摘(zhai)要：V 形錐流量(liang)計 是一種差(chà)壓流量計，借(jie)助于V形錐體(ti)在流場中的(de)節☁️流效應，在(zai)對🌈上下遊壓(ya)差實施檢測(cè)後即可以實(shí)現✊對流量的(de)測量🏃‍♀️。介紹特(tè)種材料在煤(méi)氣、壓縮空氣(qì)、過熱蒸汽等(děng)場合使用V形(xing)🚶‍♀️錐流量計的(de)情況，重點突(tū)出了V形錐流(liu)🌏量計自整流(liú)（所需直管段(duàn)短）、自清掃（耐(nài)髒污）、永久壓(yā)損小（節能）的(de)特🌈點，爲其的(de)進🔴一步推廣(guǎng)使🤩用提供參(cān)考。
0引言
　　V形錐(zhuī)流量計屬于(yu)新型差壓類(lei)流量測量儀(yi)表，其基本原(yuan)理和傳統差(cha)壓類儀表一(yi)樣，唯一的差(chà)别在于結構(gòu)形式的不🏃‍♀️同(tóng),正因爲結構(gòu)形式的改變(biàn)形成了其鮮(xiān)明⭐、獨有的優(yōu)點。與傳統的(de)流量測量儀(yi)表相比，V形錐(zhui)流量計具有(you)自整流、自混(hun)合、自清掃、自(zi)保護、量🌂程比(bǐ)大、壓損小、精(jing)度高、重複性(xing)好等優👄點。
　　通(tong)過參觀、學習(xí)逐步了解了(le)V形錐流量計(ji)的各種實用(yong)優點,通過和(hé)其他各種流(liú)量計的綜合(hé)對比以及到(dào)V形錐流㊙️量計(ji)生産廠家🈲的(de)實地考察後(hòu),确定在焦爐(lu)煤氣、壓縮空(kong)氣、過熱蒸汽(qi)等🏃🏻‍♂️場合使用(yòng)V形錐流量♻️計(ji)進行流🐕量測(ce)量。保證測量(liang)精度的前提(tí)下主要使📐用(yong)V形錐流量計(jì)的自整流(所(suo)需直管段短(duan))、自清掃(耐髒(zāng)污)、永久壓損(sǔn)小(節能等特(tè)點,通過一段(duan)時間🛀🏻的實🙇🏻際(ji)應用,V形🔞錐流(liu)量計的優點(diǎn)得到體現。
1V形(xing)錐流量計幾(ji)何結構設計(jì)
　　V形錐流量計(jì)流量測量公(gōng)式與其他差(chà)壓式儀表有(you)所類似，但是(shi)在幾何結構(gou)方面差異較(jiào)大,受到這一(yī)結構的影💁響(xiang),V形錐流量計(jì)具有傳統 差(chà)壓流量計 沒(méi)有的應用優(yōu)勢。在很長管(guǎn)道中,若不存(cun)在阻擋物和(hé)幹⚽擾作🧡用，出(chu)現流體則爲(wei)充分發展流(liú)。若在管道截(jie)面上選取一(yī)條徑向線❌,線(xian)上各點流速(su)均具有差異(yi)。和管壁緊貼(tiē)的流體,因爲(wèi)受到摩擦力(lì)的影響,速度(dù)趨近于✨零,但(dàn)是在此過程(chéng)中中心處存(cún)在有最大流(liu)速。若在管道(dào)中心懸挂一(yi)一個V形錐體(ti)，則會對中🚩心(xīn)處流速産生(shēng)🔞迫使作用,降(jiàng)低流速，同時(shí)管壁附近流(liú)速會不斷加(jia)大,實現流🤩速(su)“勻化”。其🌐他類(lèi)型的差壓式(shi)流量計中心(xīn)位置🏃🏻‍♂️爲空，無(wu)法出現流速(sù)“勻化”效果💞。因(yin)此在V形錐流(liú)量計中這是(shì)一個顯著優(yōu)點，能夠保🌐障(zhàng)在低流速情(qing)況下出現足(zu)夠的差壓，尤(yóu)其是在流速(su)逐漸降低過(guo)程中,這一📞作(zuò)用更加顯著(zhe)。但是如果🌈采(cai)用的是傳統(tǒng)差壓儀表,在(zai)此情👉況下已(yǐ)經無法測量(liang)。
　　傳統差壓流(liu)量計存在有(yǒu)“信号跳躍”(Signalbounce)現(xian)象。即爲就算(suàn)是在流動穩(wen)定情況下,也(ye)存在有信号(hao)脈動。由于流(liu)體在管道中(zhong)流動，節流下(xià)遊會出現旋(xuan)渦，在差壓流(liú)📐量加檢測中(zhōng)節流件下🍓遊(yóu)旋渦因爲受(shou)到錐體下遊(yóu)的影響，出現(xian)高頻低幅且(qiě)具有對稱性(xìng)的小旋渦，孔(kǒng)闆出現的是(shi)低頻高幅大(dà)漩渦。如果在(zài)某一工況中(zhong),V形錐流量計(jì)和👅孔闆出現(xiàn)的均是1kPa差壓(ya)，孔闆下遊渦(wō)流高幅波♻️動(dòng)中可能會引(yǐn)發出現0.5kPa的幹(gàn)擾信号。簡而(ér)言之,在這--情(qíng)況下孔🚶闆
　　有(yǒu)效信号在噪(zào)聲信号中淹(yān)沒量可能達(dá)到50%,但是V形錐(zhuī)流量計幹擾(rao)信号隻有0.1kPa。從(cóng)這一點可以(yi)看出,V形錐流(liú)量計的☀️信号(hao)噪聲很低,就(jiu)算是在流量(liang)和差壓較👨‍❤️‍👨低(di)情況下，也具(jù)🔞有一定的測(ce)量💚精度和穩(wen)定性,因此😍在(zai)低密度和低(dī)流速氣體測(cè)量中非常适(shì)用。
2.V形錐流量(liàng)計特點的應(ying)用
2.1自整流、自(zì)清掃特點的(de)應用
　　焦爐煤(méi)氣自身的特(tè)點導緻在測(cè)量方面存在(zài)兩個最⭕主要(yao)🙇🏻的難題:由于(yu)黏性導緻固(gù)體物的堆積(jī),從而引起截(jié)流件β值的改(gǎi)🛀🏻變，最❤️終引起(qǐ)測量誤差，不(bu)能進行連續(xù)的、長期🏃‍♂️的、有(yǒu)效的、正确的(de)流量測量:造(zào)成差壓測量(liàng)取壓孔的堵(dǔ)塞。考慮到V形(xing)錐流量計具(ju)有自🐆清掃(耐(nai)髒污)的特點(dian),決定在所有(yǒu)測量焦爐煤(méi)氣的場合全(quán)部采用V形錐(zhuī)流量計,在半(bàn)年的現場運(yùn)行過程中,讀(dú)數--直很穩定(ding)，和理論值的(de)差别在誤差(cha)允許範圍之(zhi)内。在停車例(lì)行檢修時,在(zài)V形錐流量計(ji)供應商的配(pèi)合”下，拆下一(yi)台V形錐流量(liàng)計進行了實(shi)🈲際觀察,發現(xiàn)其邊緣無明(míng)顯磨損的痕(hen)迹，錐體和錐(zhui)體部分的管(guǎn)道也無明顯(xiǎn)的固體物堆(dui)積現象。
　　焦爐(lú)煤氣的總輸(shū)出采用DN1600mm管道(dào)，如果采用孔(kǒng)闆等傳統的(de)⁉️測量儀表，受(shou)現場條件的(de)限制，無法滿(man)足SY/T6143-2004标準🙇‍♀️中關(guan)于孔闆等流(liu)量計上下遊(you)直管段的規(gui)定和要求。考(kao)慮到V形錐流(liú)量計具有自(zì)整流，所需直(zhí)管段短的特(te)點(隻需前三(san)後一的直管(guǎn)👈段),結合現場(chǎng)實際情況，在(zài)焦爐煤氣的(de)總.出口處安(ān)裝了一台DN1600mm的(de)V形錐流‼️量計(jì)。在運行過程(cheng)＼中,這台V形錐(zhui)流量計的讀(dú)數指示和焦(jiāo)爐煤氣總流(liu)量的理論計(jì)算值㊙️非常接(jie)近。V形錐流😄量(liang)計在設計過(guò)程中，采用的(de)是置于✨管道(dào)中心的V形錐(zhuī)體流線型節(jiē)流結構，實施(shī)檢測之前也(yě)可👌以有效整(zhěng)流其不規則(zé)流體，即便不(bu)增加流體整(zhěng)流器也能實(shí)現對流體整(zheng)流情況的有(you)效處理。中心(xin)懸挂流㊙️體形(xing)錐體可以實(shi)現對流速曲(qu)線的重塑，在(zài)錐體上、下遊(yóu)較窄💘區域内(nèi)(前0~3D,後0~1D),能夠實(shi)現對流速不(bu)規則液體的(de)整流，從而轉(zhuan)變成爲理想(xiang)液體✊,有效滿(man)足伯💛努利定(ding)理的要求,提(ti)升測量精度(du)👉以及重複性(xìng)。測量過程中(zhong)不用設置很(hěn)長的直管段(duan)整流,對于流(liu)量計安裝也(ye)具有重要意(yì)義。
　　綜合分支(zhī)管道的流量(liàng)讀數指示和(hé)總流量讀數(shù)指示對👅比,它(tā)💚們💋之間存在(zai)接受範圍之(zhī)内的誤差。對(dui)造成這種誤(wu)差的原因進(jìn)行分析,認爲(wèi)是由于現場(chǎng)各種複雜工(gōng)況條件的共(gòng)同作用造成(cheng)的,這種誤差(chà)并不影響正(zheng)常生産和各(gè)個環節♍的能(neng)源計🌈量。之前(qián)采用的是 孔(kong)闆流量計 以(yi)及均速管流(liú)量計，煤氣中(zhōng)存在的雜質(zhì)比較多，例如(ru)🆚焦☂️油、氨🐪水等(děng),因此需要對(dui)孔闆或均速(su)管定期進行(hang)清洗或者蒸(zheng)汽吹掃，否則(zé)會導緻上下(xià)遊端面、上遊(you)側直🏃‍♂️角入口(kǒu)邊緣出現污(wū)染,進而會引(yǐn)發出現儀表(biǎo)導壓管堵塞(sai)等,影響測量(liàng)精🌈度:孔闆前(qián)後直管段積(jī)水，也會降低(dī)管道流通🌈面(miàn)積,提升流速(su)以及差壓,在(zai)測量中流量(liang)顯示值會出(chu)現明顯提升(shēng)，嚴重時可能(neng)會導緻出現(xiàn)導壓管堵塞(sai)、變送器⚽停止(zhi)使用。爲确保(bao)儀表穩定與(yǔ)性能,則需要(yao)定期對其實(shí)施維護，工㊙️作(zuo)量非常大。V形(xing)錐流量計本(ben)身存在有自(zi)吹掃式結☀️構(gòu)，在設計過程(cheng)中沒有滞留(liu)死區。在通過(guo)錐體的時候(hòu)介質會出現(xiàn)加速,正壓取(qǔ)壓孔、錐體外(wài)壁和錐體附(fu)近管壁會受(shou)到不斷沖刷(shua)，一小段不流(liu)動介質也㊙️會(hui)對負壓取壓(yā)孔造成隔離(li)作用，從而阻(zǔ)🐕止髒污雜☁️質(zhì)進入,所以V形(xíng)錐流❄️量計在(zai)應用中無論(lùn)是雜質還是(shì)易結晶髒污(wū)介質中均适(shi)用,特别是在(zài)焦爐煤氣🌈、爐(lu)煤💰氣等介質(zhì)中更加适用(yong)。公司自采用(yòng)💜V形錐流量計(ji)以來,目前已(yi)經使用多年(nian)，未🈲對其進行(háng)過維護,同🍉時(shí)對其檢查也(ye)未發現流量(liàng)計中存在♊有(yǒu)節流📐裝置污(wū)染管道積水(shui)等情況,顯著(zhe)🔴降低了儀表(biǎo)⛹🏻‍♀️應用的維護(hù)工作量,對于(yu)提升測量正(zhèng)确率和可靠(kao)性具有重要(yao)作用。
2.2永久壓(yā)損小(節能)特(tè)點的應用
　　節(jie)能減排已經(jīng)深入到人們(men)生活的各個(ge)方面，焦化行(hang)業是一個🔴高(gāo)耗能的行業(yè),節能減排不(bú)僅是積極相(xiang)應國家政策(cè)和号召,而且(qiě)可以在無形(xíng)之中爲企業(ye)節省大筆的(de)資金支出，節(jie)省🈲的資金支(zhi)出也就是企(qi)業多增加的(de)利潤空間。
　　V形(xing)錐流量計和(he)其他流量計(jì)相比有一個(gè)優點就是永(yong)久壓💞損🌂小,永(yǒng)久壓損小也(ye)就意味着節(jie)能。
　　在空氣管(guan)網設計之初(chū)計劃采用孔(kǒng)闆流量計進(jìn)行測🈲量,通過(guò)與V形錐流量(liang)計的對比，從(cóng)長遠來看,使(shǐ)用V形錐流量(liang)🌈計是更經濟(jì)更合算的計(jì)量方法。
列舉(ju)一例，流體爲(wei)壓縮空氣,其(qí)他工藝條件(jiàn)見表1。

(1)選用孔(kong)闆測量，計算(suàn)結果如下:孔(kong)闆的β=0.5146,常用流(liu)量下的差壓(ya)⭐值△P-=27.396kPao
(2)選用V形錐(zhuī)流量計進行(háng)測量,計算結(jié)果如下:V形錐(zhuī)的β=0.5577,常用💃流量(liàng)下的差壓值(zhi)△P=10.904kPa。
孔闆的壓損(sun):△=(1-β")×△P或△?=(1-0.24β-0.52β2-0.16β2)×△P
V形錐流量(liàng)計的壓損:△=(1.3-1.25β)×△P
　　根(gēn)據上面的計(jì)算公式，常用(yong)流量下孔闆(pǎn)的永久壓損(sun)爲19.61kPa,常♍用☎️流量(liang)下V形錐的永(yong)久壓損爲6.57kPa。
　　所(suǒ)以，常用流量(liang)下永久壓損(sun)的差值Ao=19.61.-6.57=13.04kPa。
　　在常(chang)用流量下，使(shǐ)用V形錐流量(liang)計比使用孔(kǒng)闆流量計少(shao)🛀消耗👌的功率(lü)爲:
W=(△Qkph)/(3.6ηpfl)
式中：
W一能(neng)耗值,W
△?一永久(jiu)壓損值,kPa.
Qkph一質(zhì)量流量,kg/h
η一泵(beng)和電機的效(xiao)率,通常取η=0.8
pfl一(yi)在工況下,在(zài)上遊取壓孔(kong)處，流動液體(tǐ)或氣體(蒸氣(qi)的⁉️密度，kg/m3
　　把上(shàng)面的計算結(jie)果代入功率(lü)公式得W=21733.3W。所以(yǐ)，用V形錐代🈲替(tì)孔闆,每年可(ke)節約的耗能(néng)費=(W/1000(每年的運(yun).行時數)(電費(fèi))。在常用流量(liàng)下,年節省耗(hào)能費=21733.3/1000×24×365×1=190383.7元。也就(jiù)是說,用V形錐(zhuī)流量計代替(ti)孔闆測量壓(yā)縮空氣後,每(mei)年可節省的(de)耗能費爲19萬(wan)元左右。
　　在過(guò)熱蒸汽測量(liang)方面，采用同(tong)樣的計算方(fang)法可以得出(chū)每年節省的(de)耗能費。同時(shi)，V形錐流量計(jì)在應用🌍中也(ye)非常适合應(yīng)用在低壓、低(dī)流速介質流(liu)程測量中。在(zai)應用均速管(guan)流量🎯計實施(shi)測量過程中(zhōng)，如果管道中(zhong)煤氣🈚流速較(jiao)低，差壓信号(hao)較小情況下(xia)，則會直接降(jiang)低系統檢測(ce)精度。均速管(guǎn)流量計檢測(cè)中的最大差(chà)壓爲120Pa,正常情(qíng)況下爲2~5Pa.相對(duì)來講系統精(jīng)度偏低。如果(guǒ)差壓🈲信号比(bi)較小，則🔴會對(duì)變送器校驗(yan)以及适用精(jing)度造成影響(xiang)。也會直接導(dao)緻孔闆💞出現(xiàn)污染、儀表導(dǎo)壓管不暢等(deng)問題，直接影(yǐng)響測量精度(dù)。V形💰錐流量計(ji)在設計中采(cai)用的是類似(si)孔闆的節流(liu)件，和均🔅速管(guǎn)流量計🔞相比(bi)差壓值明📧顯(xiǎn)偏高，和孔闆(pǎn)相比因爲管(guǎn)道邊緣出現(xian)--定的收縮，降(jiang)低了阻力損(sun)失，所以就算(suàn)是在🐪阻力損(sǔn)失--緻情況下(xia),設計中♊采用(yòng)存在有較大(dà)差壓值的V形(xing)錐形流量計(jì),和孔闆測量(liang)時的👌差壓值(zhi)相比也明顯(xian)偏♌大，對于差(cha)壓信号💔具有(you)顯著提升作(zuò)用,也便于進(jin)行變送器校(xiào)驗.進而提升(sheng)系統測量精(jing)度。
　　壓縮空氣(qi)和過熱蒸汽(qi)的測量點有(you)數十個，随着(zhe)企🐆業的發展(zhan)和規模的擴(kuo)大.測量點還(hái)會逐步增多(duo),如🧑🏽‍🤝‍🧑🏻果全🐕部使(shǐ)用V形錐流量(liang)計進行測量(liang),則每年的節(jiē)能費将非常(cháng)可觀🐆,同時也(ye)爲企業自身(shen)創造了更多(duo)的經濟效益(yi)和社會效🛀🏻益(yi)。
3結束語
　　随着(zhe)在各種不同(tong)工礦條件下(xia)的廣泛應用(yòng),V形錐流量📱計(ji)的🌍各種💁優點(dian)得到了明顯(xiǎn)的體現。更多(duō)的從事計量(liang)方面的人員(yuán)認識并✉️認可(ke)了V形錐流量(liang)計。自從公司(sī)使用V形錐🥰流(liú)量計以來,大(da)大減少了維(wéi)護人員🌈的維(wei)護量，而且保(bao)證了各種介(jie)質計量的正(zhèng)确和運行的(de)穩定性。随着(zhe)國家節能減(jiǎn)排政策的逐(zhú)步深入,V形錐(zhuī)流量計将會(huì)有更加廣闊(kuo)的發展空間(jian)。

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