v形錐流量計

1、綜述

錐形（xíng）流量計是一種新型的可精確測量各種雷諾數的高精度流量計，可滿足各種介質的應用條件要求其操作（zuò）原理同其它各（gè）種類型的差（chà）壓原理相同，都是基於密封（fēng）管（guǎn）道中的能量守（shǒu）恒定理，錐形流量計由於（yú）具有****的設（shè）計結構，因而性能更（gèng）優。

錐形流量計是在管道中心處懸掛一（yī）錐形節流件，錐（zhuī）形（xíng）件阻礙介質的流動，重塑流速曲線，在錐形性的下遊可立即形成低壓區，管道上遊的正壓同經節流件節流後的下遊的負壓之間有（yǒu）一差（chà）壓，將正、負壓用取壓（yā）口（kǒu）取出，正壓（yā）口位於管（guǎn）道的上遊，負壓口位於椎體的末端（duān），通過測量（liàng）兩者之（zhī）間差壓，根據伯（bó）努利方程即可計算出管道中的流量，椎體位於管（guǎn）線中心，可對（duì）所（suǒ）測介質的流速曲線進行優（yōu）化，因此測量精度高，對儀表上、下遊的直管段要求低。

錐形流量計可測量各種工況（溫度和壓力）條件下的氣相、混合氣相、液（yè）相、多相液體、氣液兩相（濕（shī）氣、液相質量比≤5%）、粉末、高粘度、高流速（sù）、髒汙、含有固體懸浮顆粒的液相、溶液（yè）振動、電磁幹（gàn）擾等介質的流量。流體的條件可從深低溫到超臨界狀態。工作（zuò）溫度*高850℃，*大（dà）壓力42.0MPa。若（ruò）用特殊結構材質，溫（wēn）度壓力還可以更高。可測量*高雷諾數500萬，*低雷諾數8000甚至更低。產生滿（mǎn）刻度差壓信號從*低小於0.1千帕到*高幾十千帕。

法蘭取壓型錐形流量計（jì）（VF），采用實心椎（zhuī）體截流體（tǐ），並在管壁用法蘭取壓，配上遠傳差壓變送（sòng）器，可有效防止取壓口的堵塞，適合於含有固體顆（kē）粒粉（fěn）塵介（jiè）質、高粘度液體（tǐ）及髒汙介質。

2、工作原理

錐形流量計是一種差壓型的流量儀表。以（yǐ）差壓原理設計的流量儀表已經有了一百多年的應用曆史了，差壓型流量計是基於密封管道中的能量轉換原理，也就是說對於穩定流體，管（guǎn）道壓力與管道中的（de）介質流速的平方根成反比：速度增加壓力會下降，當介質接近椎體時，其壓力為P1，在介質通過椎體（tǐ）的節流（liú）區時，速度會增加壓力會降低（dī）為P2，如圖1所示，P1和（hé）P2都通過錐形流量計的取（qǔ）壓口引到後接差壓（yā）變送器上，流（liú）速發生變化時，錐形流量計的兩（liǎng）個取壓口之間的差壓值會（huì）增大或縮小（xiǎo）。當流速相同時，若（ruò）節流麵積大，則產生的差壓值也大，β值等於錐體的節流麵積（jī）除以管道（dào）內徑的（de）截麵積（可換算（suàn）成兩者之（zhī）間的直徑（jìng）比）。

錐體的（de）外形是通過多年的連續試驗、評估和改進（jìn）後得（dé）出的，是此類流量計的*佳外形。能在不（bú）同的工（gōng）況中使用。我們可以借助管道流速曲線來理解錐形流量計的性能。如果介質通過一個很長的管道，而（ér）且在管道中沒有受到（dào）任何（hé）阻礙和幹擾，那它的流速分布將很均（jun1）勻。靠近管壁的流速幾乎為零，而管道中心的流速（sù）將達到*大。（如圖2）當我們（men）將錐體懸掛在管線中心時，錐體將直接同流體的（de）高速區接角（jiǎo），迫使高速區的流體同近管壁低速區（qū）的流體混合（hé）從而使流速均勻化，這樣（yàng）測出流體的流速更加準確。

在現實工（gōng）況中，流速是很難分布均勻的，很多情況都會造成流體分（fèn）布的不均勻（yún）。管道上的任何變化都可能對流體造（zào）成影響：如彎頭、閥門、縮徑、擴徑、泵、三通等等。而錐形流量計利用（yòng）錐體對流速分布曲線進行重新塑造（如圖（tú）3），經過錐體（tǐ）“整流”後的流體分布趨於均勻，可保證儀表在惡劣的條（tiáo）件下獲得（dé）較高的測量精度。這樣使得錐形流量計的應（yīng）用範圍更加寬闊。

上遊幹擾造成流速曲線不規（guī）格

1.精度，重複性

錐（zhuī）形流量計正壓孔（kǒng）取在錐體上遊的管壁上，取壓位置選在（zài）理（lǐ）想流體的等速區域，符合伯努利定理，正壓信號穩定；負壓孔位於錐體（tǐ）尾部中心（xīn），正好落在下遊壓力*小的區域（yù），由於錐體中心對稱的結構，使得錐尾中心區域流（liú）場呈現（xiàn）相（xiàng）對（duì）靜態，流體節流（liú）後在負（fù）壓區隻出現高頻低幅的小漩渦，使得負（fù）壓信號波動很小，輸出差壓信號穩定，傳感器精度優於讀數（shù）的±0.5%，重複性（xìng）為±0.1%，貿易計量型（xíng）精度為±0.3%（圖4）。

2.量程比，壓損（sǔn）

錐形（xíng）流量計正常情況下量程比為10:1，選擇合適的參數可以做到30:1。在同樣的β值下（xià），錐形流量計永久壓力（lì）損失約為孔板的1/5～1/10，（圖5）可大大降低運行能耗。

3.安裝要求

由於錐形流量計可以（yǐ）改變流體流速曲線，因此該流量計對上、下遊直（zhí）管（guǎn）段的要求小。一般情況下（xià），對於（yú）管道（dào）式法蘭連接（jiē）的，不需要直管段，而對於直接插入式的其要求（qiú）是：上遊直（zhí）管（guǎn）段：0-3D；下遊直管（guǎn）段（duàn）：0-1D（圖6）。

4.刻度差壓值

錐形流量計刻度差壓大，並可靈活選擇。如在電廠測風、鋼廠（chǎng）測煤氣等低流速（sù）場合，其（qí）刻度差壓是各種均速管、文丘裏、彎管的10～15倍，能真正保證測量的穩（wěn）定和精度。

5.無滯留死區

錐形流量計另一（yī）大特點是自吹掃式結構設計（jì），無滯留死區（qū）。介質流過錐體（tǐ）時會加速，不斷衝（chōng）刷正壓（yā）取（qǔ）壓孔（kǒng）、錐體外壁（bì）、錐體附近管壁，而負（fù）壓取壓（yā）孔則被一小段不（bú）流動介（jiè）質所隔（gé）離（lí）、髒汙雜質進不去，因（yīn）此錐形流量計（jì）可用於各種含雜質、易結晶的髒汙介質，如焦爐煤（méi）氣、高（gāo）爐煤氣等長期使用不宜（yí）堵。VF法蘭取壓式錐形流量計則采用密封錐體加雙法蘭取壓，可用於（yú）高粘度、含雜質、易結垢的特殊髒汙介質，如渣油、原油、回煉油、水煤漿、苯、液態硫（liú）磺等，在測量精度、穩定性（xìng）、直管段要求等方（fāng）麵，均遠遠優於楔（xiē）式流量計。

6.長期穩定性

錐形流量計獨特的流線形錐體節流時具有“流線體邊界層效應（yīng）”，使髒汙流體不會磨損節流緣（yuán），其β值可保證（zhèng）長期不變，整個儀表無可動部件，因此無需重（chóng）複標定，具（jù）有長期（qī）穩定性。

7.尺寸

由於錐形流（liú）量計錐（zhuī）體****的設計，使得其β值（zhí）範（fàn）圍廣。標準β值範圍為：0.45、0.55、0.65、0.75、0.85。

8.混合器

由於錐形流量計的獨特結構，在很多情況下，它被作為混合器作使用。

9.結構形式

錐形（xíng）流量計主要有八種結構形式：1.管道式、2.對夾式（shì）、3.法蘭取壓式、4.插入式、5.直接焊接式、6.保溫夾（jiá）套式、7.防腐式、8.方（fāng）管式。

1.應用（yòng）參數

用戶需要提供正確的參數以供選型計算用。我單位（wèi）的選型（xíng）軟件（jiàn）中有很多流（liú）體的典型數據可供用（yòng）戶在選（xuǎn）型計算時選用。

2.通用計算公式

各參數的單位可在計算程序中（zhōng）靈活轉換成其它單位

3.液體計算公式

4.可壓縮介質的（de）計算公式（shì）（氣體和蒸汽）

5.Y-氣體膨（péng）脹係數的簡化公式應用範（fàn）圍

上述（shù）公式中，用於應操作溫度下的等熵指數計算K2和K3，因（yīn）此不需要對等熵指數的變化進行（háng）修正，如（rú）果不（bú）行，也可（kě）以用上述Y膨脹係數對△P和P進行校正中的公式進（jìn）行計算。

6.選型計算

每台（tái）錐形流量計在（zài）製造前都要（yào）根據工（gōng）藝參數（shù）進行（háng）選型（xíng）計算，確（què）定錐體（tǐ）大小，從而確定了這台流量（liàng）計的固有性能。口徑計（jì）算確定了差壓值，測量範圍，測量精度（dù），壓力損失以及推薦的β值。

7.校驗

每台錐形流量計在出廠前都應進行標（biāo）定。如果不能進行實際（jì）標定，也必須進（jìn）行模擬標定，我單位多年來收集的測試數據可精確（què）估算出儀表的Cf值（zhí）。

8.部件材質

錐形流（liú）量計用的所有部件材質都是經過嚴格篩選的（de）合格產品（pǐn），保證流量計的長時間連續工作。

9.三閥組

錐形流量（liàng）計與差壓變送器之間應安裝三（sān）閥組。用於變送器在線調校。

10.差壓變送（sòng）器、流量計算（suàn）機

我單位可成套提供（gòng）差壓變送器和流量計（jì）算儀，組成流量測（cè）量係統（tǒng）。還可以提供溫度（dù）變送（sòng）器和壓力變送器用於測量流體質量流量。

1.安全要求

任何人在安裝、檢查或維護（hù）錐形流量計時都應對（duì）管道的結構及係統地壓力（lì）必（bì）須有清晰正確的認識。起吊儀表時應（yīng）該小心，若起吊、下落不正確可能損傷儀表（biǎo）。

在調校儀表時，必（bì）須使用合適且正確的工具。

在調整及折裝儀表時，應確保管道的壓力已經完全卸掉-千萬不（bú）可帶壓拆卸儀表。

開（kāi）車前必須檢查所有的連接是否牢固，必須與流量計保（bǎo）持（chí）一定的（de）距離，避（bì）免（miǎn）事故發生。

2.開箱、檢驗

流量計到貨後應進行開箱檢查（chá），防（fáng）止流量（liàng）計或配件在運輸過（guò）程（chéng）中（zhōng）被損壞。若碰到隨機文件或流量計有問題，請同代理商聯係。

3.流量計安裝定位

每台錐形流量計的側麵貼有方向標簽標明流（liú）體的流向，安裝（zhuāng）時應特別注意。對大多數口徑而言，兩個取壓口之間的距離為2.12，高壓口位（wèi）於上遊，低壓（yā）口位於下遊（yóu），請參考圖8，安裝（zhuāng）時請注意方向及高、低壓取（qǔ）壓口的位置。

4.配管要求

安裝（zhuāng）時建議上遊直管段為0-3D，下遊直管段為0-1D，D代表所安裝管道的公稱直徑（jìng）。由（yóu）於錐形流（liú）量計（jì）的整流作用，當流量計鄰近1個90°彎管（guǎn）或鄰近不在同（tóng）一（yī）平麵的2個90°彎管時，流（liú）量計的精度不受影響。錐（zhuī）形流量計還可安（ān）裝在比它（tā）本身稍微大一些的管道上。在這（zhè）類（lèi）管（guǎn）線上安裝（zhuāng）時，請向代理谘詢。

5.取（qǔ）壓口的方向

對於水平管（guǎn）道上安裝的錐形流量計，取壓（yā）口位於管線的側（cè）上方，即位於時鍾3點或9點的位置。如果安裝在豎直管線（xiàn）上，則對取位口的（de）方位不作要求（qiú）。

（1）介質為潔淨液體時

（2）介（jiè）質為（wéi）幹燥潔淨氣體時

（3）介質為蒸（zhēng）氣體時

6.引壓管

盡可能安裝好引壓管，當沒有介（jiè）質流（liú）通（tōng）時，不會產（chǎn）生差壓信號。詳情請（qǐng）參考有關安（ān）裝使用（yòng）手冊。

注意：若被測（cè）介質為氣體或蒸汽，可能介質會在引壓管中凝結，請注意以下兩點：

1.引壓管線應水平走一段距離以保證豎（shù）直管線（xiàn）同儀表之間有足夠的距離，確（què）保垂直管線（xiàn）內沒有蒸汽。

2.對於一些流量計需垂直安裝的場所，在引壓管線（xiàn）的（de）安裝方麵尤其需要注意。

7.三閥（fá）組

請參考三閥組的安裝、使用及維護手冊。

8.差壓變送器

請參閱不同廠家的差（chà）壓變送器上（shàng）的具體安裝、使用及維護手冊。

9.溫度和壓力傳感器

請參閱不同廠（chǎng）家的具體安裝（zhuāng）、使用及維（wéi）護手冊。

10.安裝檢查要（yào）點

（1）差壓（yā）變（biàn）送器的滿（mǎn）量程是（shì）否正確。

（2）差壓變送器零點是否已經（jīng）調（diào）整。

（3）差壓變送器和流量計算儀的設置是否正確。

（4）引壓管是否吹掃了。

（5）引壓管是否有泄漏。

（6）閥組是否（fǒu）關閉。

（7）錐（zhuī）形流量計的高壓端是否在低壓（yā）端的（de）前麵。