[導(dǎo)讀] 利用差壓原理進(jìn)行流量測(cè)量是當(dāng)今世界上最可靠的流量測(cè)量方法之一，文章從使用角度出發(fā)，介紹了新型威力巴流量計(jì)的特點(diǎn)、影響測(cè)量精度的關(guān)鍵因素、安裝使用及維護(hù)要點(diǎn)。
1 概述
差壓流量計(jì)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(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)流體適應(yīng)性廣且已標(biāo)準(zhǔn)化，主要缺點(diǎn)是：壓損很大，易由于邊緣磨損而使精度隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)而迅速下降，需要定期維護(hù)；對(duì)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(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力；量程比通常只有3∶1，滿(mǎn)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(lèi)似問(wèn)題。
隨著技術(shù)發(fā)展，流量計(jì)品種越來(lái)越多，而使用最廣和用量最大的仍然是差壓式流量計(jì)，約占總量的75%。當(dāng)然，任何一種流量計(jì)都有自己的特點(diǎn)和使用范圍，而威力巴流量計(jì)正以其獨(dú)特的科學(xué)設(shè)計(jì)，成為其中的姣姣者，成為流量測(cè)量的新趨勢(shì)。
2 威力巴流量計(jì)的特點(diǎn)
2.1 獨(dú)特的防堵設(shè)計(jì)
威力巴流量計(jì)探頭以其卓越的防堵設(shè)計(jì)，徹底擺脫了阿牛巴等插入式流量計(jì)易堵塞的弊端，使均速管流量計(jì)的水平達(dá)到了空前的高度。
（1）高壓取壓孔不會(huì)被堵
根據(jù)伯努利定理，流體流經(jīng)探頭時(shí)，動(dòng)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(kāi)表時(shí)，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(wú)介質(zhì)的相對(duì)流動(dòng)。
（2）低壓取壓孔實(shí)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(shù)葉總是集中在背風(fēng)的房子后面的原因。其他類(lèi)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(huì)被渦流帶來(lái)的雜質(zhì)堵死。雖然有些探頭采取吹掃等措施來(lái)防堵，但治標(biāo)不治本，無(wú)法從根本上解決堵的問(wèn)題，必將影響正常的流量測(cè)量。
威力巴流量計(jì)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(diǎn)前部，其獨(dú)特的低壓取壓孔位置，避免了堵塞和渦流產(chǎn)生的信號(hào)波動(dòng)，這就是威力巴所讀取的信號(hào)更穩(wěn)定和實(shí)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(wú)法工作的環(huán)境中的根本原因。威力巴實(shí)現(xiàn)了低壓孔的本質(zhì)防堵和產(chǎn)生一個(gè)非常穩(wěn)定的低壓信號(hào)。
我廠(chǎng)原催化裂化主風(fēng)機(jī)入口空氣流量每年在裝置停車(chē)檢修時(shí)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(shí)際使用時(shí)的精度較高
由于采用多點(diǎn)取壓，探頭通過(guò)流體流動(dòng)的全部管道直徑的整個(gè)剖面，通過(guò)多個(gè)取壓孔取壓，取壓孔的間距是經(jīng)面積積分后所得，所測(cè)信號(hào)是反映平均速度的真實(shí)信號(hào)。因此，即使直管段不夠或流體波動(dòng)較大時(shí)，也能比較準(zhǔn)確地測(cè)得真實(shí)流量。而其它非勻速類(lèi)型的插入式流量計(jì)多是單點(diǎn)取壓，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)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(jì)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(hù)的實(shí)際流體條件來(lái)計(jì)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(hào)只要使用相同的探頭尺寸，所計(jì)算出的差壓均一樣。這個(gè)過(guò)程和孔板正好相反，孔板是先確定差壓，再來(lái)設(shè)計(jì)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(jì)（Verabar）具有的優(yōu)點(diǎn)，精度可長(zhǎng)期保持在±1%，重復(fù)精度達(dá)到±0.1%，同時(shí)隨著變送器技術(shù)的發(fā)展，差壓變送器的精度越來(lái)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(jì)的準(zhǔn)確顯示奠定了基礎(chǔ)。
3 影響測(cè)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(jì)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(jiàn)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(cè)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(cè)量中），那么就必須進(jìn)行補(bǔ)償，否則將影響測(cè)量精度，其中對(duì)于液態(tài)介質(zhì)來(lái)說(shuō)，流量常數(shù)C基本為常數(shù)，這從威力巴流量計(jì)計(jì)算書(shū)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(cè)量系統(tǒng)精度的關(guān)鍵，這和計(jì)算出的差壓變送器的差壓太低將影響測(cè)量精度是一樣的，保證精度1%的最小差壓：對(duì)于氣體為2.54mmH2O（0.025Kpa），對(duì)于液體為25.4mmH2O（0.25Kpa對(duì)應(yīng)大約0.6m/s的流速），對(duì)于蒸汽為38.1mmH2O（0.38Kpa）。
比如我廠(chǎng)外送低溫水流量?jī)x表就存在上述問(wèn)題，由于若管道內(nèi)液體流速過(guò)低，則雷諾數(shù)過(guò)小，使得流體系數(shù)K不是常數(shù)，影響到了流量測(cè)量精度。當(dāng)計(jì)算到最小流量（即工藝條件中的通常值）對(duì)應(yīng)的差壓（250t/h為0.049kPa或4mmH2O左右，200t/h為0.031kPa或3mmH2O左右）時(shí)，已經(jīng)小于威力巴測(cè)量時(shí)所需最小差壓0.25kPa（此時(shí)流速分別為250t/h時(shí)0.24m/s和200t/h時(shí)0.19m/s，均小于0.6m/s的流速極限），再加上通常流量時(shí)的差壓太小，現(xiàn)場(chǎng)變送器的零點(diǎn)漂移和管道振動(dòng)對(duì)微小差壓的測(cè)量精度影響較大，故在正常流量條件下該流量測(cè)量系統(tǒng)已屬于測(cè)不準(zhǔn)。
我們?cè)诠軓捷^小的工藝管道上新上一臺(tái)威力巴流量計(jì)，由于管徑較小提高了流體流速，使在工藝條件最小值時(shí)的流體流速和對(duì)應(yīng)差壓均滿(mǎn)足威力巴測(cè)量時(shí)所需最小流速和最小差壓的要求，滿(mǎn)足了使用要求。此外還可采用精度較低的其他類(lèi)型流量計(jì)（比如采用測(cè)量精度較差約為3.0級(jí)左右的超聲波流量計(jì)）解決。
4 安裝和使用
威力巴流量計(jì)可用于地下管線(xiàn)工業(yè)水?過(guò)濾水?循環(huán)水等介質(zhì)流量的測(cè)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(guò)1.6Mpa，且生產(chǎn)上工藝管線(xiàn)停產(chǎn)機(jī)會(huì)少，基本不具備管線(xiàn)停用倒空的機(jī)會(huì)。我們?cè)谶x型時(shí)，最好的方案是使用V200等在線(xiàn)安裝型威力巴，這些探頭便于隨時(shí)拔出清洗。當(dāng)然，若用戶(hù)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(shí)才能進(jìn)行，除非專(zhuān)門(mén)配上一個(gè)閥門(mén)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(shí)，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(huì)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(kāi)表時(shí)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(duì)于液體可使任何氣泡進(jìn)入管道中，當(dāng)條件允許時(shí)只能裝在上部，則開(kāi)表時(shí)進(jìn)行排氣操作（地下管道基本與此相同，在地下管線(xiàn)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(dòng)情況類(lèi)似，使取壓孔更不易堵），對(duì)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(mǎn)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?xún)?nèi)。
5 威力巴流量計(jì)的維護(hù)要點(diǎn)
該流量計(jì)探頭已廣泛使用在共用工程中，尤其是各類(lèi)地下管線(xiàn)的流量計(jì)量中，相當(dāng)一部分作為計(jì)量?jī)x表使用，在長(zhǎng)期的使用維護(hù)中我們積累了豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)針對(duì)使用中出現(xiàn)的問(wèn)題以及我們檢查出的問(wèn)題，提出以下建議供大家參考。
由于威力巴流量計(jì)的計(jì)算差壓較小，一般不要進(jìn)行排污，如果長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行排污則會(huì)打破探頭高壓取壓孔的平衡狀態(tài)，則會(huì)導(dǎo)致越排越堵的情況，還會(huì)使低壓取壓孔堵塞，表現(xiàn)在重新開(kāi)表后流量指示偏低，因此平時(shí)在進(jìn)行儀表維護(hù)工作時(shí)強(qiáng)調(diào)只進(jìn)行系統(tǒng)檢查和一次儀表對(duì)零，對(duì)于特別重要的計(jì)量?jī)x表可以采取定期對(duì)威力巴探頭進(jìn)行清洗，比如一次/每月，要求清洗時(shí)檢查探頭外觀(guān)和正負(fù)取壓孔的疏通情況，同時(shí)為確保較小差壓的準(zhǔn)確測(cè)量在恢復(fù)安裝時(shí)必須保證測(cè)量系統(tǒng)的各靜密封點(diǎn)不漏。
我廠(chǎng)曾發(fā)現(xiàn)某廠(chǎng)供水計(jì)量?jī)x表測(cè)量系統(tǒng)三閥組入口的負(fù)壓壓墊接頭有漏點(diǎn)，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(cè)量對(duì)差壓變送器的零位要求也較高，因此對(duì)一次儀表的對(duì)零工作必須加以重視，比如對(duì)于關(guān)鍵計(jì)量?jī)x表進(jìn)行一次/每周的定期對(duì)零。
5 結(jié)論
通過(guò)對(duì)威力巴流量計(jì)的特點(diǎn)和使用分析，我們摸索出了該種新型流量?jī)x表的使用要點(diǎn)，使儀表人員維護(hù)保養(yǎng)規(guī)范化，從而使得流量計(jì)量?jī)x表長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。