V型錐流量計

1、綜述

錐形流量計是一種新型的可精確（què）測量各種雷諾數的高精度流量計，可滿足各種介質的應（yīng）用條件要求其操作原理同其它各種類型的差壓原理相同，都是基於密封管道中的能量守（shǒu）恒定理，錐形流量計（jì）由於具有****的設計結構，因而性能更優。

錐形流量計是在管道中心處懸（xuán）掛一錐形節流件（jiàn），錐形件阻礙介質（zhì）的流動，重塑流速曲線，在錐形性的（de）下遊可立即形成低壓區，管道上遊的正（zhèng）壓同經節流件節流後的下遊的負壓之（zhī）間（jiān）有一差壓，將正、負（fù）壓用取壓口取出，正壓口位於管道的上遊，負壓口位（wèi）於椎（zhuī）體的末端，通過測量兩者（zhě）之間差（chà）壓，根據伯努（nǔ）利方程即可計（jì）算出管道中的流量，椎體位於管（guǎn）線中心，可對所測介質的流速曲線進行優化，因此測（cè）量精度（dù）高，對儀表上、下遊（yóu）的直管段要（yào）求低。

錐形流量計可測量各種（zhǒng）工（gōng）況（溫度和壓力）條件下的氣相、混合氣相、液相、多相液體、氣液兩相（濕（shī）氣、液（yè）相質量比≤5%）、粉（fěn）末、高粘度、高流速、髒汙、含有固體（tǐ）懸浮顆（kē）粒（lì）的液相、溶（róng）液振動、電磁幹擾等介質的流量。流體的條件可從深低溫到超（chāo）臨界狀態。工作溫度*高850℃，*大壓（yā）力（lì）42.0MPa。若用特殊結構材質，溫度壓力還可以更（gèng）高。可測量*高（gāo）雷諾數500萬，*低雷諾數8000甚至更低。產生滿刻度差壓信號從*低（dī）小於（yú）0.1千帕到*高幾十千帕。

法蘭取壓型錐形流（liú）量計（VF），采用實心椎體截流體，並在管壁用法蘭取壓，配上遠傳差壓變送器，可有效防止取壓口的堵塞，適合於含有固體顆粒粉塵介質、高粘度液體及髒（zāng）汙（wū）介質。

2、工作原理

錐形流（liú）量計是一種差壓型的流量儀表。以差壓（yā）原理設計的流量儀表（biǎo）已經有了一百多年的應用曆史了，差壓型流量計是（shì）基於密封管道中的能量轉換（huàn）原理，也就是說對於穩定流體，管道壓力（lì）與管道中的介質流速的平方根成反（fǎn）比：速度增加壓力會下降，當介質接（jiē）近椎體時，其壓力為P1，在（zài）介質通過椎體的節流區時，速度會增加壓力會降低為P2，如圖1所示，P1和P2都通過錐形流（liú）量計的取（qǔ）壓口引到（dào）後接差壓變送器上，流速發生變化時，錐形流量計的兩個取壓口之間的差壓值會增（zēng）大或縮小。當流速相同時，若（ruò）節（jiē）流（liú）麵積大，則產生（shēng）的差壓值也大，β值等（děng）於錐體的節流麵積除以管道內徑的（de）截麵積（可換算（suàn）成兩者之（zhī）間的直徑比）。

錐體的外形是通過多年的連續試驗、評估和改進後得出的，是此類流量計的（de）*佳外形。能在不（bú）同的工況中使用。我們可以借助管道流速曲（qǔ）線來理解錐形流量計的性能。如果介質通過一個很長的管（guǎn）道，而且在管道中沒（méi）有受到任何阻礙和幹擾，那它的（de）流速分布將很均勻。靠（kào）近管壁的流速幾乎為零（líng），而管道中心的流速將達到*大。（如圖2）當我們將錐體懸掛在管線中心（xīn）時（shí），錐體將直接同流（liú）體的高速區（qū）接角，迫使高速區的（de）流體同近管壁低速區的流體混合從而（ér）使流速均勻化，這樣測出流體的流速更加準確。

在現實工況中，流速是很難分布均勻的，很多情況都（dōu）會造成流體分布的不均勻。管道上的任何變化都可能對流體造成影響：如彎頭、閥門、縮徑、擴徑（jìng）、泵、三通等等。而錐形（xíng）流量計（jì）利用錐體對流速分布曲線進行重新（xīn）塑造（如圖3），經過錐體“整流”後的流體分布趨（qū）於均勻，可保證儀表在惡劣的條件下獲得較高的測量精度。這樣使得錐形流量計的應用範圍更加寬（kuān）闊。

上遊幹擾造成流速曲線不規格

1.精度，重複（fù）性

錐（zhuī）形流量計正壓孔取在錐體上遊的管壁上（shàng），取壓位置（zhì）選在理想流體的等速區域（yù），符合伯努利（lì）定理（lǐ），正壓信號穩定；負（fù）壓孔位於錐體尾部中心，正（zhèng）好落在下遊壓力*小（xiǎo）的區（qū）域，由於錐體中心（xīn）對稱的結構，使得錐尾中心（xīn）區域流場呈現相對（duì）靜態，流體（tǐ）節流後在負壓區隻出現高頻低幅的小漩渦，使得（dé）負壓信號波動很小，輸出差壓信號穩（wěn）定，傳感器（qì）精度優於讀數（shù）的±0.5%，重複性為±0.1%，貿（mào）易計量型精度為±0.3%（圖4）。

2.量程比（bǐ），壓損

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

3.安裝要求

由於錐形流量計可以改變流體流速曲線，因此（cǐ）該流量計對上、下遊直管段的要求小。一（yī）般情況下（xià），對於管道式法蘭連接的，不需要直管段，而對於直接插入式的其要求是：上遊直管段：0-3D；下遊直管段：0-1D（圖6）。

4.刻度差壓值

錐形（xíng）流量計刻度差壓大，並可靈活選擇。如在（zài）電廠測風、鋼廠測煤氣（qì）等低流速場合，其（qí）刻度差壓是各種均速（sù）管、文丘裏（lǐ）、彎管的10～15倍，能真（zhēn）正（zhèng）保證測量的穩（wěn）定和精度。

5.無滯留死區（qū）

錐形流量計另一大特點是自（zì）吹掃式結構設（shè）計，無滯留死區。介質流過錐體時會加速，不斷衝（chōng）刷正壓取（qǔ）壓孔、錐（zhuī）體外壁、錐體附近（jìn）管壁，而負壓取壓孔則被一小段不流動介質所隔離、髒汙雜質進不去，因此錐（zhuī）形流量計可用（yòng）於各種含雜質、易結晶的髒汙介質，如焦爐煤（méi）氣、高爐煤氣等長期使用不宜堵。VF法蘭取壓式錐形流量計（jì）則采用密封錐體加（jiā）雙法（fǎ）蘭取壓，可（kě）用（yòng）於高粘度（dù）、含雜質、易結垢的特殊髒汙（wū）介質，如渣油、原油、回煉油、水煤漿、苯、液態硫磺等，在測量精度（dù）、穩定性、直管段要求等方（fāng）麵，均遠遠優於楔式流量計。

6.長期穩定性

錐形流量計獨特的（de）流線形錐（zhuī）體節流時具有“流線體邊界（jiè）層效應”，使髒汙流體不會磨損節流緣，其β值可（kě）保證長期不變，整個儀表無可動部件，因此無需重複標（biāo）定，具有長（zhǎng）期穩定性。

7.尺（chǐ）寸

由（yóu）於錐形流量計錐體****的設計，使得其β值範圍廣。標準β值範圍（wéi）為：0.45、0.55、0.65、0.75、0.85。

8.混合器

由於錐形流量（liàng）計的獨特結構，在（zài）很多情況下，它被作為混合器作使用。

9.結構形式

錐形流量計主要有八種結構（gòu）形式：1.管道（dào）式、2.對夾式、3.法蘭取壓式、4.插入式、5.直接焊（hàn）接式、6.保溫夾（jiá）套式、7.防腐式、8.方管式。

1.應用參數（shù）

用戶需要提供正確的參數以供（gòng）選型計算用。我單位的選型軟（ruǎn）件中（zhōng）有很（hěn）多流體的典型數據可供用戶在選型計算時選用。

2.通用計算公（gōng）式

各參數的單位可在計算程序中靈活轉換成其它單位

3.液體計（jì）算公式

4.可壓縮介質（zhì）的計算公式（氣體和蒸汽）

5.Y-氣體膨脹係數（shù）的簡化（huà）公式應用範圍

上述公式中，用於應操作溫度下的等熵指（zhǐ）數計（jì）算K2和K3，因此不需要對等熵指數的變（biàn）化進行修正，如果不行，也可以（yǐ）用上述Y膨脹係數對△P和P進行校正中（zhōng）的公式進行計算。

6.選型計算

每台錐形流量（liàng）計在製造前都要（yào）根據工藝參數進行選型計算，確定錐體大小，從而確定了這台流量計的固有性能。口徑計（jì）算確定了差壓值，測量範圍，測量精度，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定。如果不能進行實（shí）際標定，也必須進行模擬標（biāo）定，我單位多年來收集的測試數據（jù）可（kě）精確估算出儀表的Cf值。

8.部（bù）件材質

錐（zhuī）形流量計用的所有部（bù）件材質都是經過嚴格篩選的合（hé）格產品（pǐn），保證流（liú）量計（jì）的長時間連續工作。

9.三閥組

錐形流量計與差壓變送器之間應安裝（zhuāng）三閥組。用於變（biàn）送器在線（xiàn）調校。

10.差壓變送器（qì）、流量計算機

我單位可成套提供差壓變送器（qì）和流量計算儀，組（zǔ）成（chéng）流量測量係統。還可以提供溫度變送器和壓力變送器用於測量流（liú）體（tǐ）質量流量（liàng）。

1.安（ān）全（quán）要求

任何人在安裝、檢查或維護錐形流（liú）量計時（shí）都應對管道的結構及係統地壓力必（bì）須有清晰正（zhèng）確的認識。起吊儀表時應該小心（xīn），若起吊、下落不正確可能損傷儀表。

在調校儀表時，必（bì）須使用合適且正確的工具。

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

開車前必須檢查（chá）所有的連接是否牢固，必（bì）須與流量計保持一定的距離，避免事（shì）故發生。

2.開箱、檢驗

流量（liàng）計到貨後應進行開箱檢查，防止流量計或配件在運輸過程（chéng）中被損壞。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體的流向（xiàng），安裝時應特別注意。對大多數口徑而言，兩個取壓口之間的距（jù）離為2.12，高壓口位於上（shàng）遊，低（dī）壓口位（wèi）於下遊，請參考圖（tú）8，安裝時請注意方向及高（gāo）、低壓取壓口的位置。

4.配管要求

安裝時（shí）建議上遊（yóu）直管（guǎn）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。由於（yú）錐形流量計的整流作（zuò）用，當流量計鄰近1個90°彎管或鄰近不在同一平麵的2個（gè）90°彎管時，流量計的精度不受影響（xiǎng）。錐形流量計還可安裝在比它本（běn）身稍微大一些的管道上。在這類管線上安裝時，請向代理谘詢。

5.取壓口的方向

對於水平管道上安裝的錐形流量計，取壓口位於（yú）管線的側上（shàng）方，即位於（yú）時鍾3點或9點的位置。如果安裝在豎直管線上，則對取（qǔ）位口的方位（wèi）不作要求。

（1）介質為潔淨液體（tǐ）時

（2）介質為（wéi）幹燥（zào）潔淨氣體時

（3）介質為蒸氣體時

6.引壓管

盡可能安裝好引壓管，當沒有介質流通時，不會產（chǎn）生差壓信號。詳情請（qǐng）參（cān）考有關安（ān）裝使用手冊（cè）。

注意：若被（bèi）測介質為氣體或蒸汽，可能介質會在引壓管中凝結，請注意以下兩（liǎng）點（diǎn）：

1.引壓管（guǎn）線應水平走一段距離以保證豎直管線同儀表之間有足夠的（de）距離，確保垂（chuí）直管線內沒有蒸汽。

2.對於一些流量計需（xū）垂直安裝的場所（suǒ），在引壓管線的安裝方麵尤其需要注意。

7.三閥組

請參考三閥組的安裝、使用及維護手冊。

8.差壓變（biàn）送器

請參閱不同廠家的差（chà）壓變（biàn）送器上的（de）具體安裝、使（shǐ）用及維護手冊。

9.溫度和壓力傳感器

請參閱不同廠家的具體安裝、使（shǐ）用（yòng）及（jí）維護手冊（cè）。

10.安裝檢查要點（diǎn）

（1）差壓變送器的滿量程是否正確。

（2）差（chà）壓變送器零（líng）點是否已經調整。

（3）差壓變送器和（hé）流量計算儀的設置（zhì）是否正確。

（4）引壓（yā）管是否吹掃了。

（5）引壓管是否有（yǒu）泄漏。

（6）閥組是（shì）否關閉。

（7）錐形流量計的高壓端是否在低壓端（duān）的前麵。