瓦斯管道流量計

1、綜述

錐形流量計是一種新型的可精確測量各種（zhǒng）雷諾數的高（gāo）精度（dù）流量計，可滿足各種介質的應用條件要求其操（cāo）作原理同其它各種類（lèi）型的（de）差壓原理相同，都是（shì）基於密封管道（dào）中的能量守恒（héng）定理，錐形流量計由（yóu）於具有****的設計結構，因而性能更優。

錐形流量計（jì）是在管道中心處懸掛一錐形節（jiē）流（liú）件，錐形件（jiàn）阻礙介質的流動，重（chóng）塑流速曲線，在（zài）錐形性的下遊可立（lì）即形成低壓區，管道（dào）上（shàng）遊的正壓同經節流件節流後的（de）下遊的負壓之間有一差壓，將正、負壓用取壓口取出（chū），正壓口位於管（guǎn）道的上遊，負壓口位於椎體的末端，通過測量兩者之間（jiān）差壓（yā），根據伯努利方程即可計算出管道中的流量，椎體位於管線中心，可對所測介質的流（liú）速曲線進行（háng）優化，因此測量（liàng）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（lì））條件下的氣相、混合氣相、液相、多相液體、氣（qì）液兩相（xiàng）（濕氣（qì）、液相質量比≤5%）、粉末、高粘度（dù）、高（gāo）流速、髒（zāng）汙、含有固體懸浮顆粒的液相、溶液振（zhèn）動、電磁幹擾（rǎo）等介質的流量。流（liú）體的條（tiáo）件可從深（shēn）低溫（wēn）到超臨界狀態。工作溫度*高（gāo）850℃，*大壓力42.0MPa。若用特殊結構（gòu）材質，溫度壓力還可以（yǐ）更高（gāo）。可測量*高雷諾數（shù）500萬，*低雷諾數8000甚至更低。產（chǎn）生滿刻度（dù）差壓信號從*低小於0.1千帕到（dào）*高幾十千帕。

法蘭取壓（yā）型錐形（xíng）流量計（VF），采用實（shí）心椎體（tǐ）截（jié）流（liú）體，並在管壁用法蘭取壓，配（pèi）上遠傳差壓變送器，可有效防止取壓口的堵（dǔ）塞，適合於含有固體顆粒粉塵介質、高粘度液體及髒汙介質（zhì）。

2、工作原理

錐形流量計是一（yī）種差壓型的（de）流量儀表。以差壓原（yuán）理設計的流（liú）量儀表已經有了一百多年的應用曆史了，差壓型流（liú）量計是基於密封管道中的（de）能量轉（zhuǎn）換原理，也就是說對於穩定流體（tǐ），管道（dào）壓力與管道中的介質流速的平方根成反比：速度增（zēng）加壓（yā）力會下降，當介質（zhì）接近椎體（tǐ）時（shí），其壓力為P1，在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（xíng）流量（liàng）計的（de）取壓口引到後接差壓變送器（qì）上，流速發生變化時（shí），錐形流（liú）量計的兩個取壓口之間的差壓值會增大（dà）或縮小。當（dāng）流速相同時，若節流麵積大，則（zé）產生（shēng）的差壓值也大，β值等於錐體的節流麵積除以管道內徑的截麵積（可換算成兩者之間的直徑比）。

3、主要計（jì）算公式：

錐體的外形是（shì）通（tōng）過多年的連（lián）續試驗、評估和（hé）改進後得出的，是此類流量計的（de）*佳外形。能在不同的工況中使用。我們可以借助（zhù）管道流速曲線來理解（jiě）錐形流量計的性能（néng）。如果介質通過一個很長的（de）管道，而且在管道（dào）中沒有受（shòu）到任何（hé）阻礙和幹擾，那它的流速分布將很均勻。靠近管壁的流（liú）速幾乎（hū）為零，而管道（dào）中（zhōng）心的流速將達到*大。（如圖2）當我們將錐體懸掛在管線中心時，錐體（tǐ）將直接同流體的高速區接角，迫使（shǐ）高速區的流體同近管壁低速區的流體（tǐ）混合從而使流速均勻化，這樣測出流體的流速更加準確。

在（zài）現實工況中，流（liú）速是很難分布均（jun1）勻的，很多情況都會造成流體分布的不均勻。管道上的（de）任何變化都可能對流體造成影響：如彎頭、閥門、縮徑、擴徑、泵、三通等等（děng）。而（ér）錐形流量計利用錐體對流速分布曲線進行重（chóng）新塑（sù）造（如圖3），經過錐體“整流”後的流體分布趨（qū）於均（jun1）勻，可保證儀表在惡劣的條件下獲得較高的測量（liàng）精度。這樣使得錐形流量計的應用範（fàn）圍更加寬闊。

上遊幹擾造成流速曲線不規格

1.精度，重複性

錐形流量計正（zhèng）壓孔取（qǔ）在錐體上遊的管壁（bì）上，取壓（yā）位（wèi）置選在（zài）理想流體的等速區域，符合伯努利定理，正壓信號穩定；負壓孔位於錐體尾部中心，正（zhèng）好落在下遊壓力*小（xiǎo）的區域，由（yóu）於錐體中心（xīn）對稱的結構（gòu），使（shǐ）得錐尾中心區（qū）域流場呈現相（xiàng）對靜態，流（liú）體節流後在負壓區隻出（chū）現高頻低幅的小漩渦，使（shǐ）得負壓信號波動很小，輸出差（chà）壓信號穩定，傳感器精度優於讀數（shù）的±0.5%，重（chóng）複（fù）性為±0.1%，貿易計量型精度為±0.3%（圖4）。

2.量程比，壓損

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

3.安裝要求

由於錐形（xíng）流量計可以改變流體流速曲線，因此該流量計對上、下遊直管段的要求小（xiǎo）。一般情況下，對於管（guǎn）道式法蘭連接的，不需要直管段，而對於直接插入（rù）式的其要求是：上（shàng）遊（yóu）直管段：0-3D；下遊直管段：0-1D（圖6）。

4.刻度差壓值

錐形流量計刻度（dù）差壓大（dà），並可（kě）靈活選擇。如（rú）在電（diàn）廠測風、鋼廠測煤氣（qì）等低流速場合，其刻度（dù）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

錐形流量計另一大特點是自吹掃式結構設計，無滯留死區。介（jiè）質流過錐體時會加速，不斷衝刷（shuā）正（zhèng）壓取壓孔、錐體外壁、錐（zhuī）體附近（jìn）管壁，而負壓（yā）取壓孔（kǒng）則被一小段不流動介質所（suǒ）隔（gé）離、髒汙雜質進不去，因此錐形流量計可用於各種含（hán）雜質、易結晶的髒汙介質（zhì），如焦爐煤氣、高爐煤（méi）氣等（děng）長（zhǎng）期使用（yòng）不宜堵。VF法（fǎ）蘭取（qǔ）壓式錐形流（liú）量計則采用密封錐體加雙法蘭取壓，可用於高粘度（dù）、含雜質、易結垢的特殊髒汙（wū）介質，如渣油（yóu）、原油、回煉油、水煤漿（jiāng）、苯、液態硫（liú）磺等，在測量精度、穩定（dìng）性、直管段要求等（děng）方麵，均遠遠優於楔式流量計。

6.長期穩定性

錐（zhuī）形（xíng）流量（liàng）計獨特（tè）的流線形錐體節流時具有（yǒu）“流線體（tǐ）邊界層效應”，使髒汙流體不會磨（mó）損節流（liú）緣，其β值可保證長期（qī）不變，整個儀（yí）表無可動部件，因此無需（xū）重複標（biāo）定，具有長期穩定（dìng）性。

7.尺（chǐ）寸

由於錐形流量計錐體****的設計，使得其β值範圍廣。標準β值範圍為：0.45、0.55、0.65、0.75、0.85。

8.混合器

由於錐形流（liú）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

錐形流（liú）量（liàng）計主要有八種結（jié）構形（xíng）式：1.管道式、2.對夾式、3.法蘭取壓式、4.插入式、5.直接焊接（jiē）式、6.保溫夾套式、7.防腐式、8.方管式。

1.應用參數

用戶需要提供正確（què）的參數以供選型計算用。我單位的選型軟件中有很多流體（tǐ）的典型數（shù）據可供用戶在選型計算時選用（yòng）。

2.通用計算公式

各（gè）參數的單位可在計算程序中靈活（huó）轉換成其它單（dān）位

3.液體計算公式

4.可壓縮介質的（de）計算公式（氣體和蒸汽）

5.Y-氣體膨脹係（xì）數的簡化公式應用範（fàn）圍

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

6.選型計算

每（měi）台錐形流量（liàng）計在製造前都要根據工藝參數進行選型計算，確定錐（zhuī）體（tǐ）大小，從而確定了這台流量計的固有（yǒu）性能。口徑計算確（què）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（biāo）定。如果不能進行實際標定，也必須進（jìn）行模擬標定，我單位（wèi）多年來收集的測試數據可（kě）精確（què）估算出儀表的Cf值（zhí）。

8.部件材質（zhì）

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

9.三閥組

錐形流量計與差壓變（biàn）送器之間應安裝三閥組。用於變送（sòng）器在線調校。

10.差壓變送器、流量計算機

我單位可成套提供差壓變送（sòng）器（qì）和（hé）流（liú）量計算儀，組成流量測量係統。還（hái）可（kě）以提供溫度變送器和壓力變送器（qì）用（yòng）於測量流體質量流（liú）量。

1.安全要求

任何人在安裝、檢查或維護錐形流（liú）量計時都應對管道的結構及係統地壓力必須有清晰正確的認識。起吊儀表時應該小心，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（yòng）合適且正確的工具。

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

開車前必須檢（jiǎn）查所有的連（lián）接是否牢（láo）固，必須與流量計保（bǎo）持一（yī）定的距離，避免事故發生。

2.開箱、檢驗

流量計到貨後（hòu）應進行開箱（xiāng）檢查，防止（zhǐ）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（liàng）計有問題，請同（tóng）代理商聯係。

3.流量計（jì）安裝定位（wèi）

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（yā）口之間的距離為2.12，高壓口位於上遊，低壓（yā）口位於下遊，請參考圖8，安（ān）裝時請注意方向及高、低壓取壓口（kǒu）的位置。

4.配管要求

安裝時建議（yì）上遊直管段為0-3D，下（xià）遊直管段為0-1D，D代表所安裝管（guǎn）道的（de）公稱直徑。由於錐形流量計的整流（liú）作用，當流量計鄰（lín）近1個90°彎管或鄰近不在（zài）同一平麵（miàn）的2個90°彎管時，流（liú）量計的精度不受影響。錐形（xíng）流量計還可安裝在比（bǐ）它本身稍微大（dà）一些的管（guǎn）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（shàng）安裝的錐形（xíng）流量計，取壓口位於管線的側上方，即位於時（shí）鍾3點或9點的（de）位置。如果安裝（zhuāng）在豎（shù）直管線上，則對取位口的方位不作要求。

（1）介質為（wéi）潔淨（jìng）液體時

（2）介質（zhì）為幹燥（zào）潔淨氣體時

（3）介質為（wéi）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，不會產生差壓信號。詳情請參考有關安（ān）裝使用（yòng）手冊。

注意：若被測介質（zhì）為氣體或蒸汽（qì），可能介質（zhì）會在引壓管中凝（níng）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直管線同儀表之間有足夠的距離，確保垂直（zhí）管線（xiàn）內沒有（yǒu）蒸汽。

2.對於一些流量計需垂直安裝的場所，在引（yǐn）壓（yā）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（ān）裝、使用及維護手冊。

8.差壓變送器

請參閱不同廠家的差壓變（biàn）送器（qì）上的具（jù）體安裝、使用及維護手冊。

9.溫度和壓力傳感器

請參閱不同廠家（jiā）的具體安裝、使用及維護手冊。

10.安裝檢查要點

（1）差壓變送器的滿量程是否正確。

（2）差壓變送器零點是（shì）否已經調整。

（3）差壓變送器和流（liú）量計算儀的設置是否正確。

（4）引（yǐn）壓管是（shì）否（fǒu）吹掃了（le）。

（5）引壓管是否有泄漏。

（6）閥組（zǔ）是否關閉。

（7）錐形流量計的高壓端是否在低壓端的前麵。