V型錐流（liú）量計

1、綜（zōng）述

錐形（xíng）流量計是（shì）一（yī）種新（xīn）型（xíng）的可（kě）精確測量各種雷諾數（shù）的高精度流量計，可（kě）滿足各種介質的應（yīng）用（yòng）條件要求其操作原理同（tóng）其它各種類型的（de）差壓原（yuán）理相同，都是（shì）基於（yú）密封管道（dào）中的能量守恒定理，錐（zhuī）形流（liú）量（liàng）計由（yóu）於（yú）具有****的設計結（jié）構，因而性能（néng）更優。

錐形流量計是在管（guǎn）道（dào）中心處（chù）懸掛一錐形（xíng）節流件，錐形件阻礙介質的流動，重塑流（liú）速（sù）曲線，在（zài）錐形性的（de）下遊可（kě）立即形（xíng）成低（dī）壓區，管（guǎn）道上遊的正壓同經（jīng）節流件節流後的下遊的負壓之間有一（yī）差壓，將（jiāng）正、負壓用取壓口取出，正壓口位於（yú）管道的上遊，負壓口位（wèi）於椎體的（de）末端（duān），通過測量兩者之間差壓，根據伯（bó）努利方程（chéng）即可計算出管道（dào）中的（de）流量，椎體位於管（guǎn）線中心，可對所測介質的流速曲線（xiàn）進行優化，因此測量精度高，對（duì）儀表上、下遊的直管段要求低。

錐形流量計可測量（liàng）各種工況（溫（wēn）度和壓力）條件下的氣相（xiàng）、混（hún）合（hé）氣相、液相、多相液（yè）體、氣液（yè）兩相（濕氣、液相質量比≤5%）、粉末、高粘度（dù）、高流（liú）速（sù）、髒（zāng）汙、含有固體懸浮顆粒的液相、溶液振動（dòng）、電磁幹擾等介質的（de）流量（liàng）。流體的條（tiáo）件可（kě）從深低溫到超臨（lín）界狀態。工作溫度*高850℃，*大壓力42.0MPa。若用特殊結（jié）構材質，溫度壓（yā）力還可以更高。可（kě）測量*高雷諾數500萬，*低雷諾（nuò）數8000甚至更低。產生滿刻度差壓信號從*低小於0.1千帕（pà）到*高（gāo）幾十千帕。

法蘭取壓型錐形流量計（VF），采用實心椎體截流體，並在管壁用法蘭取壓，配上遠傳（chuán）差壓變送器（qì），可有效防止取（qǔ）壓口的堵塞，適（shì）合於含有固（gù）體顆（kē）粒粉塵介質（zhì）、高粘（zhān）度液（yè）體及髒汙介質。

2、工作原（yuán）理（lǐ）

錐（zhuī）形流量計是一（yī）種差壓（yā）型的流（liú）量（liàng）儀表（biǎo）。以差壓原理設（shè）計的流（liú）量儀表已經有了一百多年的應用曆史了，差壓型流量計是（shì）基（jī）於密封（fēng）管道中的能量轉換原理，也就是說對於穩定流體，管道（dào）壓（yā）力與管道（dào）中的介質（zhì）流速（sù）的平方根成反比：速度增加（jiā）壓力會下（xià）降，當（dāng）介質接近椎體時（shí），其壓力為P1，在介質通過椎（zhuī）體的節（jiē）流區（qū）時，速度會增（zēng）加（jiā）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（yǐn）到後接差（chà）壓變送器上，流速發生變化（huà）時，錐形流量（liàng）計的兩個取（qǔ）壓口之間的差壓值會增大或（huò）縮小。當流速相同時，若節（jiē）流麵積大，則產生的差（chà）壓值也大，β值等於錐（zhuī）體的節流麵積除以管（guǎn）道內徑的截麵積（可換算成兩（liǎng）者（zhě）之間的直徑（jìng）比）。

錐體的外形是通過多（duō）年（nián）的（de）連續試（shì）驗（yàn）、評估和改進後（hòu）得出（chū）的，是（shì）此類流量計的*佳外形。能在不同的工況中使（shǐ）用。我們可以借助管道流（liú）速曲線來理解錐形流量計的（de）性能。如果（guǒ）介質通過（guò）一（yī）個很長的管（guǎn）道，而且在管道（dào）中沒（méi）有受到任何阻礙和幹（gàn）擾（rǎo），那它的流速分布將（jiāng）很均（jun1）勻。靠近管壁的流（liú）速幾乎為零，而管道（dào）中心的流速將達到*大。（如圖2）當我們（men）將錐體懸（xuán）掛在（zài）管線中心時，錐體（tǐ）將直接（jiē）同流體的高速區接角，迫使高速區（qū）的流體（tǐ）同近（jìn）管（guǎn）壁低速區的流體混（hún）合從而使流速均（jun1）勻（yún）化，這樣測出流體的流速更加準（zhǔn）確。

在現實工況中（zhōng），流速（sù）是（shì）很（hěn）難分布均勻的，很多情況都會造（zào）成流體分（fèn）布的不（bú）均勻。管道上的任何（hé）變化都可（kě）能對流體造成影響：如彎頭（tóu）、閥門、縮徑、擴徑、泵、三通等等。而（ér）錐形流量計利用錐體對流速（sù）分布曲線進行重新塑造（如（rú）圖3），經過錐體“整流”後的流體分布（bù）趨（qū）於均勻，可保（bǎo）證儀（yí）表在惡（è）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用（yòng）範圍更加寬闊。

上遊幹擾造成流速曲線（xiàn）不（bú）規格

1.精度，重複性（xìng）

錐（zhuī）形流（liú）量計正壓孔取在錐體上遊的（de）管（guǎn）壁上，取（qǔ）壓位（wèi）置選在理想流體（tǐ）的等速區域，符合伯（bó）努利定理，正壓信號穩定；負壓孔位於（yú）錐體尾部（bù）中心，正（zhèng）好落在下遊壓力*小的區域，由於錐體中（zhōng）心對稱（chēng）的結構，使得錐尾中（zhōng）心區域（yù）流場呈（chéng）現相對（duì）靜態，流體（tǐ）節流（liú）後在（zài）負壓（yā）區隻（zhī）出現高頻（pín）低幅的小漩渦，使得負壓信號波（bō）動很（hěn）小（xiǎo），輸出差壓信號（hào）穩定，傳感器精度優（yōu）於讀數的±0.5%，重複性為（wéi）±0.1%，貿易計量型精度（dù）為±0.3%（圖4）。

2.量程比，壓損

錐形流量計正常（cháng）情況（kuàng）下量程（chéng）比為（wéi）10:1，選擇合適（shì）的參數可以做到30:1。在同樣的β值下，錐形（xíng）流量計（jì）永久壓力損（sǔn）失約為（wéi）孔板的1/5～1/10，（圖5）可大大降低運行能耗。

3.安裝要求（qiú）

由於錐形流量計（jì）可（kě）以改變流體（tǐ）流速曲線（xiàn），因此該流量（liàng）計對上、下遊（yóu）直管段的要求小。一般情況下，對於（yú）管（guǎn）道式（shì）法（fǎ）蘭連接的，不需要直管段，而（ér）對於直接插（chā）入式的其要求是：上遊直管段（duàn）：0-3D；下遊直管段：0-1D（圖6）。

4.刻度差壓值

錐形（xíng）流量計刻（kè）度差（chà）壓大，並可靈活選（xuǎn）擇（zé）。如在電廠測風、鋼廠測煤氣等低流速場合（hé），其刻度差壓是各種均速管、文（wén）丘（qiū）裏、彎管的10～15倍，能真正保證測量（liàng）的穩（wěn）定和精度。

5.無滯留死區（qū）

錐形流量計另一（yī）大特點是自吹掃式結構設計，無滯留死區。介質流過錐體時會（huì）加速，不斷衝（chōng）刷正壓取壓孔、錐體（tǐ）外壁、錐體附（fù）近（jìn）管壁，而負壓取壓孔則被一小段（duàn）不流動介質所隔離、髒汙（wū）雜質（zhì）進不去（qù），因此錐（zhuī）形流量計可用於各種含雜（zá）質、易結（jié）晶的（de）髒汙（wū）介質，如焦（jiāo）爐煤氣、高爐（lú）煤氣等長期使用不宜堵。VF法（fǎ）蘭取壓式錐形流量計則采用密（mì）封錐體（tǐ）加雙法蘭取壓，可用於高（gāo）粘度、含雜質、易結垢的特殊髒汙介質（zhì），如（rú）渣油、原油、回（huí）煉油、水煤（méi）漿（jiāng）、苯、液態硫磺等（děng），在測量精度、穩定性、直管（guǎn）段要（yào）求等（děng）方麵，均遠遠優於（yú）楔式流量計。

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（xiào）應”，使髒汙流體不（bú）會磨損節（jiē）流緣，其β值可保證長期不變，整個儀表無（wú）可動部件，因此無（wú）需重複（fù）標定，具有長期穩定（dìng）性。

7.尺寸

由於錐（zhuī）形流量計錐體****的設計，使得（dé）其β值範圍廣（guǎng）。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（tā）被作為混合器作（zuò）使用。

9.結（jié）構（gòu）形式

錐形流量計主（zhǔ）要有八種結構形式：1.管道式（shì）、2.對夾式、3.法蘭取（qǔ）壓式（shì）、4.插入（rù）式、5.直（zhí）接焊接式、6.保（bǎo）溫夾套式、7.防（fáng）腐式、8.方管式。

1.應（yīng）用參數（shù）

用戶需要（yào）提供正確的參數以（yǐ）供選型計算（suàn）用。我單位（wèi）的選（xuǎn）型軟件中有很多流（liú）體的典（diǎn）型數據可供用戶在選型（xíng）計算時選用（yòng）。

2.通用（yòng）計算公式（shì）

各（gè）參數的單位（wèi）可在計算程序中靈（líng）活（huó）轉換成其（qí）它單位

3.液體計（jì）算公式

4.可壓（yā）縮介（jiè）質的計算公式（氣（qì）體和蒸汽）

5.Y-氣體膨脹係數的簡化公式應（yīng）用範圍

上述公式中，用於應操（cāo）作溫度下的等熵指數計算K2和K3，因此不需要對等熵指（zhǐ）數（shù）的變化（huà）進行修（xiū）正，如果不行，也可以用（yòng）上述Y膨脹係數（shù）對△P和P進（jìn）行校正中的公式進行計（jì）算。

6.選型（xíng）計算

每台錐形流量計在製造前都要根（gēn）據工藝參數進（jìn）行（háng）選型計算（suàn），確定錐體大小，從（cóng）而確定了這台流量計的固有（yǒu）性能（néng）。口徑計算確定（dìng）了差（chà）壓值，測量（liàng）範圍，測量精度，壓力損失以及推（tuī）薦的β值。

7.校驗

每台錐（zhuī）形流量計在出廠前都應進（jìn）行標定。如果不能進行實（shí）際（jì）標（biāo）定，也必須（xū）進行（háng）模擬標定，我單位多年（nián）來收集（jí）的測試數據可精確估（gū）算出儀表的Cf值（zhí）。

8.部件材質

錐（zhuī）形流量（liàng）計用的（de）所有部件材質都是經過嚴格篩（shāi）選的合格產（chǎn）品（pǐn），保證流量計的長時間連續（xù）工作。

9.三（sān）閥組

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

10.差壓變送器、流量計（jì）算（suàn）機

我單（dān）位可成套提（tí）供差壓變送器和流量計算儀，組成流量測量係統。還可（kě）以提供溫度變送器和壓力變（biàn）送器用於測量流體質量流（liú）量。

1.安（ān）全要求

任何人（rén）在安裝、檢查或維護（hù）錐形流量計時都（dōu）應對管道（dào）的結構及係（xì）統地壓（yā）力必須有（yǒu）清晰正確（què）的認識。起吊儀表時應該小心，若起吊、下（xià）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。

在調整及（jí）折裝儀表時，應確保管道的壓力（lì）已經完全卸（xiè）掉-千（qiān）萬不可帶壓拆（chāi）卸儀表（biǎo）。

開車（chē）前必須檢查所有的連接是否（fǒu）牢固，必（bì）須與流量計（jì）保持（chí）一（yī）定的距離，避免事故發生。

2.開箱（xiāng）、檢驗

流量計（jì）到（dào）貨後應進行開箱檢查，防止流量計或配件（jiàn）在運輸過（guò）程中被（bèi）損壞。若碰到（dào）隨機文件（jiàn）或流量計有問（wèn）題，請同代理商聯係。

3.流量計（jì）安裝定位

每台錐形（xíng）流量計的（de）側麵貼有方（fāng）向標簽標明流（liú）體（tǐ）的流向（xiàng），安（ān）裝時應特別注（zhù）意。對大多（duō）數（shù）口徑而言，兩（liǎng）個（gè）取壓（yā）口之間的距離為2.12，高（gāo）壓口位於上遊，低壓口位於下（xià）遊，請參考圖8，安裝時請注意方向及高（gāo）、低壓（yā）取壓（yā）口的（de）位置。

4.配管要（yào）求

安裝時建議上遊直（zhí）管段（duàn）為0-3D，下遊直管段為0-1D，D代表所安（ān）裝（zhuāng）管道（dào）的公稱直徑。由於錐（zhuī）形流量計的整流作用，當流量計鄰近1個90°彎管或鄰近不在同一平（píng）麵的2個90°彎管時，流量計的精度不受影響。錐形流（liú）量計還（hái）可安裝在比它本（běn）身稍（shāo）微大（dà）一些的管（guǎn）道上。在這（zhè）類管線上安裝時，請向代（dài）理谘（zī）詢。

5.取（qǔ）壓口的方向

對於（yú）水平管道上安裝（zhuāng）的錐形流量計，取壓口位於管（guǎn）線的側上方，即（jí）位於時鍾3點或9點的位置（zhì）。如果（guǒ）安裝在（zài）豎直管（guǎn）線上，則對取位（wèi）口的方位不作要求。

（1）介質為（wéi）潔淨液體時

（2）介（jiè）質為幹（gàn）燥潔淨氣體時

（3）介質（zhì）為蒸氣體時

6.引壓（yā）管

盡可（kě）能安裝好引壓（yā）管，當沒有介質流通時，不會產生差（chà）壓信（xìn）號。詳情請參（cān）考有關安裝使用手冊。

注意：若被測介質為氣體或蒸汽，可能（néng）介質會在（zài）引（yǐn）壓管中凝結，請注意以下兩點：

1.引（yǐn）壓（yā）管線應水平走一段（duàn）距離以保證豎直管線同儀表之間有足夠（gòu）的距（jù）離，確保（bǎo）垂直（zhí）管（guǎn）線（xiàn）內沒有蒸汽。

2.對於一些流量計需垂直（zhí）安裝的場所，在引壓管（guǎn）線的安裝方麵尤其（qí）需要注（zhù）意。

7.三閥組

請（qǐng）參考三閥組的安裝、使用及維（wéi）護手冊。

8.差壓變送器（qì）

請參（cān）閱不同廠家的差壓變送器上的具體安裝、使用及維護手冊。

9.溫度（dù）和（hé）壓力傳感器

請參閱不（bú）同廠家的具體安裝、使用及維護手冊。

10.安裝檢查要點

（1）差壓變（biàn）送器的滿量程是否正確。

（2）差壓變（biàn）送器零點是否已經調（diào）整。

（3）差壓變送器和流量計（jì）算儀的設置是否正確。

（4）引壓管是否（fǒu）吹掃了。

（5）引壓管是否有泄漏（lòu）。

（6）閥（fá）組是否關閉。

（7）錐形流量計的高壓端是否在低壓端（duān）的前（qián）麵（miàn）。