V型錐流量計

1、綜述（shù）

錐（zhuī）形流量（liàng）計是一種新型的（de）可（kě）精確測量各種雷諾（nuò）數的高（gāo）精度（dù）流量計，可滿足各種介質的應（yīng）用（yòng）條件要（yào）求其操作原理同（tóng）其它各（gè）種類型的差壓原（yuán）理（lǐ）相同，都是基於（yú）密（mì）封管道中的能量守恒定理（lǐ），錐形流量計由於具有（yǒu）****的設計結構，因而性能更優（yōu）。

錐形流量計是在管道中心處懸掛一錐形節流件，錐（zhuī）形件阻礙介質的流動，重塑流速（sù）曲（qǔ）線，在錐形性（xìng）的下遊（yóu）可（kě）立即形成（chéng）低（dī）壓（yā）區，管道上遊的正壓同經節（jiē）流件節流後的下遊的負壓之（zhī）間有一差壓，將正、負壓用取壓口取出，正壓口（kǒu）位於管道（dào）的上遊，負（fù）壓口位於椎體（tǐ）的末端，通過測（cè）量兩者之間差（chà）壓，根據（jù）伯努利（lì）方程即可（kě）計算（suàn）出管道（dào）中（zhōng）的流量（liàng），椎體位於管線中心（xīn），可對所測介質的流速（sù）曲線進行優化，因此測量精度高，對儀表上、下遊的（de）直管段要求低。

錐（zhuī）形流量計（jì）可測量各種（zhǒng）工況（溫度（dù）和壓力）條件下（xià）的氣相、混合氣相、液相、多相液體、氣液兩相（濕氣、液相質量（liàng）比≤5%）、粉末、高粘（zhān）度（dù）、高流速、髒汙、含有固體懸浮顆粒的液相、溶液振（zhèn）動、電磁幹（gàn）擾等介質（zhì）的流量（liàng）。流（liú）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42.0MPa。若用特殊結構（gòu）材質，溫度壓力還可（kě）以更高。可測量*高雷（léi）諾數500萬，*低雷諾數8000甚至更（gèng）低。產生（shēng）滿（mǎn）刻度差壓信號從*低（dī）小（xiǎo）於（yú）0.1千帕（pà）到*高幾（jǐ）十（shí）千（qiān）帕。

法（fǎ）蘭（lán）取壓型錐形流（liú）量計（VF），采用實（shí）心椎（zhuī）體截流體，並（bìng）在管壁用（yòng）法蘭（lán）取壓，配上遠傳差壓變送器，可有效（xiào）防止取壓口的堵塞，適合於含有固體顆粒粉（fěn）塵介質、高粘度液（yè）體及髒汙（wū）介質。

2、工作（zuò）原理

錐形流量計是一種差壓型的流量儀（yí）表。以差壓原理設（shè）計的流量儀表（biǎo）已經有了一百（bǎi）多年的應（yīng）用曆史了，差壓型流量計是基（jī）於（yú）密封管（guǎn）道中的（de）能量轉換（huàn）原理，也就是說對於穩定流（liú）體，管道壓力與管道中的介質（zhì）流速的平方（fāng）根成反比（bǐ）：速（sù）度增加壓力會下降，當介質接近椎體時，其壓力為P1，在介質（zhì）通過椎體的節流區時，速度（dù）會增加壓力會降（jiàng）低為P2，如圖（tú）1所（suǒ）示，P1和（hé）P2都通過錐（zhuī）形（xíng）流（liú）量計（jì）的取（qǔ）壓口（kǒu）引到後接差（chà）壓變送器上（shàng），流速發生變化時，錐形流量計（jì）的兩個取（qǔ）壓口之（zhī）間的差壓值會增大或縮小。當流速相（xiàng）同時（shí），若節流（liú）麵積（jī）大，則（zé）產生的差壓值也（yě）大，β值等於錐體（tǐ）的（de）節流麵積除以管道內徑的截麵（miàn）積（jī）（可換算成兩者之間的直徑比）。

錐（zhuī）體的外形是通過多年的連（lián）續試驗、評（píng）估（gū）和改進後得出的（de），是此類流量計的*佳（jiā）外形。能在不同的工況中使用。我們可以借助管道流速曲線來理解錐形（xíng）流（liú）量計的性能。如果（guǒ）介質通過一個很長的管道，而且在管道中沒有受到任何阻礙（ài）和幹擾，那它的流（liú）速分布（bù）將很均勻。靠近管壁（bì）的流速幾乎（hū）為（wéi）零，而管道中心（xīn）的流速將達到*大。（如圖2）當（dāng）我們將錐體（tǐ）懸掛在管線（xiàn）中心（xīn）時，錐體將直接同流（liú）體的高速區（qū）接（jiē）角，迫使（shǐ）高（gāo）速區（qū）的流體同近管壁低速區的流（liú）體混合從而（ér）使流速（sù）均勻化，這（zhè）樣（yàng）測（cè）出流（liú）體的流速更加準確。

在現實（shí）工況中，流速（sù）是很難分布均（jun1）勻的（de），很多情（qíng）況都會造成（chéng）流體分布的不均勻。管道上的任（rèn）何變化（huà）都可能對（duì）流體（tǐ）造成影響：如彎頭、閥門、縮徑（jìng）、擴徑、泵、三通等等。而錐形流量（liàng）計利用錐體對（duì）流速（sù）分（fèn）布曲線進行（háng）重新塑造（zào）（如圖3），經（jīng）過錐體（tǐ）“整流（liú）”後的流體（tǐ）分布趨（qū）於均勻（yún），可保證儀表在惡劣的（de）條件下獲得較高的測量精度。這樣（yàng）使得錐形流量計（jì）的應用（yòng）範圍（wéi）更加（jiā）寬（kuān）闊。

上（shàng）遊幹（gàn）擾造成流速曲線不規格

1.精（jīng）度，重複性

錐形流量計正壓孔取在錐（zhuī）體上遊的（de）管壁（bì）上（shàng），取壓位置選在（zài）理想（xiǎng）流（liú）體的等（děng）速區域，符合伯（bó）努利定理，正壓信號穩定；負壓孔位於錐（zhuī）體尾部（bù）中心，正好落在下（xià）遊壓力*小的區域，由於錐體中心（xīn）對稱的結構，使（shǐ）得錐尾中心區（qū）域流場呈現相對靜態，流（liú）體節流後在（zài）負壓區隻出現高頻低幅的小（xiǎo）漩渦，使得（dé）負壓信號波動很小，輸出差壓信號穩定（dìng），傳感器精度優於讀數的±0.5%，重複（fù）性為（wéi）±0.1%，貿易計量型精度為±0.3%（圖4）。

2.量程比，壓損

錐形（xíng）流量計正常情況下量程比為10:1，選擇合（hé）適的參數可以（yǐ）做到（dào）30:1。在（zài）同樣的β值下，錐形流量計永久壓力損失約為孔板（bǎn）的1/5～1/10，（圖5）可大大降低運行能耗。

3.安裝（zhuāng）要（yào）求

由於錐形（xíng）流量計可以（yǐ）改變流體流速曲線，因此該（gāi）流量計對上、下遊直（zhí）管段（duàn）的（de）要求小（xiǎo）。一般情況下，對（duì）於管（guǎn）道式法蘭（lán）連（lián）接（jiē）的（de），不需要（yào）直管段，而對（duì）於直接插入式的其要（yào）求是：上遊（yóu）直管段（duàn）：0-3D；下遊直管段：0-1D（圖6）。

4.刻度差壓值

錐形流量（liàng）計刻度差壓（yā）大，並可靈活選擇（zé）。如（rú）在電廠測風、鋼（gāng）廠測煤氣等低流（liú）速場合，其刻度差（chà）壓是各種均速管、文丘裏、彎管的（de）10～15倍（bèi），能真（zhēn）正保證測量的（de）穩（wěn）定和（hé）精度（dù）。

5.無滯留死區

錐形流量計另一大特點（diǎn）是自吹掃式結構設計，無滯留（liú）死區。介（jiè）質流過錐體時（shí）會加速（sù），不（bú）斷（duàn）衝刷正壓取壓（yā）孔、錐體外壁、錐體附近管壁，而負壓取壓孔則被（bèi）一小段不流動介質所隔離、髒汙雜質（zhì）進不（bú）去，因此錐形流（liú）量計可用於（yú）各種含雜質、易結（jié）晶的（de）髒汙（wū）介質，如焦爐煤氣、高爐煤氣等長期（qī）使用（yòng）不宜堵。VF法蘭取壓式錐形（xíng）流量計則采用密封錐體加雙法蘭取壓，可（kě）用（yòng）於高粘度、含雜質、易結垢的特殊（shū）髒汙介質，如渣油、原油、回（huí）煉油、水煤漿、苯、液態硫（liú）磺等（děng），在測量（liàng）精度（dù）、穩定性、直管段要求（qiú）等方麵，均遠遠優（yōu）於（yú）楔式流（liú）量計。

6.長（zhǎng）期穩（wěn）定性

錐（zhuī）形流量計獨特的流線形錐體節流時（shí）具有“流線體邊界層效應”，使髒汙流體不會磨損（sǔn）節流緣，其β值可保證長期不變，整個（gè）儀表（biǎo）無可動部件（jiàn），因此無需重複標（biāo）定，具有長期穩定（dìng）性。

7.尺（chǐ）寸

由於錐（zhuī）形流量計錐（zhuī）體****的設計，使（shǐ）得其β值（zhí）範圍廣。標準（zhǔn）β值範圍為：0.45、0.55、0.65、0.75、0.85。

8.混（hún）合器（qì）

由於錐（zhuī）形流量（liàng）計的獨特（tè）結構，在很多情（qíng）況（kuàng）下，它被作為混合器作使用。

9.結構（gòu）形式

錐形流量計主要有八（bā）種結構形式（shì）：1.管（guǎn）道式、2.對夾式、3.法（fǎ）蘭取壓式（shì）、4.插入式、5.直（zhí）接焊接（jiē）式、6.保溫夾（jiá）套（tào）式、7.防腐式、8.方管式。

1.應用（yòng）參數（shù）

用戶（hù）需要提供正確的參數以供選（xuǎn）型計（jì）算用。我單位的（de）選型軟件中有很（hěn）多流體的典型數據可供用（yòng）戶在選（xuǎn）型計算（suàn）時選用。

2.通用計算公（gōng）式

各參數的單位可（kě）在計算程序中（zhōng）靈活轉換成其它（tā）單位

3.液體計算公（gōng）式（shì）

4.可壓縮介質的（de）計算公（gōng）式（氣體和蒸汽）

5.Y-氣體膨脹係數（shù）的簡化公式應（yīng）用範圍（wéi）

上（shàng）述公式（shì）中，用於應（yīng）操作溫度下的（de）等熵指（zhǐ）數計（jì）算K2和K3，因此不（bú）需要對等熵指數（shù）的變（biàn）化進行（háng）修（xiū）正，如果不行，也可（kě）以用上（shàng）述Y膨脹係數對△P和P進行校正中的公式進行計算（suàn）。

6.選型計算（suàn）

每（měi）台錐形流量計在製造前都要根（gēn）據工藝參數（shù）進（jìn）行選型計算，確定（dìng）錐體大小，從（cóng）而確定（dìng）了這台流量計的固有（yǒu）性能。口徑計算確定了差壓值，測量範圍，測量精度，壓（yā）力損失以及推薦（jiàn）的（de）β值。

7.校驗

每台錐（zhuī）形流量計在出廠前都應進行標定。如果不能進（jìn）行（háng）實際（jì）標定（dìng），也必須進行模（mó）擬標（biāo）定，我單位多年來收集的測（cè）試數據（jù）可精（jīng）確估算出（chū）儀表的Cf值。

8.部件材質

錐形流量計用的所有（yǒu）部件材質都（dōu）是（shì）經過嚴格篩選的合格產品，保（bǎo）證流量計的長時間連續工作。

9.三閥（fá）組

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

10.差（chà）壓（yā）變送（sòng）器（qì）、流量計算機

我單位可成（chéng）套提供差壓變送器和流量計算（suàn）儀（yí），組成流量測（cè）量係統。還可以提供（gòng）溫度變送器和（hé）壓力（lì）變送（sòng）器用（yòng）於測（cè）量流體質量流量。

1.安全要（yào）求

任（rèn）何人在安裝、檢（jiǎn）查或（huò）維（wéi）護（hù）錐形流量計時都（dōu）應對管道的結構（gòu）及係統（tǒng）地（dì）壓力必須有清晰正確的認識。起吊儀（yí）表時（shí）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（shí），必須使（shǐ）用合適（shì）且正確的工（gōng）具。

在調整及（jí）折裝儀表時，應確保管（guǎn）道（dào）的壓（yā）力已經完全卸掉-千萬不可帶壓拆卸儀表（biǎo）。

開（kāi）車前必須檢查所有的（de）連接（jiē）是否（fǒu）牢固，必須與流量計保持一定（dìng）的距離（lí），避（bì）免事故發（fā）生。

2.開箱、檢（jiǎn）驗

流量計到貨後應進行（háng）開箱（xiāng）檢查，防（fáng）止流（liú）量計（jì）或配件（jiàn）在運輸（shū）過程中（zhōng）被損壞。若碰到隨（suí）機文件或流（liú）量（liàng）計有問題，請同代理商（shāng）聯係。

3.流量計安裝定位

每台錐形流量計的（de）側麵貼（tiē）有方（fāng）向標簽標明流（liú）體的流向，安裝時應特（tè）別注意（yì）。對大多數口徑而言，兩個取壓口之間的距離為2.12，高壓口位於上（shàng）遊，低壓口（kǒu）位於下遊，請（qǐng）參考圖8，安裝時請注意方向及高、低壓取（qǔ）壓口的位（wèi）置。

4.配管要求

安裝時建議（yì）上（shàng）遊直管段為0-3D，下（xià）遊直管段為0-1D，D代表所安裝（zhuāng）管（guǎn）道（dào）的（de）公稱直（zhí）徑（jìng）。由於錐形流量計的整（zhěng）流作用，當（dāng）流量（liàng）計鄰近1個90°彎管或（huò）鄰（lín）近（jìn）不（bú）在同（tóng）一平麵的2個90°彎管時，流（liú）量計的（de）精（jīng）度不（bú）受影響。錐（zhuī）形流量（liàng）計還可安裝在比它本身（shēn）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（de）錐形流（liú）量計，取壓口位於管線的側（cè）上方（fāng），即位於時鍾3點或9點（diǎn）的位置。如果安裝在豎直管線上，則（zé）對取位口（kǒu）的方位不（bú）作要求。

（1）介質為潔淨液（yè）體（tǐ）時

（2）介質（zhì）為幹燥（zào）潔淨氣（qì）體時（shí）

（3）介質為蒸氣體時

6.引壓管（guǎn）

盡可（kě）能安（ān）裝（zhuāng）好（hǎo）引壓管，當沒有介質（zhì）流通時，不（bú）會產生差壓（yā）信（xìn）號。詳情請參考（kǎo）有關安裝使用手冊。

注意：若被（bèi）測（cè）介質（zhì）為氣體或蒸（zhēng）汽，可能介質會在引壓管中凝結（jié），請（qǐng）注（zhù）意（yì）以下兩（liǎng）點：

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

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

7.三閥組

請（qǐng）參（cān）考三閥組的安裝、使用及維護手（shǒu）冊（cè）。

8.差（chà）壓變送器

請參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.溫度和壓力傳感（gǎn）器

請參閱不同廠家的具體安裝（zhuāng）、使用及維護手冊。

10.安（ān）裝檢查要點

（1）差壓變（biàn）送器的滿（mǎn）量程是否正確。

（2）差（chà）壓變送器零點是（shì）否（fǒu）已（yǐ）經調整。

（3）差壓（yā）變送器和流量計算儀的設置是否（fǒu）正（zhèng）確（què）。

（4）引壓管（guǎn）是否吹掃了。

（5）引壓（yā）管是否有泄漏。

（6）閥組（zǔ）是（shì）否關閉。

（7）錐形流（liú）量（liàng）計的高（gāo）壓端是否在低（dī）壓端的（de）前麵。