摘要：介紹(shào)了楔形流(liú)量計 的原(yuan)理及應用(yong)範圍，探讨(tǎo)了楔形流(liu)量計對介(jiè)質雷諾數(shù)下限的要(yao)求；介紹了(le)楔形流量(liang)計差壓值(zhí)的确定方(fang)法；以實際(jì)案例爲例(lì)，采用PresoFloWCal軟件(jiàn)對楔形流(liu)量計⭕差壓(ya)值及壓損(sǔn)進行計算(suan)。結合工程(chéng)經驗，對與(yǔ)楔形流量(liàng)計配套使(shi)用的 差壓(ya)變送器 進(jìn)行選型，根(gēn)據不同的(de)工況，給出(chū)建議的安(an)裝方式。
　　在(zai)石化裝置(zhì)中，存在一(yī)些易結晶(jing)、黏稠、髒污(wū)、磨蝕、低雷(lei)諾數、含有(yǒu)懸浮物、高(gāo)溫等工況(kuàng)的介質，如(ru)原油、泥漿(jiāng)、煤焦油💞、廢(fei)水、瀝青、氯(lǜ)氣等，常用(yong)的流量計(ji)如 孔闆流(liu)量計 、 渦街(jiē)流量計 、 電(diàn)磁流量計(jì) 等無法克(kè)服堵塞、低(di)雷諾數、磨(mó)損、腐蝕等(deng)問題，故給(gěi)設🔴計選型(xing)帶來一些(xie)困擾。楔形(xing)流量計能(néng)夠有效克(ke)服上⭐述惡(e)劣工況，提(tí)供高性能(néng)的流量解(jiě)決方案，取(qu)得了滿意(yì)的測量效(xiào)果。
1原理及(jí)應用範圍(wei)
　　楔形流量(liàng)計結構如(rú)圖1所示。當(dang)流體流經(jīng)Ｖ形節流塊(kuai)時，流通面(miàn)積減小，流(liú)速增大，靜(jìng)壓減小，從(cóng)而産生靜(jìng)壓差，而壓(ya)差的平方(fang)根與🚶流量(liang)成正比，測(cè)得差壓即(jí)可測得管(guǎn)道中的流(liú)量［1］。楔形流(liu)量計采用(yong)“Ｖ”型體節流(liú)件，當流體(ti)中含有雜(zá)💜質或者固(gù)體時，容易(yi)從楔形下(xia)🏃‍♀️部流過，不(bu)會産生滞(zhi)留，從而防(fang)止堵塞☁️現(xian)象［2］。
　　楔形流(liu)量計通常(cháng)口徑範圍(wei)爲DN15～DN600，特殊口(kǒu)徑可至DN1200，壓(yā)力等級🏃高(gāo)👨‍❤️‍👨至PN420，測量精(jing)度爲±0.5％FS，可測(cè)量黏度高(gao)至3Pa·s的介質(zhì)。

　　楔形流量(liang)計對介質(zhi)雷諾數下(xià)限的要求(qiú)，HG/T20507—2014《自動化儀(yi)表選型設(she)計規範》6.2.4條(tiáo)規定：“含懸(xuán)浮物的高(gao)黏度易結(jié)晶液體的(de)流量🌈、要求(qiu)永久的壓(yā)力損失小(xiao)、雷諾數小(xiao)于500時，宜選(xuǎn)用楔形流(liu)量計”［3］；已作(zuo)廢的HG/T20507—2000《自動(dong)化儀表選(xuǎn)型設計規(guī)定》3.2.1條規定(ding)：“含懸浮物(wù)的高黏度(du)液體、蒸汽(qì)、氣體的流(liu)量測量、雷(léi)諾數大于(yu)500時可選用(yòng)楔形流量(liang)計”；SH/T3005—2016《石油化(hua)工自動化(hua)儀表選型(xing)設計規範(fàn)》中規定：“當(dāng)測量高黏(nián)🛀🏻度、低雷諾(nuò)數（最低至(zhì)500）的流體時(shi)，可選用楔(xiē)形流量計(jì)”；已作廢的(de)SH/T3005—1999《石油化工(gong)自動化儀(yí)表選型設(she)計規範》中(zhōng)規定：“測量(liang)高黏度、低(dī)雷諾數（低(di)至100）的流體(ti)❄️，如原油、油(you)漿、渣油、瀝(lì)青等，可選(xuǎn)用楔式流(liu)量計”。
　　楔形(xing)流量計對(duì)介質最低(di)雷諾數的(de)說法不一(yī)緻，其中HG/T20507—2014與(yu)㊙️SH/T3005—2015對雷諾數(shù)的要求相(xiang)悖。如ABB的FPD470系(xì)列、BaDgerMeter的Preso楔形(xíng)流量計要(yào)求雷諾數(shù)下限值爲(wei)500，大韓DHWM系列(liè)、捷達WM系列(lie)楔形流量(liàng)計要求雷(léi)諾數下限(xian)值爲300，當雷(lei)諾數再低(dī)時流🈚量系(xi)數發生變(biàn)化，流體流(liú)量和差壓(yā)不再遵循(xun)平方根的(de)關系，會影(ying)響測量準(zhun)确度。綜合(he)上述産品(pin)信息🌂，楔形(xíng)流量計雷(lei)諾數下限(xian)取500。
2差壓值(zhí)的計算
楔(xiē)形流量計(ji)差壓值與(yu)流量的關(guan)系如下式(shì)所示：

　　式中(zhōng)：ΔP———差壓值，Kpa；qv———介(jiè)質工況下(xià)體積流量(liang)，M3/H；C———流量常數(shu)。
1）對于測量(liang)液體介質(zhi)，流量常數(shù)C見下式所(suǒ)示：

　　式中：N———單(dān)位轉換系(xì)數，N＝0.1264；KP———流量系(xì)數；D———楔形流(liú)量計内徑(jìng)，mm；Fa———材料熱🙇‍♀️膨(péng)脹系數，mm2/mm2；ρ———介(jie)質密度，kg/M3。
　　楔(xie)形流量計(ji)的流量系(xì)數KP和流量(liàng)計的口徑(jing)及楔塊比(bǐ)（H/D）有關，計算(suàn)時可參考(kao)表1中Preso楔形(xíng)流量計數(shu)據。

　　在實際(jì)使用過程(cheng)中，因楔形(xíng)流量計爲(wei)非标儀表(biao)，出🌈廠時每(mei)台㊙️儀表需(xū)經過實際(ji)流體标定(ding)，從而得出(chū)實際的流(liu)量系數，對(dui)原有計🏃🏻‍♂️算(suan)時的差壓(yā)值進行調(diào)整👅［4］。
2）對于測(cè)量氣體介(jie)質，流量常(cháng)數C見下式(shi)所示：

式中(zhōng)：Ｙ———氣體熱膨(péng)脹系數。
3）楔(xie)形流量計(jì)也可以測(ce)量蒸汽，但(dan)對于蒸汽(qì)介質，建議(yi)采用🚶噴💔嘴(zuǐ)、渦街等其(qí)他形式的(de)流量計進(jìn)行測量。
3壓(yā)損的計算(suàn)
　　楔形流量(liàng)計比孔闆(pǎn)、Ｖ錐、噴嘴的(de)壓力損失(shi)小，相同β值(zhi)情況下📐幾(jǐ)種流量計(ji)壓損比較(jiao)［5］如圖2所示(shì)。
　　将楔形流(liu)量計H/D換算(suan)成孔闆流(liu)量計的β值(zhí)，如楔形流(liú)量計🏃H/D＝0.5與😍孔(kǒng)闆🥵β＝0.7070的節流(liu)面積比是(shi)一樣的［6］，詳(xiang)見表2所列(lie)。

将換算完(wan)後的β值代(dai)入下式［6］中(zhōng)，即可得出(chū)楔形流量(liang)計的永久(jiu)壓力損失(shī)。

式中：PPl———永久(jiǔ)壓力損失(shī)，Kpa。

4應用案例(lì)
　　某工況介(jie)質爲原料(liào)油，管道爲(wei)DN250，壁厚爲SH80，材(cái)質爲碳鋼(gang)，正常溫✌️度(du)爲50℃，正常壓(yā)力爲2.08Mpa，最大(dà)流量爲196.4t/h，正(zhèng)常流量爲(wei)178.6t/h，最小流量(liang)爲125t/h，動力黏(nian)度爲0.295Pa·s，介質(zhì)密度爲943kg/M3，允(yǔn)許壓降爲(wei)30Kpa。
因介質黏(nian)稠，綜合比(bǐ)較各類型(xing)流量計後(hòu)選用楔形(xing)流量計進(jìn)行測量，最(zui)大流量不(bú)超過滿量(liang)程的90％，因而(er)圓整後最(zuì)大量程選(xuan)♋用220t/h，楔🔱形流(liú)量計材質(zhì)選用316不鏽(xiu)鋼。使用BaDgerMeter的(de)PresoFloWCalCＶ5.36軟件♻️對此(ci)工況下的(de)楔形流量(liang)計差壓值(zhi)及壓損進(jin)📞行計算。通(tong)過調整H/D的(de)值得到合(hé)❤️适的差壓(yā)值，确定H/D的(de)值後即可(ke)确定等效(xiao)的β值，得出(chū)永久壓力(li)🌍損失值。
　　該(gai)案例中的(de)楔形流量(liàng)計H/D選用0.3，流(liu)量系數KP爲(wèi)0.1854，在滿刻度(du)220t/h的流量下(xia)差壓值爲(wèi)25.53Kpa，等效的β值(zhi)爲0.5023，在滿刻(kè)度流量🤞下(xià)的👄永久壓(ya)力損失♊爲(wei)11.99Kpa，滿足工藝(yi)的30Kpa壓力損(sǔn)失限制要(yào)求。
上述均(jun1)爲基于經(jīng)驗值的計(ji)算，可供設(shè)計選型參(cān)考，實際的(de)流💚量系數(shù)仍需要經(jing)過标定後(hou)才可确定(ding)。
5楔形流量(liang)計的安裝(zhuāng)
　　楔形流量(liang)計多用于(yu)介質高黏(nian)度或者強(qiáng)腐蝕性等(deng)場合，常⚽與(yǔ)毛細管式(shi)法蘭膜片(piàn)密封式差(cha)壓變送器(qì) 配套使用(yòng)，差壓變送(song)器與楔形(xíng)流量計之(zhi)間配備法(fǎ)蘭式😘切斷(duan)閥🚶方便檢(jiǎn)維修，對于(yu)高黏度的(de)介質還需(xu)配備沖洗(xǐ)環。
　　若儀表(biǎo)訂貨是在(zài)基礎工程(cheng)設計階段(duan)時，建議帶(dài)隔離🏃🏻裝置(zhi)的毛細管(guǎn)差壓變送(sòng)器與楔形(xíng)流量計成(cheng)套訂貨，并(bìng)采用一體(tǐ)式的安裝(zhuāng)形式，将差(cha)壓變送器(qi)固定在楔(xie)形流量計(jì)上，避免過(guò)長的毛細(xi)管的長度(du)影響測量(liang)精度或過(guò)短的毛細(xi)管長度影(ying)響安裝。在(zai)詳細工程(chéng)設計階段(duan)時，需提相(xiang)關安裝條(tiáo)👌件給配管(guǎn)專業，将楔(xiē)形流量計(jì)安裝在便(biàn)于維護的(de)場合。
　　羅斯(si)蒙特1199遠傳(chuán)膜片裝置(zhì)采用D.C.704高溫(wēn)矽油時介(jiè)質溫度上(shàng)限是315℃［8］，EＪA118系列(liè)隔膜密封(fēng)裝置允許(xǔ)介質溫度(du)上限是300℃［9］，當(dāng)介質🌐溫度(dù)過高采用(yong)上述帶毛(máo)細管遠傳(chuan)膜片式差(chà)壓變送器(qi)與楔形流(liú)量計配套(tào)使用時容(rong)易造成測(cè)量誤差。當(dāng)介質高黏(nián)度且⛷️高溫(wen)時，楔形流(liú)量計👣的接(jie)管長度可(kě)選150mm，利用盲(máng)腸效應進(jin)行降溫，避(bì)免高溫傷(shang)及儀表及(jí)🤞堵塞發生(sheng)。
6結論
　　掌握(wo)楔形流量(liàng)計差壓值(zhí)的計算有(you)利于指導(dǎo)設計選型(xing)，流量計直(zhi)管段的要(yao)求與楔塊(kuai)比有關系(xi)，根據☎️确定(dìng)🌍的楔塊比(bǐ)提出流量(liàng)計安裝要(yào)求；設計過(guo)程中應根(gēn)據具體工(gōng)況選擇合(he)适的安裝(zhuāng)方📞式。楔形(xíng)流量計在(zai)使用過程(cheng)中運行穩(wen)定，維護量(liàng)少，價格便(biàn)宜［10］，有很大(dà)的應用前(qian)景。

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