想仪表。产品的主要特点：●无机械转动部件，不易腐蚀，可靠度高、稳定性好，长期工作无须维护。●采用独特的双压电传感器技术和电路处理技术，有效地抑制因压力波动和管道振动对仪表带来的影响，使计量更为准确可靠。●可检测介质的温度与压力并进行自动补偿和压缩因子自动修正，直接检测气体的标准体积流量和标准体积总量。●具备多种补偿方式可供用户选择：温度和压力自动检测补偿、压力自动检测温度设定补偿、温度自动检测压力设定补偿、温度和压力均为设定补偿。同时基准状态的压力值和温度值可由用户设定，满足了不同领域的需要。●采用新型微处理器与高性能的集成芯片，运算精度高，整机功能强大，性能优越。●采用先进的微功耗高新技术，整机功耗低。既能用内电池长期供电运行，又可由外电源供电运行。●按流量频率信号，可将仪表系数分八段自动进行线性修正，可根据用户需要提高仪表的计量精度。●采用LCD显示，清晰直观，读数方便。●多种脉冲信号输出方式可设定选择，定标脉冲代表的体积量也可由用户设定，操作方便。●具备两线制和三线制4mA～20mA标准电流信号输出，微处理器可自动识别电流模块制式，并正确输出。●采用EEPROM数据存贮技术，具备历史数据的存贮与查询功能，三种历史数据记录方式可供用户选择。●多物理量参数报警输出，可由用户任选其中之一。●采用RS485接口与上位机联网，每台上位机可带32台流量计，且只须两根通迅线，安装费用低；采用RS485接口与数据采集器配套，可通过电话网络或宽带网络构成自动读表与管理系统，自动化程度高，且便于用户集中管理。●流量计表头可180°旋转，安装使用简单方便。本产品执行国家标准JJG198-1994《速度式流量计检定规程》和企业标准Q/ZTX12-2007《TDS型智能旋进流量计》。本产品有隔爆和本安两种防爆型式，经国家级仪器仪表防爆安全监督检验站（NEPSI）检定认可，符合国家标准GB3836.1-2000、GB3836.2-2000、GB3836.4-2000的有关规定。隔爆型防爆标志为ExdⅡBT4，本安型防爆标志ExiaⅡCT4。4二、结构与工作原理2.1流量计结构图1流量计结构原理图2.2工作原理当沿着轴向流动的流体进入流量传感器入口时，螺旋形叶片强迫流体进行旋转运动，于是在旋涡发生体中心产生旋涡流，旋涡流在文丘利管中旋进，到达收缩段突然节流使旋涡流加速，当旋涡流进入扩散段后，因回流作用强迫进行旋进式二次旋转。此时旋涡流的旋转频率与介质流速成正比，并为线性。两个压电传感器检测的微弱电荷信号同时经前置放大器差动放大、滤波、整形后变成两路频率与流速成正比的脉冲信号，积算仪中的处理电路对两路的脉冲信号进行相位比较和判别，剔除干扰信号,而对正常的流量信号进行计数处理。2.3流量积算仪工作原理流量积算仪由温度和压力检测模拟通道、流量传感器通道以及微处理单元组成，并配有外输接口，输出各种信号。流量计中的微处理器按照气态方程进行温压补偿，并自动进行压缩因子修正，气态方程如下：Qn=Zn/Zg·(Pg+Pa)/Pn·Tn/Tg·Qg式中：Qn—标准状态下的体积流量（m3/h）Zn—标准状态下的气体压缩系数Zg—工作状态下的气体压缩系数Pg—流量计压力检测点处的表压(kPa)Pa—当地大气压(kPa)Pn—标准大气压(101.325kPa)Tn—标准状态下的绝对温度(293.15K)Tg—介质工况条件下的绝对温度(273.15+t)Kt—被测介质摄氏温度(℃)Qg—未经修正的体积流量（m3/h）注：对于天然气Zn/Zg=（FZ）2，FZ称为超压缩因子，按中国石油天然气行业标准SY/T6143-2004中的公式进行计算。5图2流量补偿仪原理框图三、主要技术参数与功能3.1流量计规格、基本参数和性能指标表1型号规格公称通径DN流量范围(m3/h)压力等级（MPa）准确度（级）仪表系数（m3）-1Qmax时压力损失(kPa)壳体材料TDS-20B201.2～151.62.54.06.310.016.01.01.53800003.30≤2.5MPa铝合金≥4.0MPa不锈钢TDS-25B252.5～302000002.10TDS-32B324.5～60900002.90TDS-50D*506～75800004.20TDS-50B5010～150200003.90TDS-80D*8018～200190005.40TDS-80B8028～4001.62.54.06.310.045003.701.6MPa铝合金≥2.5MPa不锈钢TDS-100D**10040～60040003.80TDS-100B10050～80020005.90TDS-150D**150100～12001.62.54.020007.60TDS-150B150150～225073011.0TDS-200B200360～360021016.0注：1.准确度：为温度、压力修正后的系统精度。2.仪表系数为近似值。3.型号规格中带*（＞2.5MPa）、带**（＞1.6MPa）为特殊规格，须经特殊合同订货。63.2标准状态条件P=101.325kPaT=293.15K3.3流量计典型误差曲线图3典型误差曲线图3.4使用条件a.环境温度：-30℃～+60℃b.介质温度：-20℃～+80℃c.相对湿度：5%～95%d.大气压力：86kPa～106kPa3.5电气性能指标3.5.1工作电源a.外电源：+24VDC±15%，纹波≤±5%，适用于4mA～20mA输出、脉冲输出、RS485等；+5VDC±10%，纹波≤±5%，仅适用于RS485。b.内电源：1组3.6V锂电池(ER34615)，电池电压在2.0V～3.6V时均可正常工作。当电压低于2.5V时，出现欠压指示。3.5.2整机功耗a.外电源，＜1W。b.内电源，平均功耗≤1mW,可连续使用五年以上。3.5.3脉冲输出方式(由设定选择以下三者之一)a.工况脉冲信号，直接将流量传感器检测的工况脉冲信号经光耦隔离放大输出，高电平≥20V，低电平≤1V。b.与标准体积流量成正比的频率信号，经光耦隔离放大输出，高电平幅度≥20V，低电平幅度≤1V。满量程（同20mA对应标准体积流量）对应频率1000Hz。c.定标脉冲信号，与IC卡阀门控制器配套，高电平幅度≥2.8V，低电平幅度≤0.2V，单位脉冲代表体积量可设定范围：0.01m3～10.00m3。但选择该值时必须注意：定标脉冲信号频率应≤200Hz。3.5.4RS485通信（采用光电隔离RS485通信模块），可实现以下功能：a.采用RS485接口，可直接与上位机或二次仪表联网，远传显示介质的温度、压力和经温度、压力补偿后的标准体积流量和标准体积总量。b.由RS485接口与TM-Ⅰ型数据采集器配套，可组成电话网络通信系统，一台数据采集器可带15台流量计。c.由RS485接口与TM-Ⅱ型数据采集器配套，可组成宽带网络通信系统，由INTERNET传输数据，一台数据采集器可带8台流量计。73.5.54mA～20mA标准电流信号（采用光电隔离电流模块）与标准体积流量成正比，4mA对应0m3/h,20mA对应最大标准体积流量（该值可设定），制式：两线制或三线制，流量计可根据所插电流模块自动识别，并正确输出。3.5.6控制信号输出a.下限报警信号（LP）：光电隔离开集电极（OC）输出，正常状态OC门截止，报警状态OC门导通，最大负载电流50mA,工作电压+12VDC～+24VDC。b.上限报警信号（UP）：光电隔离开集电极（OC）输出，正常状态OC门截止，报警状态OC门导通，最大负载电流50mA，工作电压+12VDC～+24VDC。c.关阀报警输出（BC端，IC卡控制器用）：逻辑门电路输出，正常输出低电平，幅度≤0.2V；报警输出高电平，幅度≥2.8V，负载电阻≥100kΩ。d.电池欠压报警输出（BL，IC卡控制器用）：逻辑门电路输出，正常输出低电平，幅度≤0.2V；报警输出高电平，幅度≥2.8V，负载电阻≥100KΩ。3.6实时数据存贮功能3.6.1流量计为了适应数据管理方面的需要，增加了实时数据存贮功能，由设定选择以下三者之一：a.起停记录：最近的1200次启停时间、总量、净流量记录。出厂默认项。对应通信协议V1.2版（通信协议由我公司另外提供）。b.日记录：最近920天的日期、零点时刻的温度、压力、标准体积流量和总量记录。对应通信协议为V1.3版。c.定时间间隔记录：1200条定时间间隔的日期时间、温度、压力、标准体积流量和总量记录。对应通信协议为V1.3版。3.6.2通过笔记本电脑可读取上述存贮数据，形成数据报表、曲线图供分析。3.7网络通信管理软件功能流量计与数据采集器配套，可通过电话线进行传输，对网络中的每台流量计的历史数据及参数进行读取与设置，同时通信管理软件可实现完善的管理功能。3.8防爆标志：ExdⅡBT4；ExiaⅡCT43.9防护等级：IP65四、选型与安装4.1流量计选型用户应根据管线输气量和介质可能达到的温度和压力范围，估算出管线的最高和最低体积流量，正确选择流量计规格。当两种口径流量计均能覆盖最低和最高体积流量时，在压损允许下，应尽量选小口径。选型计算公式如下：Qg=Zg/Zn·Pn/(Pg+Pa)·Tg/Tn·Qn=101.325/(Pg+Pg)·(1/Zn/Zg)·(Tg/293.15)·Qn式中：Tg、Pg、Pa含义同上，Qg为体积流量，Qn为标准体积流量，Zn/Zg数值列于表2。因计算步长较大，表内数据仅供参考，表中数据按天然气真实相对密度Gr=0.600,氮气和二氧化碳摩尔分数均为0.00计算。当介质压力低于0.1MPa，均可按Zn/Zg=1.00估算。8Zn/Zg数值表表294.2选型实例已知某一供气管线实际工作压力范围为表压0.8MPa～1.2MPa,介质温度范围为-10℃～+40℃，供气峰值为标准体积流量25000m3/h,供气谷值为标准体积流量5600m3/h。天然气之真实相对密度Gr=0.591,N2摩尔百分含量为Mn=1.6%,CO2摩尔百分含量为Mc=0.8%,当地大气压为101.3kPa,要求确定流量计之口径。当介质压力为0.8MPa、温度为40℃时,压缩因子影响最小,此时当处于供气峰期时,具有最大体积流量。而当介质压力为1.2MPa、温度为-10℃时,压缩因子影响最大,此时当处于供气谷期时,具有最小体积流量。由Gr=0.591、Mn=1.6%、Mc=0.8%、Pg=0.8MPa、温度t=40℃时,按SY/T6143中之公式,可求得Zn/Zg=（Fz）2=1.0127,故最大体积流量为：Qgmax=Zg/Zn·Pn/(Pg+Pa)·Tg/Tn·Qnmax=1/1.0127×101.325/(800+101.3)×（273.15+40）/293.15×25000=2964.6（m3/h）当P=1.2MPa,温度t=-10℃时,可求得Zn/Zg=1.0355,故最小体积流量为：Qgmin=Zg/Zn·Pn(Pg+Pa)·Tg/Tn·Qnmin=1/1.0355×101.325/(1200+101.3)×（273.15-10）/293.15×5600=378（m3/h）再由表1查得:流量计口径为200mm,即选取TDS-200B型流量计。4.3流量计外形尺寸及安装图4流量计外形图104.3.1流量计安装尺寸型号规格公称通径DNB1.6MPa2.5MPaHDKn-LHDKn-LTDS-2020160345105754-φ143451057