1 概述

 

    差壓流量計的代表產(chǎn)品——孔板有著幾十年工業(yè)應(yīng)用的悠久歷史。主要優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、對流體適應(yīng)性廣且已標(biāo)準(zhǔn)化，主要缺點是：壓損很大，易由于邊緣磨損而使精度隨使用時間的延長而迅速下降，需要定期維護(hù)；對加工及安裝精度的要求較高，尤其在地下大管徑孔板安裝時費時費力；量程比通常只有3∶1，滿足不了工業(yè)界的廣泛需要。另外，噴嘴和文丘里管等也存在類似問題。

 

    隨著技術(shù)發(fā)展，流量計品種越來越多，而使用最廣和用量最大的仍然是差壓式流量計，約占總量的75%。當(dāng)然，任何一種流量計都有自己的特點和使用范圍，而威力巴流量計正以其獨特的科學(xué)設(shè)計，成為其中的姣姣者，成為流量測量的新趨勢。

 

    2 威力巴流量計的特點

 

    2.1 獨特的防堵設(shè)計

 

    威力巴流量計探頭以其卓越的防堵設(shè)計，徹底擺脫了阿牛巴等插入式流量計易堵塞的弊端，使均速管流量計的水平達(dá)到了空前的高度。

 

    （1）高壓取壓孔不會被堵

 

    根據(jù)伯努利定理，流體流經(jīng)探頭時，動壓頭全部轉(zhuǎn)化為靜壓頭，探頭前部形成了高壓區(qū)，使得附近的流體速度為零，壓力則略高于管道靜壓，從而阻止了顆粒進(jìn)入取壓孔。剛開表時，流體在管道靜壓作用下，進(jìn)入高壓取壓孔，很快就形成了壓力平衡的狀態(tài)，流體在高壓取壓孔附近遇到高壓，繞道而行，不再進(jìn)入高壓取壓孔中，高壓取壓孔及其引壓管中則無介質(zhì)的相對流動。

 

    （2）低壓取壓孔實現(xiàn)本質(zhì)防堵

 

    一般情況下，灰塵、沙子和顆粒在渦街力的作用下，集中在探頭的后部。這就是為什么秋天的樹葉總是集中在背風(fēng)的房子后面的原因。其他類型的探頭由于低壓取壓孔取在探頭尾部真空區(qū)，在渦街力的作用下，探頭的低壓取壓孔很快就會被渦流帶來的雜質(zhì)堵死。雖然有些探頭采取吹掃等措施來防堵，但治標(biāo)不治本，無法從根本上解決堵的問題，必將影響正常的流量測量。

 

    威力巴流量計探頭前部表面粗糙，兩邊形成一定角度使得低壓取壓孔位于流體分離點前部，其獨特的低壓取壓孔位置，避免了堵塞和渦流產(chǎn)生的信號波動，這就是威力巴所讀取的信號更穩(wěn)定和實現(xiàn)有效防堵的關(guān)鍵，也是威力巴可以工作在其他探頭無法工作的環(huán)境中的根本原因。威力巴實現(xiàn)了低壓孔的本質(zhì)防堵和產(chǎn)生一個非常穩(wěn)定的低壓信號。

 

    我廠原催化裂化主風(fēng)機入口空氣流量每年在裝置停車檢修時進(jìn)行抽出清洗，發(fā)現(xiàn)探頭的負(fù)壓取壓孔部分較干凈，高壓取壓孔均未堵但探頭體前部粗糙區(qū)粘有灰泥，用水可以很容易地清洗干凈，再用壓縮空氣吹干探頭體內(nèi)部和外部，晾干后恢復(fù)安裝即可。

 

    （3）實際使用時的精度較高

 

    由于采用多點取壓，探頭通過流體流動的全部管道直徑的整個剖面，通過多個取壓孔取壓，取壓孔的間距是經(jīng)面積積分后所得，所測信號是反映平均速度的真實信號。因此，即使直管段不夠或流體波動較大時，也能比較準(zhǔn)確地測得真實流量。而其它非勻速類型的插入式流量計多是單點取壓，在實際應(yīng)用時的精度較低，比如渦輪式、渦街式、電磁式和超聲波式。

 

    （4）確定差壓容易

 

    威力巴流量計所采用的探頭尺寸為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件，因此需要根據(jù)用戶的實際流體條件來計算出差壓，確定差壓變送器的量程選擇，在相同的流體條件下，任何型號只要使用相同的探頭尺寸，所計算出的差壓均一樣。這個過程和孔板正好相反，孔板是先確定差壓，再來設(shè)計節(jié)流元件的尺寸。

 

    綜上所述，高精度、低壓損、防堵塞、易安裝、免維護(hù)是威力巴流量計（Verabar）具有的優(yōu)點，精度可長期保持在±1%，重復(fù)精度達(dá)到±0.1%，同時隨著變送器技術(shù)的發(fā)展，差壓變送器的精度越來越高，即使是微差壓，變送器的精度也可達(dá)0.075%，這樣就為節(jié)流式流量計的準(zhǔn)確顯示奠定了基礎(chǔ)。

 

    3 影響測量精度的關(guān)鍵因素

 

    威力巴的流量公式和孔板等其他差壓式流量計一樣都遵循伯努利方程：

 

    其中：Q=管道內(nèi)的體積流量

          K=流量系數(shù)

          C=流量常數(shù)（在特定條件下是常數(shù)）

          DP=差壓發(fā)生器產(chǎn)生的差壓

 

    可見C為常數(shù)，要確定Q，必須確定K和DP，K和DP就是影響流量測量精度的關(guān)鍵因素。

 

    如果流體系數(shù)K隨雷諾數(shù)而變化或者流量常數(shù)C隨壓力和溫度而變化（尤其在蒸汽和氣體流量測量中），那么就必須進(jìn)行補償，否則將影響測量精度，其中對于液態(tài)介質(zhì)來說，流量常數(shù)C基本為常數(shù)，這從威力巴流量計計算書中可看出，因此流體系數(shù)K不隨雷諾數(shù)而變化就成為保證流量測量系統(tǒng)精度的關(guān)鍵，這和計算出的差壓變送器的差壓太低將影響測量精度是一樣的，保證精度1%的最小差壓：對于氣體為2.54mmH2O（0.025Kpa），對于液體為25.4mmH2O（0.25Kpa對應(yīng)大約0.6m/s的流速），對于蒸汽為38.1mmH2O（0.38Kpa）。

 

    比如我廠外送低溫水流量儀表就存在上述問題，由于若管道內(nèi)液體流速過低，則雷諾數(shù)過小，使得流體系數(shù)K不是常數(shù)，影響到了流量測量精度。當(dāng)計算到最小流量（即工藝條件中的通常值）對應(yīng)的差壓（250t/h為0.049kPa或4mmH2O左右，200t/h為0.031kPa或3mmH2O左右）時，已經(jīng)小于威力巴測量時所需最小差壓0.25kPa（此時流速分別為250t/h時0.24m/s和200t/h時0.19m/s，均小于0.6m/s的流速極限），再加上通常流量時的差壓太小，現(xiàn)場變送器的零點漂移和管道振動對微小差壓的測量精度影響較大，故在正常流量條件下該流量測量系統(tǒng)已屬于測不準(zhǔn)。

 

    我們在管徑較小的工藝管道上新上一臺威力巴流量計，由于管徑較小提高了流體流速，使在工藝條件最小值時的流體流速和對應(yīng)差壓均滿足威力巴測量時所需最小流速和最小差壓的要求，滿足了使用要求。此外還可采用精度較低的其他類型流量計（比如采用測量精度較差約為3.0級左右的超聲波流量計）解決。

 

    4 安裝和使用

 

    威力巴流量計可用于地下管線工業(yè)水?過濾水?循環(huán)水等介質(zhì)流量的測量，由于含泥沙等雜質(zhì)量大，介質(zhì)溫度不是很高一般為常溫，壓力不超過1.6Mpa，且生產(chǎn)上工藝管線停產(chǎn)機會少，基本不具備管線停用倒空的機會。我們在選型時，最好的方案是使用V200等在線安裝型威力巴，這些探頭便于隨時拔出清洗。當(dāng)然，若用戶的除塵效果良好，我們也推薦用V150或V100。配上反吹裝置，可以應(yīng)付大多數(shù)情況。但是，若要拔出進(jìn)行檢修，則只能在停產(chǎn)時才能進(jìn)行，除非專門配上一個閥門或者螺紋栓頭把焊接頭堵死。

 

    水平管道上進(jìn)行安裝，當(dāng)介質(zhì)為空氣和氣體時，威力巴應(yīng)安裝在上部160°的任何位置，這樣可保證氣體中的液體不會進(jìn)入導(dǎo)壓管，變送器必須盡量安裝在高于威力巴的位置，開表時進(jìn)行排液操作。若為液體和蒸汽則在下部160°的任何位置，對于液體可使任何氣泡進(jìn)入管道中，當(dāng)條件允許時只能裝在上部，則開表時進(jìn)行排氣操作（地下管道基本與此相同，在地下管線中有淤泥的情況下，建議探頭應(yīng)垂直安裝，確保探頭兩邊介質(zhì)流動情況類似，使取壓孔更不易堵），對于蒸汽則允許冷凝水進(jìn)入導(dǎo)壓管流入冷凝管道中，變送器必須盡量安裝在低于威力巴的位置。在垂直管道上進(jìn)行安裝，可安裝在圍繞垂直管道上的360°任何位置（滿足直管段），注意在安裝完后校正探頭方向，使探頭接頭上的流體方向“→”與管道流體方向保持在3°以內(nèi)。

 

    5 威力巴流量計的維護(hù)要點

 

    該流量計探頭已廣泛使用在共用工程中，尤其是各類地下管線的流量計量中，相當(dāng)一部分作為計量儀表使用，在長期的使用維護(hù)中我們積累了豐富的使用經(jīng)驗，同時針對使用中出現(xiàn)的問題以及我們檢查出的問題，提出以下建議供大家參考。

 

    由于威力巴流量計的計算差壓較小，一般不要進(jìn)行排污，如果長時間進(jìn)行排污則會打破探頭高壓取壓孔的平衡狀態(tài)，則會導(dǎo)致越排越堵的情況，還會使低壓取壓孔堵塞，表現(xiàn)在重新開表后流量指示偏低，因此平時在進(jìn)行儀表維護(hù)工作時強調(diào)只進(jìn)行系統(tǒng)檢查和一次儀表對零，對于特別重要的計量儀表可以采取定期對威力巴探頭進(jìn)行清洗，比如一次/每月，要求清洗時檢查探頭外觀和正負(fù)取壓孔的疏通情況，同時為確保較小差壓的準(zhǔn)確測量在恢復(fù)安裝時必須保證測量系統(tǒng)的各靜密封點不漏。

 

    我廠曾發(fā)現(xiàn)某廠供水計量儀表測量系統(tǒng)三閥組入口的負(fù)壓壓墊接頭有漏點，還發(fā)現(xiàn)差壓變送器的零位偏高，這都是流量指示偏高的原因。

 

    為確保較小差壓的準(zhǔn)確測量對差壓變送器的零位要求也較高，因此對一次儀表的對零工作必須加以重視，比如對于關(guān)鍵計量儀表進(jìn)行一次/每周的定期對零。

 

    5 結(jié)論

 

    通過對威力巴流量計的特點和使用分析，我們摸索出了該種新型流量儀表的使用要點，使儀表人員維護(hù)保養(yǎng)規(guī)范化，從而使得流量計量儀表長期穩(wěn)定運行。