TBQZII型智能气体涡轮流量计
气体涡轮流量计K-qv曲线特性研究
气体涡轮流量计K-qv曲线特性研究陈文琳;刘敦利【摘要】通过对1台DN80气体涡轮流量计在1m3/h～1.5qmax流量范围内进行实验,得出气体涡轮流量计的仪表系数K与流量qv之间的特性曲线,表明在0.8qmin以下仪表系数不稳定,流量计超差;在qmax～1.5qmax范围内仪表系数稳定性最好,流量计准确度最高.由此说明实验所选型号的气体涡轮流量计,仪表系数在标称流量范围以外仍有可能满足计量要求,特别是大于标称流量上限后仪表系数仍然稳定,在学术研究领域扩展了思路,也为选型应用提供了借鉴的经验.【期刊名称】《石油工业技术监督》【年(卷),期】2014(030)007【总页数】3页(P39-40,55)【关键词】气体涡轮流量计;仪表系数;流量;特性曲线;标称流量【作者】陈文琳;刘敦利【作者单位】新疆维吾尔自治区计量测试研究院,新疆乌鲁木齐830011;新疆维吾尔自治区计量测试研究院,新疆乌鲁木齐830011【正文语种】中文气体涡轮流量计具有精度高、测量范围宽、重复性好、压力损失小、耐高压、多种显示方式、安装维修方便、耐腐蚀等优点[1]，已被广泛应用于天然气贸易结算计量，甚至还作为量值传递的标准仪表[2]。
根据其计量原理，流量计的传感器应有一个经标准装置检定给出的仪表系数，其精度和流量范围必须满足流量计技术规范的要求，正确的仪表系数值是保证流量计计量精度的最基本保证。
在理想状态下，也就是假定涡轮处于匀速运动的平衡状态，机械摩擦阻力矩和流体阻力矩都足够小甚至可以忽略不计的状态，仪表系数与流量的关系为（1）式[3]：式中：f为脉冲频率；qv为流体体积流量；Z为涡轮叶片数；θ为叶片结构角；A为流通截面积；r为叶片平均半径。
可见，理想特性仅与涡轮流量计的结构参数有关，与流体的流动状况无关，仪表系数为一个常数，在K-qv图上为一平行于横轴的直线。
在已报道的很多文献及书籍中，作者都通过建立数学模型来对气体涡轮流量计的工作特性进行较为详细地分析与描述[1,3-4]。
LWQ系列气体涡轮流量计产品说明书无纸记录仪有纸记录
□燃气计量专用仪表□油气回收系统专用仪表□始动流量低，可达0.5m3/h，适合贸易结算□高精确度，一般可达±1.5%R、±1.0%R□重复性好，短期重复性可达0.05% - 0.2%□温度、压力实时补偿，直接显示标准状态下流量概述——————————————LWQ型气体涡轮流量传感器是吸取了国内外流量仪表先进技术经过优化设计，综合了气体力学、流体力学、电磁学等理论而自行研制开发的新一代高精度、高可靠性的气体精密计量仪表，具有出色的低压和高压计量性能，多种信号输出方式以及对流体扰动的低敏感性，广泛适用于天然气、煤制气、液化气、轻烃气等气体的计量。
该类涡轮流量产品本身不具备现场显示功能，仅将流量信号以脉冲信号的方式远传输出。
仪表价格低廉，集成度高，体积小巧，特别适用于与二次显示仪、PLC、DCS等计算机控制系统配合使用。
该类涡轮流量计均为防爆产品，防爆等级为：ExdIIBT6。
产品特点——————————————·优质合金涡轮，具有更高的稳流和耐腐蚀作用·进口优质专用轴承，使用寿命长·计量室与通气室隔绝，保证了仪表的安全性·流量范围宽（Qmax/Qmin≥20:1)，重复性好，精度高（可达1.0级），压力损失小，始动流量低，可达0.6m3/h·仪表具有防爆及防护功能，防爆标志为ExdⅡBT6、ExiaⅡCT6，防护等级为IP65技术参数——————————————1．基本参数：表1仪表口径及连接方式25、40、50、80、100、150、200、250采用法兰连接25、40可采用螺纹连接精度等级±1.5%R、±1%R量程比1:10；1:20；1:30仪表材质表体：304不锈钢；叶轮：防腐ABS或优质铝合金；转换器：铸铝被测介质温度（℃）-30℃～+80℃环境条件介质温度：-30℃～+80℃，相对湿度5％～90％，大气压力86～106Kpa输出信号三线制脉冲频率信号，低电平≤0.8V 高电平≥8V供电电源+12VDC 、+24VDC（可选）信号传输线STVPV3×0.3传输距离≤1000mLWQ系列气体涡轮流量计LWQ gas tuibine flow meter信号线接口内螺纹M20×1.5防爆等级ExdIIBT6防护等级IP652.测量范围及工作压力注1：表2中“标准量程”中标示的测量范围为通用测量范围；（即适用于：LWQ-N/A/B/C/D）表2 公称通径型号标准量扩展耐压安装方式DN25 LWQ-25□——W3 0.5-4 4.0 法兰（螺纹）——W4 0.7-7 4.0——W5 1.5-15 4.0S1 3-30 W1 1.5-30 4.0S2 4-40 W2 2-40 4.0DN40 LWQ-40□S1 5-50 W1 2.5-50 4.0 法兰（螺纹）S2 8-80 W2 4-80 4.0DN50 LWQ-50□S1 10-100 W1 5-100 4.0 法兰S2 15-150 W2 8-150 4.0 法兰DN65 LWQ-65□S 15-200 W 10-200 1.6 法兰DN80 LWQ-80□S 15-300 W1 10-300 1.6 法兰W2 15-350 1.6 法兰DN100 LWQ-100□S 20-400 W1 15-400 1.6 法兰W2 20-500 1.6 法兰DN125 LWQ-125□S 20-800 W1 18-800 1.6 法兰W2 20-900 1.6 法兰DN150 LWQ-150□S 50-1000 W1 25-1000 1.6 法兰W2 50-1200 1.6 法兰DN200 LWQ-200□S 150-2000 W 80-2500 1.6 法兰DN250 LWQ-250□S 200-3000 W 150-3500 1.6 法兰DN300 LWQ-300□S 250-4000 W 200-4000 1.6 法兰仪表分类——————————————1．按仪表功能分类LWQ系列气体涡轮流量计可分为3大类，即：□气体涡轮流量传感器/变送器□智能一体化气体涡轮流量计□智能温压补偿一体化气体涡轮流量计2．功能说明■气体涡轮流量传感器/变送器该类涡轮流量产品本身不具备现场显示功能，仅将流量信号远传输出。
浙江天信集团内部培训资料
13～250
二次表分段修正的精 0.20
2.5
20～400
度）
0.50
2.5
32～650
1.30
4.0
温度、压力补偿后：
32～650
Qmin～0.2Qmax
0.35
6.5
50～1000
2.5
0.85
6.5
80～1600
0. 2Qmax～Qmax 1.65
10
1.5 50～1000
0.15
10
80～1600 130～2500
仪表系数 QGmax 时压力损失
（m3）-1
（kPa）
380000
3.30
200000
2.04
90000
2.90
80000
4.20
40000
3.10
20000
1.91
19000
5.40
5000
3.50
4500
3.70
4000
3.80
2000
5.90
2000
7.60
730
11.00
210
16.00
气体罗茨流量计
几种双探头方案的性能比较：
旋进式流量计
有流量时： 传感器A：检测流体振动信号； 传感器B：扩散段的杂波信号； 差动放大后流体振动信号受干扰。 无流量时
双探头：一前一后 ，且无相位比较 优点：可部分克服“零流量干扰”。 缺点：不加相位比较电路，效果不佳；有流量时，流体振动信号受干扰严重。
几种双探头方案的性能比较：
0.30100.80 Nhomakorabea16
80~1600 130～2500 200～4000
流量计计量差异说明
流量计计量差异说明
上游涡轮流量计（中实华流量计）
型号：TBQZ—80C
工作/公称压力： 1.0—1.6MPa
流量范围：20—400方
准确度： 1.5级
编号：X6075176
生产厂家：浙江天信仪表
下游涡轮流量计（昌乐金天马燃气公司流量计）：
型号：TBQZ—100C
工作/公称压力： 1.0—1.6MPa
流量范围：32—650方
准确度： 1.5级
编号：10105144
生产厂家：浙江天信仪表
供气气过程中上游流量计实际运行压力为：0.27MPa（计量压力为0.37MPa），下游流量计实际运行压力为：0.27MPa（计量压力为：0.37MPa），按照上述压力供气过程中，2块流量计的标况基本相同，上下差距不超过30方，一年多来，公司每天实际供气量2.2万方左右，2块流量计总气量差异不超过100方。
5月31号上游流量计提高了运行压力，供气过程中上游流量计实际运行压力为：0.75MPa（计量压力为0.85MPa），下游流量计实际运行压力为：0.27MPa（计量压力为：0.37MPa），按照上述压力供气过程中，上游流量计比下游流量计每小时多计量400—700方不等（上游流量计标况1700方/小时；下游流量计标况1000方/小时），当日下游流量计供气2.2万方，上游流量计计量气量3.2万方，差距太大，请帮助核实流量计是否运行正常，是否超出流量计的计算量程，量程是如何计算出来的，实际总气量依照哪一块表为准。
管线流程示意图：
调压器阀门流量计
调压器
流量计阀门
进口
出口
米管线
二者标况差距400-700方/小时。
新旧物资材料对照说明(201303)
PE管材 （PE80 SDR11）
无缝管材
物资（设备）名称
无缝管
双面埋弧螺旋焊管
物资（设备）名称
双面埋弧螺旋焊管
双面埋弧螺旋焊管_3PE加强级防腐_L290(9711.1)_D355.6_6.4mm 双面埋弧螺旋焊管_3PE加强级防腐_L360MB(9711.2)_D273_6.3mm 双面埋弧螺旋焊管_3PE加强级防腐_L360MB(9711.2)_D273_5.6mm 双面埋弧螺旋焊管_3PE加强级防腐_L360MB(9711.2)_D273_10mm 双面埋弧螺旋焊管_3PE加强级防腐_L290(9711.2)_D355.6_6.3mm 双面埋弧螺旋焊管_无防腐_L360MB(9711.2)_D273_6.3mm 双面埋弧螺旋焊管_无防腐_L360MB(9711.2)_D273_5.6mm
电熔变径_PE80_SDR11_dn63/32 电熔变径_PE80_SDR11_dn63/40 电熔变径_PE80_SDR11_dn90/63 电熔变径_PE80_SDR11_dn110/63 电熔变径_PE80_SDR11_dn110/90 电熔三通_PE80_SDR11_dn32 电熔三通_PE80_SDR11_dn40 电熔三通_PE80_SDR11_dn63/32 电熔三通_PE80_SDR11_dn63/40 电熔三通_PE80_SDR11_dn90/40 电熔三通_PE80_SDR11_dn90/63 电熔弯头_PE80_SDR11_dn32_90° 电熔弯头_PE80_SDR11_dn40_90° 电熔弯头_PE80_SDR11_dn63_90° 电熔弯头_PE80_SDR11_dn90_90° 注塑三通_PE80_SDR11_dn160/63 注塑三通_PE80_SDR11_dn160 注塑三通_PE80_SDR11_dn250/160 注塑变径_PE80_SDR11_dn63/40 注塑变径_PE80_SDR11_dn90/63 注塑变径_PE80_SDR11_dn110/63 注塑变径_PE80_SDR11_dn110/90 注塑变径_PE80_SDR11_dn160/110 注塑弯头_PE80_SDR11_dn110_90° 注塑弯头_PE80_SDR11_dn160_90° 注塑端帽_PE80-SDR11_dn32 注塑端帽_PE80-SDR11_dn40 注塑端帽_PE80-SDR11_dn63 直管式钢塑转换_PE80_SDR11_dn32/34_锌铬涂层防腐 直管式钢塑转换_PE80_SDR11_dn40/42_锌铬涂层防腐 直管式钢塑转换_PE80_SDR11_dn63/60_锌铬涂层防腐 直管式钢塑转换_PE80_SDR11_dn90/89_锌铬涂层防腐 直管式钢塑转换_PE80_SDR11_dn110/108_热镀锌防腐_80cm 弯管式钢塑转换_PE80_SDR11_dn32/34_锌铬涂层防腐_0.8米 弯管式钢塑转换_PE80_SDR11_dn40/48_锌铬涂层防腐_0.8米 PE法兰垫环_PE80_dn63 PE法兰垫环_PE80_dn90 喷塑防腐法兰片_PE80_dn63 喷塑防腐法兰片_PE80_dn90 电熔鞍型旁通(三通)_PE80_SDR11_dn63/32 电熔鞍型旁通(三通)_PE80_SDR11_dn90/63 电熔鞍型旁通(三通)_PE80_SDR11_dn110/63 电熔鞍型旁通(三通)_PE80_SDR11_dn160/63
TBQZⅡ型气体涡轮流量计
TBQZ / TBQZⅡ型气体涡轮流量计1、概述产品集气体涡轮流量传感器和体积修正仪于一体，能直接检测显示工况体积流量、标准体积流量和总量。
其工作原理是：当气流进入流量计时，首先经过特殊结构的整流器并加速，在流体的作用下，涡轮克服阻力矩和磨擦力矩开始转动。
当力矩达到平衡时，转速稳定，涡轮的转速与气体流量成正比，并通过旋转的发讯盘上的磁体周期性地改变磁场，从而使脉冲发生器输出频率与流速成正比的脉冲信号。
体积修正仪中的微处理器对脉冲信号进行计数和计算处理得到工况流量，同时检测介质的温度和压力，按体积修正模型将工况体积流量转换为标准体积流量并进行累积得到标准体积总量。
流量计采用功能强大的新型微处理器，运算精确度高，性能可靠，微功耗，内外电源自动切换工作，锂电池供电可使用五年以上。
产品主要性能指标达到国际先进水平，是石油、化工、电力、冶金工业与民用锅炉等燃气计量和城市天然气、燃气调压站计量及燃气贸易计量的理想仪表。
TBQZⅡ型是TBQZ型的改进型产品，当TBQZⅡ型配置TFC型修正仪时，可实现GPRS或短程无线数据传输，组网方便。
产品主要性能参数符合GB/T1894-2003/ISO9951：1993标准，产品荣获国家级新产品称号。
产品执行国家检定规程JJG 1037-2008《涡轮流量计检定规程》和企业标准Q/TX11-2010《气体涡轮流量计》。
TBQZ TBQZIITBQZII-TFC-B TBQZII-TFC-G图1 外观图2、 特点z集数字温度传感器、压力、流量传感器和体积修正仪于一体，可对被测气体温度、压力和压缩因子自动跟踪修正，直接计量气体的标准体积流量和总量。
z数字温度和压力传感器外置，并以I2C接口与修正仪进行数据通信，测量精度与修正仪无关，同规格直接互换，并带三通阀门和保护套，可对传感器进行在线拆卸、更换和检定,使用方便。
z数字压力传感器在-15℃～+65℃下进行调试，传感器内置数字温度芯片和温度修正表格，测量精度高，温漂小。
天信流量计通信协议及数据解包方法
天信流量计通信协议及数据解包方法一、概述：1.1串口配置：波特率9600，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验。
1.2天信流量计通信协议目前有五种版本，分别为天信协议V1.2 ，天信协议V1.3，MODBUS 协议,LUX 通信协议, CPU 卡流量计通信协议。
1.3 智能气体流量计可选用的通信协议见下表表11.4流量计通信天信协议V1.2、天信协议V1.3中浮点数据解包方法相同，MODBUS 采用BCD 码和IEEE754浮点数格式。
当使用天信协议V1.2时，流量计采用历史记录方式为启停方式；其它采用定时时间间隔记录方式。
二、 天信协议V1.22.1主机向仪表发送数据定义（数据包20字节）： 表2 数据项 字节数量字节顺序数据（十六进制）起始符 1 1 7C 数据类型 1 2 见表1 数据序号 1 3 见表1子机号 2 4-5 ASCII 码，如子机号02，发送十六进制的30、32数据域 12 6-17 未定义，可全为30 校验和 2 18-19 未定义，填入30、30结束符1207D表3数据类型 数据序列 数据定义 0D 31上传当前采样数据流量计型号名称 采用的通信协议 备注TDS 系列智能旋进流量计 TBQZ 系列智能气体涡轮流量计G 型气体罗茨流量计 B3气体罗茨流量计 FCM 型流量补偿仪 天信协议V1.2 天信协议V1.3， MODBUS/A1协议 MODBUS/A2协议 MODBUS/A3协议 通信协议版本可通过流量计表头进行设置选择，选择方法见流量计使用说明书LUX 系列旋进漩涡气体流量计LUX 通信协议CPU 卡工业流量计CPU 卡流量计通信协议 V1.0MODBUS/A4协议2.2仪表向主机回送数据定义：表4数据项字节数量字节顺序数据（十六进制）起始符 1 1 7C子机号 2 2-3 ASCII码，如子机号02，发送十六进制的30、32 数据序列 1 4 见表1数据域见表2 见表2 见表2校验和 2 未启用，填入30、30结束符 1 7D表5 上传数据定义字节数量字节顺序数据（十六进制）备注5-12 当前流量浮点数格式13-24 总量14-17为BCD码18-25为浮点数格式25-32 温度浮点数格式33-40 压力浮点数格式41-48 工况瞬时流量浮点数格式当前数据4649-50 FLAG标志（未定义）2.3 举例：设仪表表头的通信地址（默认子机号）为02当前显示为：总量8700标况30.93 工况30.97温度20.0 压力101.19上传当前参数主机发送的数据：7C 0D 31 30 32 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 7D主机接受的数据：7C 30 32 31 30 35 37 3B 3B 3D 30 30 30 30 30 30 30 3E 34 33 3F 38 30 31 30 35 3530 30 30 30 30 30 37 36 35 32 3F 38 30 30 35 37 3B 3E 39 38 30 30 30 30 30 7D其中：7C ；起始位30 32 ；仪表子机号31 ；数据序列30 35 37 3B 3B 3D 30 30 ；瞬时流量，浮点数为057BBD00，解包后十进制数为30.935浮点数解包方法见下面所述。
TBQZ系列智能气体涡轮流量计
4.2 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-100C~+400C，供气峰值为标准体积流量2000m3/h， 供气谷值为标准体积流量3500m3/h。经取样分析计算天然气之真 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101.325kPa，要求确定流量计之口 径。 当介质压力为0.8MPa、温度为400C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100C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。
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 须两根通讯线，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度旋转，安装使用简单方便。 本系列产品执行国家JJG-94《速度式流量计检定规程》和 Q/ZTX11-2004《气体涡轮流量计》产品企业标准。主要性能参数 符合IS09951标准的要求。 本系列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GB3836.12000、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。
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：ExiaIICT4 3.9 防护等级：IP65