V錐流量計(jì)

簡(jiǎn)介

　　V形錐流量計(jì)是一種極具優(yōu)勢(shì)的新型差壓式流量?jī)x表。從二十幾年前誕生開(kāi)始，就以其常規(guī)差壓儀表無(wú)法相比的的諸多優(yōu)點(diǎn)，迅速在流量測(cè)量領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和好評(píng)。V錐流量計(jì)是一種全新的差壓式流量計(jì)量裝置，它以獨(dú)特的邊壁逐步收縮節(jié)流方式，一改傳統(tǒng)節(jié)流裝置的幾乎所有的缺點(diǎn)，是差壓流量計(jì)革命性成果。其原理與其他差壓式流量計(jì)一樣，是經(jīng)典的密閉管道中能量守恒原理和流動(dòng)連續(xù)性原理，并具有自整流、自清洗、自保護(hù)功能；直管段要求極短，無(wú)積污、堵塞，可保持長(zhǎng)期穩(wěn)定性；錐體后端高頻低幅的小噪聲使測(cè)量下限相對(duì)很低，從而使量程比達(dá)15：1；其壓損只及孔板的1/3和文丘里管相似。因此，V錐流量計(jì)可廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、供熱等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域。

基本資料

　　以孔板、噴咀、文丘里管及均速管為代表的差壓式流量計(jì)雖然經(jīng)歷過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程，在一定時(shí)期對(duì)流量作出過(guò)重要貢獻(xiàn)，但人們?cè)谑褂蒙鲜隽髁總鞲衅鲿r(shí)總感覺(jué)到一絲遺憾，因?yàn)樗冀K沒(méi)有很好解決低、測(cè)量范圍度窄、易磨損、現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求高，不能測(cè)量混相流、臟污流等一系問(wèn)題。鑒于此，國(guó)內(nèi)外眾多流量致力于新型差壓流量傳感器的研究和開(kāi)發(fā)，以彌補(bǔ)孔板、噴咀、文丘里管及均速管的不足之處，各種特殊節(jié)流元件層出不窮，V錐流量傳感器就是其中的佼佼者。它也是利用節(jié)流效應(yīng)來(lái)測(cè)量流量的，與其它節(jié)流體相比，它改變了節(jié)流布局，從傳統(tǒng)的中心孔節(jié)流改為環(huán)狀節(jié)流，即V錐傳感器是利用一流線型圓錐體懸掛在管道中心將流體逐漸收縮到管道內(nèi)邊壁，這種新穎的節(jié)流效應(yīng)使其具有自整流、自清洗、自保護(hù)特性，從大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況看，V錐傳感器流量測(cè)量效果優(yōu)于其它差壓式傳感器，它為差壓式流量計(jì)的使用揭開(kāi)了嶄新的一頁(yè)。

主要特點(diǎn)

　　高：V錐型流量計(jì)^[2]的為測(cè)量值的±0.5％，貿(mào)易計(jì)量級(jí)為±0.3％（系統(tǒng)需參照應(yīng)用條件及二次儀表的）。

　　重復(fù)性好：V錐型流量計(jì)的重復(fù)性很好，為±0.1％。

　　量程比寬：V錐型流量計(jì)的量程較其它類型的差壓流量計(jì)大得多，正常情況下為10：1，若有必要不是也可加大。在雷諾數(shù)高于8000時(shí)輸出信號(hào)為線性，若低于8000也可測(cè)量，但需對(duì)輸出信號(hào)根據(jù)曲線進(jìn)行修正。

　　直管段要求低：伯努力方程要求受測(cè)流體為理想流體，在實(shí)際應(yīng)用中這是根本不可能的，很多情況會(huì)造成流體分布不均勻，如彎頭，閥門(mén)，縮徑，擴(kuò)徑，泵，三通等等，對(duì)其它儀表而言，這是一個(gè)很難解決的問(wèn)題。V錐流量計(jì)可在極為惡劣的情況下均勻流體分布，如在緊鄰儀表上游有單彎管，雙彎管，經(jīng)過(guò)錐體“整流”后的流體分布比較均勻可保證儀表在惡劣的條件下獲得較高的測(cè)量，由于V型流量計(jì)可均勻流體分布曲線，因此同其它類型的差壓流量計(jì)相比，對(duì)上下游直管段的要求小，建議安裝時(shí)在上游留0-3D的直管段，在下游留0-1D的直段管。當(dāng)用戶的管道尺寸大，管道價(jià)格高或直管段不夠的情況下，V錐型流量計(jì)將是選擇。在過(guò)去十年內(nèi)，對(duì)V型流量計(jì)的上游有一個(gè)90℃的單彎管或兩個(gè)不在一個(gè)平面上的雙彎管的情況進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，V錐型流量計(jì)可在緊鄰它的地方裝有一個(gè)彎管或不在同一個(gè)平面上的雙彎管而不會(huì)對(duì)測(cè)量有影響。

　　流量計(jì)特有結(jié)構(gòu)所形成的邊界層效應(yīng)，使節(jié)流件關(guān)鍵部位不會(huì)磨損，因此可以保持幾何尺寸長(zhǎng)期不變，因此能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作而無(wú)須標(biāo)定。

　　流量計(jì)是純機(jī)械體，因此耐高溫、耐高壓、耐腐蝕及不怕振動(dòng)。

　　可測(cè)的流體廣泛（液體、氣體、蒸汽），測(cè)量范圍寬（微小流量～大流量），適用的管徑DN15～DN3000。

　　塔形（V形錐）流量計(jì)與其它差壓式流量?jī)x表原理相同，也是一種節(jié)流式差壓流量計(jì)。塔形（V形錐）的出現(xiàn)，打破了沿襲近百年的結(jié)構(gòu)模式，使得節(jié)流式差壓儀表產(chǎn)生了“質(zhì)的飛躍”。塔形（V形錐）流量計(jì)的重大突破在于“變流體在管道中心中心收縮為邊壁收縮”。 該流量計(jì)采用了多孔取壓、環(huán)室取壓，一體化安裝等多項(xiàng)技術(shù)。廣泛用于特臟污流體中的計(jì)量（如：鋼鐵廠的焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣等）。

主要技術(shù)參數(shù)

　　1、等級(jí)：0.5級(jí)， 1.0級(jí)

　　2、工作壓力：≤16MPa

　　3、工作溫度：-30-450℃

　　4、環(huán)境溫度：-30-70℃

　　5、管道內(nèi)徑：15-3000mm

　　6、輸出信號(hào)：4-20mA

　　7、供電電壓：24V DC

　　^[3]

　　8、適用介質(zhì)：幾乎適用于所有氣體、液體介質(zhì)。

　　測(cè)量介質(zhì) ：液體、氣體、蒸汽

　　公稱通經(jīng) ：DN25mm～DN2000mm

　　公稱壓力 ：≤16MPa; ≤42.0MPa

　　工作溫度 ：-40℃～600℃

　　環(huán)境溫度 ：-40℃～60℃

　　相對(duì)濕度 ：5%～90%

　　流量計(jì)度 ：±0.5%、±1.0%、±1.5%

　　重復(fù)性 ：0.15%、0.33%、0.5%

　　范圍度（量程比）：10：1

　　適用雷諾數(shù) ：8000～1×107

　　結(jié)構(gòu)形式 ：法蘭連接型、對(duì)夾型、特殊（按用戶需求）

　　安裝直管段長(zhǎng)度 ：一般上游1～3D，下游0.5～1D

　　材質(zhì) ：碳鋼、SUS304、SUS316L、其它

　　流向 ：水平、垂直、其它

　　等效直徑比 ：0.45～0.85

　　推薦應(yīng)用范圍

　　飽和蒸汽流量測(cè)量

　　天然氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、氫氣、氮?dú)?、碳?xì)浠衔?、單組分氣體、多組分氣體、空氣等各種氣體流量測(cè)量

　　檢測(cè)煙道氣等排氣流量

　　檢測(cè)水、液化石油氣、成品油、原油料、甲醇、乙二醇、甲苯、氨水、雙氧水、各種水溶液等流量

　　在各種淤漿管路上應(yīng)用

　　臟污介質(zhì)的場(chǎng)合

　　直管段不足的場(chǎng)合

　　對(duì)要求較高的場(chǎng)合

　　多相流體測(cè)量

　　濕氣體流量測(cè)量

重大突破

　　V錐流量計(jì)的重大突破在于“變流體在管道中心中心收縮為邊壁收縮”。即利用同軸安裝在管道中的V形錐體，迫使流體從中心逐漸收縮到管道內(nèi)壁而流過(guò)V形錐體，通過(guò)測(cè)量V形錐體前后的差壓來(lái)求得流量。正是這個(gè)邊壁收縮的結(jié)構(gòu)，使其具有一系列其它差壓儀表無(wú)法相比的優(yōu)點(diǎn)，克服了以孔板為代表的傳統(tǒng)差壓儀表的諸多缺點(diǎn)，可以說(shuō)這是流量?jī)x表一場(chǎng)革命性的變化，從此揭開(kāi)了差壓式儀表嶄新的一面。

V錐的節(jié)能效果

　　對(duì)于流量?jī)x表來(lái)講，耗能的高低取決于流量計(jì)的壓力損失，壓損大的耗能

　　大，壓損小的耗能小。由于在冶金行業(yè)中孔板儀表使用的較多，下面把孔板與V錐

　　壓力損失做一個(gè)對(duì)比，看一看二者在測(cè)量流量過(guò)程中能耗的大小。

　　舉例1：某廠飽和蒸汽流量測(cè)量，管道內(nèi)徑257；工作絕壓0.9MPa；工作溫度

　　175.35℃；密度4.655kg/m3；流量30t/h；常用流量20t/h。

　　孔板和V錐取相同的β＝0.6。

　　計(jì)算結(jié)果如下(有關(guān)計(jì)算公式及計(jì)算過(guò)程見(jiàn)光盤(pán)資料）：

　　常用流量20t/h時(shí)，孔板的壓力損失為：14.162kPa

　　V錐的壓力損失為：6.523kPa

　　孔板比V錐的壓力損失大7.639kPa ,在輸送同樣流量條件下,孔板比V錐每小時(shí)

　　多耗能11.395kW/h。如果按照目前工業(yè)平均電能費(fèi)0.8元／（kW.h），一年按開(kāi)車

　　300天計(jì)算，僅一套孔板流量計(jì)將比V錐流量計(jì)每年多支出電費(fèi)：

　　0.8(元）×11.395（kW/h）×24（小時(shí)）×300（天）＝6.563萬(wàn)元

　　舉例2：高爐煤氣，管道內(nèi)徑：702.4mm,工作壓力（G）：12kPa，溫度：70℃，

　　當(dāng)?shù)卮髿鈮海?SPAN lang=EN-US>98.39kPa，工作密度1.0326kg/m3，常用流量25000m3/h

　　孔板和V錐取相同的β＝0.6955。計(jì)算結(jié)果如下：

　　在常用流量下 孔板的壓力損失為：1.894kPa

　　V錐的壓力損失為：0.479kPa

　　孔板比V錐的壓力損失大1.415kPa ,在輸送同樣的流量條件下每小時(shí)多耗能

　　12.283kW/h。按照工業(yè)電能費(fèi)0.8元／（kW.h），每年按開(kāi)車330天計(jì)算，僅一套孔

　　板流量計(jì)將比V錐流量計(jì)每年多支出電費(fèi)：

　　0.8(元）×12.283（kW/h）×24（小時(shí)）×330（天）＝7.783萬(wàn)元

　　通過(guò)以上計(jì)算可以看出，平時(shí)并未引起我們重視的一套小小流量計(jì)量，在選用

　　何種類型的儀表上，竟有如此大的潛力（或如此大的浪費(fèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)）可以挖掘，可

　　見(jiàn)V錐流量計(jì)的節(jié)能效果是非常顯著的。在我國(guó)電力能源目前尚供應(yīng)不夠充足的情

　　況下，使用節(jié)能的流量?jī)x表不但為企業(yè)本身創(chuàng)造了利潤(rùn)，也符合國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減

　　排的產(chǎn)業(yè)政策。

V形錐產(chǎn)品類型

　　對(duì)于塔形流量計(jì)，傳感器部分是指流量計(jì)本體如何與工藝管道連接的工作、盡管流量計(jì)有多種結(jié)構(gòu)形式，如：管道式、夾裝式、對(duì)焊式等。如果描述不作特殊說(shuō)明，安裝方法是等同的。由于流量計(jì)具有對(duì)流體流動(dòng)狀態(tài)整流的功能，因此傳感器部分的安裝要求遠(yuǎn)不孔板等相對(duì)寬松的多。由于流量計(jì)是管段式，它與工藝管道的同軸度、垂直度無(wú)嚴(yán)格的要求。

　　1、管道法蘭式：是指流量計(jì)兩端有安裝法蘭。與工藝管道兩端同規(guī)格的安裝法蘭（也稱用戶法蘭）連接，是比較常用的結(jié)構(gòu)形式，適用的口徑（DN50mm～3000mm）。此種形式適用于節(jié)流裝置與差壓變送器分體安裝時(shí)選用，一般常用于測(cè)量蒸汽流量時(shí)使用，在測(cè)量其他高溫介質(zhì)時(shí)也可以使用。

　　2、法蘭夾裝式：用于小口經(jīng)流量計(jì)的安裝形式，每臺(tái)流量計(jì)玉工藝管道只需2片法蘭。法蘭與工藝管道焊接在一起，再把流量計(jì)夾裝在兩法蘭之間。此中安裝方法與渦街流量計(jì)（≤300mm）安裝方法相同。

　　3、小口徑一體化式：適用口徑≤DN40mm，介質(zhì)溫度≤120℃的流體。該結(jié)構(gòu)是把差壓變送器直接與塔形流量計(jì)組合成一個(gè)整體。二者之間無(wú)導(dǎo)壓管、取壓閥、三閥組。使安裝變的非常簡(jiǎn)單（與渦街流量計(jì)安裝方法相同）。差壓變送器調(diào)節(jié)零點(diǎn)時(shí)需要關(guān)閉工藝管道的閥門(mén)，就可以調(diào)零。

　　注意：此安裝方式，不能用于測(cè)量高溫介質(zhì)的場(chǎng)合，是因?yàn)楦邷亟橘|(zhì)會(huì)進(jìn)入差壓變送器測(cè)量室內(nèi)，損壞變送器測(cè)量膜片。

　　4、管道對(duì)焊式：是指塔形流量計(jì)與工藝管道無(wú)法蘭連接（流量計(jì)本體無(wú)法蘭），安裝時(shí)直接把流量計(jì)與工藝管道焊接在一起。該結(jié)構(gòu)成本相對(duì)較低（減少4片法蘭的成本），屬于性安裝。一般用于較大口徑的場(chǎng)合。

　　5、常規(guī)流體一體化式：是指介質(zhì)溫度≤120℃的流體，適用管徑：DN50～DN3000。生產(chǎn)廠家根據(jù)不同的流體和用戶要求，出廠時(shí)在流量計(jì)上為用戶焊接（或裝配）好閥門(mén)和三閥組。在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)由用戶把流量計(jì)與變送器組裝在一起即可。

　　6、蒸汽一體化式：是指測(cè)量蒸汽流量時(shí)，把變送器與塔形流量計(jì)組裝在一起，變送器與流量計(jì)之間要裝配我公司“蒸汽專用三閥組”部件，從而取消了導(dǎo)壓管并大大簡(jiǎn)化了取壓結(jié)構(gòu)。

　　7、液體防凍式：是指塔形流量計(jì)與變送器之間裝由我公司“液體專用隔離罐”，罐中裝有特殊介質(zhì)，該介質(zhì)能在較低的溫度下不凍結(jié)。此種安裝方式在測(cè)量液體時(shí)，特別在北方冬天室外環(huán)境比較低的情況下。往往變送器測(cè)量室種的液體容易凍結(jié)，損壞變送器。

　　8、方形管道法蘭式：是指工藝管道為方形管，而流量計(jì)測(cè)量管為圓形管道，二者通過(guò)一個(gè)特制的“方－圓”連接件進(jìn)行連接。

工作原理

　　錐形流量計(jì)是一種差壓型的流量?jī)x表。以差壓原理設(shè)計(jì)的流量?jī)x表已經(jīng)有了一百多年的應(yīng)用歷史了，差壓型流量計(jì)是基于密封管道中的能量轉(zhuǎn)換原理，也就是說(shuō)對(duì)于穩(wěn)定流體，管道壓力與管道中的介質(zhì)流速的平方根成反比:速度增加壓力會(huì)下降，當(dāng)介質(zhì)接近錐體時(shí)，其壓力為P1,在介質(zhì)通過(guò)錐體的節(jié)流區(qū)時(shí)，速度會(huì)增加壓力會(huì)降低為P2，如圖1所示，P 1和P2都通過(guò)錐形流量計(jì)的取壓口引到后接差壓變送器上，流速發(fā)生變化時(shí)，錐形流量計(jì)的兩個(gè)取壓口之間的差壓值會(huì)增大或縮小。當(dāng)流速相同時(shí)，若節(jié)流面積大，則產(chǎn)生的差壓值也大， β值等于錐體的節(jié)流面積除以管道內(nèi)徑的截面積(可換算成兩者之間的直徑比)。

注意事項(xiàng)

　　安裝

　　▲可水平、垂直或傾斜安裝，應(yīng)保證管內(nèi)充滿液體。

　　▲節(jié)流裝置前，后直管段應(yīng)是直的，無(wú)肉眼可見(jiàn)彎曲，同時(shí)應(yīng)是“圓的”，內(nèi)壁應(yīng)潔凈，無(wú)凹坑與沉淀物。

　　▲引壓管路安裝應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的規(guī)范。

　　訂貨須知

　　訂貨時(shí)請(qǐng)?jiān)敿?xì)提供以下數(shù)據(jù)：

　?。?SPAN lang=EN-US>1）被測(cè)介質(zhì)

　?。?SPAN lang=EN-US>2）、常用、小流量。

　　（3）工作壓力、工作溫度

　　（4）介質(zhì)密度、粘度

　?。?SPAN lang=EN-US>5）管道材質(zhì)、內(nèi)徑、外徑

　?。?SPAN lang=EN-US>6）允許壓力損失

　　（7）取壓方式