一、概述

发电厂使用煤气进行发电，利用的是煤气燃烧产生的热量，不同种类的煤气，其发热量差别很大。因此，对使用的煤气进行能量计量才能准确地反映发电效率，以及实现计量结算的公平合理。

用户现场已有流量计、热值仪的情况下，通过使用SLFC-300流量计算机定制的煤气能量流量计算和标准热值折算软件，可以实现煤气流量的实时能量计量以及转换为标准煤气气质的体积流量。

二、流量计算机定制软件说明

1、SLFC-300流量计算机采集现场差压式流量计的差压信号、压力信号、温度信号，进行温压补偿，计算出煤气瞬时体积流量，并进行显示、累积。

2、接收现场热值仪4~20mA热值信号，计算出当前状态的瞬时热值，并进行显示。

3、根据第1步得到的煤气瞬时体积流量，第2步得到的瞬时热值，计算出当前煤气瞬时能量流量，并进行显示、累积。

4、根据用户在流量计算机中输入的标准气质发热量，折算出标准气质瞬时体积流量，并进行显示、累积。

5、通过RS48通讯，用户上位机可以采集到瞬时能量流量、累积能量流量。

6、1台SLFC-300流量计算机计量1条管线煤气流量。

三、系统构成图及选型

产品名称：流量计算机

产品型号：SLFC-300-DZ(NL)-AC/C2/TM

四、流量计算机介绍

概 述

SLFC-300流量计算机 是一款对流量测量点进行数据采集、高精度补偿运算、数据显示存储以及运用串行接口、以太网接口等方式实现通讯功能的新一代计量仪表，可广泛应用于工业企业能源计量管理、热力企业供热计量、天然气输送计量、计量数据采集网络、高精度宽量程节流装置流量测量等领域。该产品取得多项嵌入式软件著作权。

SLFC-300流量计算机 在工业流量计量中的重要作用体现在三个方面：

对与流量测量致关重要的流体物性值参数，进行最标准、最高精度的实时动态计算：

● 采用IAPWS-IF97公式计算水和水蒸汽密度、粘度、焓值。

● 采用雷德利克—孔（R-K）公式计算通用气体压缩系数。

● 按照GB/T18215.1-2000计算人工煤气湿度、湿气体密度。

● 采用GB/T17747-2011、AGA-NX19、AGA8-92DC、AGA8-SGERG88报告计算天然气压缩因子。

● 按照GB/T11062-2014计算天然气发热量（体积发热量、质量发热量、高位发热量、低位发热量等）。

对关系到各种流量计精度、量程范围的各个参数和信号，进行最标准、最高精度的实时动态处理和计算：

● 按照GB/T2624-2006标准，对标准节流装置的流出系数C、流束可膨胀系数ε进行实时动态计算，使标准节流装置达到标准规定的精度和最大的流量测量范围。

● 按照ISO3966-2008(E)《封闭管道中流体流量的测量  用皮托静压管的速度面积法》计算皮托式流量计流量。

● 按照实际工作温度，对管道内径、开孔径进行实时补偿计算。

● 仪表系数分段非线性修正。

● 可以采用节流式流量计流出系数C实流标定数据模型，进行流量计算，达到高于国家标准的超高精度。

● 采用HART协议数字总线技术 + 小波分析软件处理，解决了小差压信号测量误差大的问题，实现了信号数字化以及流量测量的宽量程。

● 流量计算机根据CFD（计算流体力学软件）流场模拟修正算法，解决复杂流场（直管段不足）的流量测量问题。

计量数据处理与计量监管：

● 供需双方双重口令。

● 历史数据存储。

● 仪表断电、修改参数设置全程记录。

● 可进行蒸汽、热水、天然气等的能量计量。

● 可进行冶金企业各种湿煤气的干部分流量计量，达到煤气量的平衡。

● 按照贸易双方计量协议进行计量数据定制化处理。（计量最小量、高峰供气加系数等等）。

● 具有多种通讯接口（RS485、以太网、GPRS），可以通过多种数据采集方式构建计量数据管理系统。

● 可以根据计量用户的特殊需求，进行定制化的软件开发。（氮气、氩气交替供气计量）

SLFC-300流量计算机 依据有关国际标准与建议、国家与行业标准，针对不同介质和流量计类型建立了多种数学模型和相应计算软件。一台流量计算机可同时完成多种补偿运算，接入的补偿量可多达5个（温度、压力、湿度、密度、组份等）。对节流式流量计的流出系数C、流速可膨胀系数ε、压缩系数Z等参数作为动态量进行实时逐点运算，并采用HART协议数字信号，使其量程范围提高到36：1。

SLFC-300流量计算机 具有强大的通讯功能，对现场仪表，除可适配4～20mA、脉冲信号外，还可以适配如HART、Modbus等多种数字信号；对上位机可采用包括RS485、以太网、GSM无线网络等方式构成数据采集网络，实现远程监督管理和建立集散式计量管理系统。

SLFC-300流量计算机 为真彩液晶显示；具有历史事件记忆、报警信息记忆、历史数据存储、双重口令限制、监控现场仪表的误操作和人为的非法操作（如仪表断电、非法修改参数设置、对现场仪表进行断路和短路）等管理功能，是能源计量管理与贸易计量的理想工具。

功能

使用范围

■ 一台SLFC-300可接1个流量计量点（每点包括差压或流量，及参与补偿运算的温度、压力、湿度、密度、组份等信号）。参与补偿运算的各个参量可用现场信号，也可设定为固定值。

■ 一机可测多种介质，适用介质有：天然气、人工煤气（焦炉煤气、发生炉煤气、高炉煤气）、蒸汽、通用单一气体、混合气体、水、液体（油品、化工产品）等。

■ 可接节流式流量计（各类孔板，ISA1932喷嘴，长径喷嘴，文丘里喷嘴，经典文丘里管）、均速管流量计、皮托式流量计、测管流量计、V型锥流量计、威力巴流量计、涡街流量计、涡轮流量计、旋进旋涡流量计、电磁流量计、弯管流量计、质量流量计、超声波流量计、转子流量计、椭圆齿轮流量计等。

显示及操作界面

■ 真彩液晶显示，全中文画面。

■ 各路流量画面含累积/瞬时流量、温度、压力、差压、密度、湿度等数据和趋势图，可切换显示画面。

■ 可调阅历史数据趋势图（包括每个累积流量、瞬时流量、温度、压力、差压、密度、湿度等数据）、审计记录、报警记录等信息。

输入输出

■ 4路24VDC供电4～20mA输入、1路24/12VDC供电脉冲输入、1路Pt100信号输入；HART、Modbus等协议的变送器及流量计输入。

■ 2路开关量输入（选配功能）。

■ 2路4～20mA流量信号输出（选配功能）。

■ 1路开关量输出（选配功能）。

补偿运算功能

■ 标准节流装置流出系数C、流束可膨胀系数ε实时动态计算，计算公式符合GB/T2624-2006标准的规定。并和带HART协议的智能变送器配套使用，使节流式流量计的流量范围度真正扩展到36:1。

■ 蒸汽密度计算采用IAPWS-IF97公式，适应蒸汽的过热、饱和全部状态。

■ 天然气孔板流量计算符合SY/T6143-1996、SY/T6143-2004、GB/T21446-2008等标准。

■ 天然气压缩因子计算符合GB/T17747.2-1999标准（等同AGA8号报告）。

■ 天然气发热量计算：符合GB/T11062-1998标准。

■ 通用气体压缩系数Z按照 雷德利克—孔（Redlich-Kwong）方程。

■ 可进行气体湿度补偿，计算出湿气体流量和湿气体中干部分的流量。

■ 对其它类型流量计的仪表系数进行非线性修正处理。

■ 在完成质量流量、体积流量补偿运算的同时，能够完成能量运算并显示，从而实现能量计量。

■ 用户可在流量计算机中建立新的数学模型，获得更高的流量测量准确度。

计量管理功能

■每路流量皆可存储历史数据，每条记录包括流量（质量/体积流量、能量）、差压/工况流量、温度、压力、密度、湿度等一组数据；数据存储时间间隔可自定义。同时可存储审计记录、报警记录。

■有断电、退出系统、系统设置、参数修改、清除累积量等审计记录。

■所有参数的设定和修改均需通过双重密码识别确认。

通讯功能

■具有2个RS485接口、以太网接口。

■可采用各种成熟的通讯联网方式：RS485、无线Modem、Ethernet（以太）网、GSM移动通讯网等；测点配置灵活，可根据需要组成各种规模（几个点～上千个点）的计量数据采集及管理系统。

冶金企业煤气流量计量的应用

SLFC-300流量计算机配套HGPF自整流V型皮托式流量计很好地解决了冶金企业煤气流量计量的难题。

现代流量测量技术的发展趋势是传感器硬件与处理软件的融合发展。通过理论模型和大量的试验数据，利用SLFC-300流量计算机的强大运算能力，可以解决冶金企业煤气流量测量中的：小差压测量精度差、现场直管段不足、混合煤气组份变化大、湿度影响煤气管网计量平衡等问题。

● 采用HART协议数字信号+小波分析法，解决小差压测量精度问题

传统的4-20mA信号的分辨率有限，且模拟信号传输不可避免存在误差，因此在小差压的测量上误差较大，导致较大的流量测量误差。目前使用的差压变送器都带HART协议，但HART功能通常仅仅停留在使用手操器设置量程和调整零点上。

SLFC-300流量计算机可以直接采用HART协议读取变送器差压的数字信号，彻底消除了信号采集的误差，大大提高了小差压测量的精度。这一点在差压式流量计的应用中有着质的飞跃。同时，SLFC-300流量计算机采用小波分析法来解决流速低时，干扰信号对小差压信号的影响，使皮托式流量计测量低流速时，准确而稳定。

● 对多流速点的测头系数进行分段非线性修正，保证流量计在全流速范围的测量精度

HGPF自整流V型皮托式流量计通过在大口径风洞流量标准装置上进行标定，流速从0.2m/s～50m/s，标定出10段K系数。将这些标定系数输入到SLFC-300流量计算机中进行分段修正，可以保证流量计在全流速范围内的测量精度。

● 实时动态计算流速分布系数

SLFC-300流量计算机按照ISO 3966 -2008《封闭管道中流体流量的测量  用皮托静压管的速度面积法》国际标准，根据测量的差压、温度、压力数据，实时动态计算流速分布系数，确保流量测量的精确度。

● 解决煤气湿度影响流量计量的问题

冶金企业的煤气通常含有水，能源计量中如果混淆湿气体和湿气体的干部分，将会给煤气计量带来很大的问题。湿煤气在管道和气柜中都会产生凝结水，并会排放掉。因此，按照湿煤气中干部分的体积进行计量，煤气计量才可能平衡。

SLFC-300流量计算机可以根据设置煤气湿度，或在线湿度计测量的湿度，按照GB/T18215.1-2000标准计算人工煤气湿气体密度、湿煤气的体积，和湿煤气中干部分的体积，供企业计量部门使用。

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