楔形流量計(jì)是一種新型的差壓式流量計(jì)，其設(shè)計(jì)突破了煉焦、煉油、化工等企業(yè)中的焦油、瀝青、殘?jiān)?、石蠟油、易結(jié)晶萘油等各種高粘度液體介質(zhì)的流量測量難題，同時(shí)也在化工企業(yè)有極強(qiáng)腐蝕性并隨溫度變化而析出結(jié)晶的飽和或過飽和酸、堿、鹽溶液流量中測量獲得廣泛應(yīng)用。在我廠使用的康家莊煤氣流量測量上使用了該流量計(jì)。

 

    1 原理

 

    楔形流量計(jì)的工作原理是：當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)楔形孔板時(shí)，在楔形孔板上游側(cè)和下游側(cè)測到流體的差壓，差壓變送器將差壓信號轉(zhuǎn)換成4～20mA電流信號輸出，此信號經(jīng)人工智能流量運(yùn)算器處理后，得到流量值。其中，它的節(jié)流裝置（如圖1所示）是一塊V形節(jié)流件（楔形孔板）。

 

 

 

    流量計(jì)算公式為：

 

 

 

    式中：qv為體積流量，m3/s；C為流出系數(shù)；ε為可膨脹性系數(shù)；m為節(jié)流面積比，m=S1/（πD2/4）；S1為弓形流通面積，m2；D為管道內(nèi)徑，m；Δp為差壓，Pa；ρ為被測介質(zhì)密度，kg/m3。

 

    S1的計(jì)算：

 

 

 

    式中：h為弓形高度，mm；r為管道半徑，mm；l為弓形弧長；x為弓形弦長，mm；α為弓形所圍的弧度。

 

 

 

    2 組成

 

    （1）基本組成

 

    楔形流量計(jì)由楔形流量傳感器、三閥組板和差壓變送器以及人工智能流量運(yùn)算單元構(gòu)成，如圖3。

 

 

 

    （2）實(shí)用中組成

 

    在我廠測量焦?fàn)t煤氣所使用的楔形流量計(jì)的組成如圖4所示。它由一體化楔形流量變換器、溫度測量、壓力測量和人工智能流量運(yùn)算器四部分組成。其中溫度、壓力的測量是用于對流體的測量進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。

 

 

 

    3 特點(diǎn)

 

    （1）一體化

 

    它集楔形流量傳感器、三閥組板和差壓變送器于一體，去掉了導(dǎo)壓管路、各種閥門和管件，大大提高了系統(tǒng)的測量精度與可靠性。

 

    （2）智能型

 

    通過智能型差壓變送器的按鍵或通訊方式設(shè)定。在線修改差壓變送器的量程，可大大拓寬系統(tǒng)的流量測量范圍度。

 

    （3）長期運(yùn)行精度高、穩(wěn)定性好

 

    測量誤差：±0.5%F·S；長期穩(wěn)定性：±0.2%F·S/a

 

    （4）傳感器結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、使用壽命長

 

    楔形流量傳感器結(jié)構(gòu)簡單、可靠，無可移動(dòng)部件與易損部件，使用壽命長達(dá)10年以上。

 

    （5）適用范圍廣

 

    測量介質(zhì)：除應(yīng)用于一般氣體、液體、蒸汽外，特別適用于高粘度、高腐蝕、易結(jié)晶、含懸浮物、長纖維的液體及高含塵氣體的流量測量。

 

    測量管徑：10～1500mm

 

    工作范圍：工作溫度上限560℃，工作壓力上限40MPa。

 

    雷諾系數(shù)使用范圍廣：下限Red=300，上限Red=1×106以上，它可適用于極低雷諾數(shù)（Red=300）的液體流量測量。

 

    （6）流量測量范圍度：1z25，最高可達(dá)1z33，當(dāng)改變差壓變送器差壓后，可達(dá)1z100以上。

 

    （7）介質(zhì)粘度上限：500MPa·s。

 

    （8）最低流速：測量介質(zhì)最低流速0.01m/s。

 

 

 

    4 評價(jià)

 

    楔形流量計(jì)自2007年6月安裝投用以來，穩(wěn)定性良好，測量數(shù)據(jù)在誤差范圍之內(nèi)，避免了阿牛巴流量計(jì)易堵、超聲波流量計(jì)不耐腐蝕的缺陷，體現(xiàn)出它在測量焦?fàn)t煤氣上優(yōu)勢。如今，它所提供的數(shù)據(jù)已作為康家莊向我廠送焦?fàn)t煤氣計(jì)量的重要依據(jù)。