摘要(yào)：v 形錐(zhuī)流量(liàng)計 是(shì)一種差壓(yā)流量計，借助于(yú)v形錐(zhuī)體在流場中的節流效應，在對上(shàng)下遊壓(yā)差實(shí)施檢(jiǎn)測後(hòu)即可以實(shí)現對(duì)流量的測量。介(jiè)紹特(tè)種材料在(zài)煤氣、壓(yā)縮空氣(qì)、過熱蒸汽等場(chǎng)合(hé)使(shǐ)用v形錐流(liú)量計(jì)的情況，重(zhòng)點突出了(le)v形錐流量(liàng)計自整流（所需直管(guǎn)段短）、自(zì)清掃（耐髒污(wū)）、永久壓損小（節(jiē)能）的特點，爲其(qí)的進(jìn)一(yī)步(bù)推廣(guǎng)使用(yòng)提供(gòng)參考(kǎo)。
0引言
　　v形錐流量(liàng)計屬于新型差(chà)壓類流量(liàng)測量儀表(biǎo)，其(qí)基本原(yuán)理和(hé)傳統(tǒng)差壓(yā)類儀表一樣，唯(wéi)一的差别在于(yú)結構(gòu)形式(shì)的不(bú)同,正因(yīn)爲結構(gòu)形式(shì)的改(gǎi)變形(xíng)成了其鮮明、獨(dú)有的優點。與傳(chuán)統的流(liú)量(liàng)測量(liàng)儀表(biǎo)相比，v形錐(zhuī)流量計(jì)具(jù)有自整流、自混合、自(zì)清掃、自保護、量(liàng)程比大、壓(yā)損小(xiǎo)、精度高、重(zhòng)複性(xìng)好等(děng)優點。
　　通過(guò)參觀、學習逐步(bù)了解了v形(xíng)錐流(liú)量計(jì)的各(gè)種實(shí)用優點,通過和(hé)其他各種流量計的(de)綜合對比(bǐ)以及到(dào)v形錐(zhuī)流量計(jì)生産(chǎn)廠家(jiā)的實地考察後(hòu),确定在焦爐煤氣、壓縮空氣、過熱蒸(zhēng)汽(qì)等場合(hé)使用v形錐(zhuī)流量計進行流量測(cè)量。保證測量精(jīng)度的前(qián)提(tí)下主(zhǔ)要使用(yòng)v形錐流量計的(de)自整流(所需直(zhí)管段短(duǎn))、自清(qīng)掃(sǎo)(耐(nài)髒污)、永久(jiǔ)壓(yā)損小(節能等特點,通(tōng)過一段時間(jiān)的實際應用,v形錐流(liú)量計的優(yōu)點得到(dào)體(tǐ)現。
1v形(xíng)錐流(liú)量計幾何結構設計(jì)
　　v形錐(zhuī)流量(liàng)計流(liú)量測量公式與其他(tā)差壓式儀(yí)表有所類(lèi)似，但是在(zài)幾(jǐ)何結構方面差異(yì)較大(dà),受到這一(yī)結構的影響,v形(xíng)錐流量計具有(yǒu)傳統 差壓流量(liàng)計 沒有(yǒu)的(de)應用優勢。在很(hěn)長管道中(zhōng),若不存在阻擋物和(hé)幹擾(rǎo)作用，出現流體則爲充分發展(zhǎn)流。若(ruò)在管道截面上(shàng)選(xuǎn)取一條(tiáo)徑向線,線上各(gè)點流速均(jun1)具有(yǒu)差異(yì)。和(hé)管壁緊(jǐn)貼的流體(tǐ),因爲受到摩擦力的(de)影響,速度(dù)趨近于零,但是(shì)在此過程(chéng)中中(zhōng)心處(chù)存在有最大流(liú)速。若在(zài)管道中心懸挂一一個(gè)v形錐(zhuī)體(tǐ)，則(zé)會對中心(xīn)處流速産(chǎn)生迫使作用,降(jiàng)低流(liú)速，同(tóng)時管(guǎn)壁(bì)附近(jìn)流速會(huì)不斷(duàn)加大,實現(xiàn)流速“勻化”。其他(tā)類型(xíng)的差壓式流量計中(zhōng)心位(wèi)置爲空，無法出(chū)現流速(sù)“勻化”效(xiào)果。因(yīn)此在v形錐(zhuī)流量計中這是一個(gè)顯(xiǎn)著優點(diǎn)，能夠保障(zhàng)在低流速(sù)情況下出(chū)現足夠的(de)差壓(yā)，尤其是在流速(sù)逐漸降(jiàng)低過程(chéng)中(zhōng),這(zhè)一作用更(gèng)加顯(xiǎn)著。但(dàn)是(shì)如果采(cǎi)用的是傳(chuán)統差壓儀(yí)表,在此情(qíng)況下(xià)已經(jīng)無法測量(liàng)。
　　傳統差壓(yā)流量計存(cún)在有“信号(hào)跳躍(yuè)”(signalbounce)現象。即爲就算(suàn)是在(zài)流動(dòng)穩定情況(kuàng)下,也存在(zài)有信号脈動。由(yóu)于流(liú)體在(zài)管道中流動(dòng)，節流下遊會出現旋渦(wō)，在差壓流量加(jiā)檢測中節流件(jiàn)下遊旋渦因爲受到(dào)錐(zhuī)體下遊(yóu)的影響(xiǎng)，出現高頻(pín)低幅(fú)且具有(yǒu)對稱性的小旋渦，孔(kǒng)闆出(chū)現的(de)是低頻高幅大漩渦(wō)。如果(guǒ)在某(mǒu)一(yī)工(gōng)況中,v形錐流量(liàng)計(jì)和孔闆(pǎn)出現的均(jun1)是1kpa差壓，孔(kǒng)闆下遊渦(wō)流高(gāo)幅波(bō)動中(zhōng)可能會引發出(chū)現0.5kpa的幹擾(rǎo)信号。簡而(ér)言之,在這(zhè)--情況下(xià)孔闆
　　有效信号在(zài)噪聲(shēng)信号中淹沒量(liàng)可能(néng)達到(dào)50%,但(dàn)是(shì)v形錐(zhuī)流量(liàng)計幹(gàn)擾信号隻(zhī)有0.1kpa。從這一點可以看出(chū),v形(xíng)錐流量計(jì)的信号(hào)噪聲(shēng)很(hěn)低,就算是在流(liú)量和差壓(yā)較低情況下，也具有(yǒu)一定的測(cè)量精(jīng)度和穩定(dìng)性,因(yīn)此在低密度和(hé)低流速氣(qì)體測(cè)量中(zhōng)非(fēi)常适用(yòng)。
2.v形錐(zhuī)流量計特(tè)點的應用
2.1自(zì)整流、自清(qīng)掃(sǎo)特點(diǎn)的應用
　　焦(jiāo)爐煤(méi)氣自身(shēn)的特點導緻(zhì)在(zài)測量方(fāng)面存在兩個最(zuì)主要(yào)的難(nán)題:由于黏(nián)性(xìng)導緻固(gù)體物(wù)的(de)堆(duī)積,從(cóng)而引起(qǐ)截流件(jiàn)β值的改變，最(zuì)終(zhōng)引起測量(liàng)誤差，不能進(jìn)行連續(xù)的、長期的、有效(xiào)的、正确的流量(liàng)測量(liàng):造成(chéng)差壓測量(liàng)取壓孔的(de)堵塞(sāi)。考(kǎo)慮(lǜ)到v形(xíng)錐流(liú)量計(jì)具有自清掃(耐髒污(wū))的特(tè)點,決(jué)定在所有(yǒu)測量(liàng)焦爐(lú)煤氣的場合全(quán)部采用v形錐流(liú)量計,在半年的(de)現場運行過程(chéng)中,讀(dú)數(shù)--直很穩定，和(hé)理論值的(de)差别在誤差允許範圍(wéi)之内。在(zài)停車例行檢修時,在v形錐流量(liàng)計供應商(shāng)的配(pèi)合”下，拆下一台(tái)v形錐流量(liàng)計進行了實際(jì)觀察(chá),發現其邊(biān)緣無(wú)明顯磨(mó)損的痕迹，錐(zhuī)體和錐體部(bù)分(fèn)的(de)管道也(yě)無明顯的固體(tǐ)物堆積現(xiàn)象。
　　焦(jiāo)爐煤氣(qì)的總輸(shū)出采用dn1600mm管道，如(rú)果采用(yòng)孔闆等(děng)傳統(tǒng)的測量儀(yí)表，受現(xiàn)場(chǎng)條件(jiàn)的限制(zhì)，無法滿足sy/t6143-2004标(biāo)準中關于孔闆等(děng)流(liú)量計(jì)上下遊直(zhí)管(guǎn)段的規定和要求(qiú)。考慮到(dào)v形(xíng)錐流量計具有(yǒu)自整(zhěng)流，所需(xū)直管段(duàn)短的(de)特(tè)點(diǎn)(隻需(xū)前三後一(yī)的直管段(duàn)),結合現場(chǎng)實際情況，在焦爐煤(méi)氣(qì)的總.出(chū)口處安裝了(le)一台dn1600mm的v形錐流量(liàng)計。在運(yùn)行過程＼中,這(zhè)台(tái)v形(xíng)錐流(liú)量(liàng)計的讀(dú)數指(zhǐ)示和焦爐煤氣(qì)總流量的(de)理論(lùn)計算(suàn)值非常接(jiē)近。v形(xíng)錐流量計(jì)在設(shè)計過程中(zhōng)，采用的是(shì)置于管道中(zhōng)心的v形(xíng)錐體流(liú)線型節流結構(gòu)，實(shí)施檢(jiǎn)測之前也可以(yǐ)有效整(zhěng)流其不(bú)規則(zé)流體，即便(biàn)不增加流體整(zhěng)流器也(yě)能實現對流體(tǐ)整(zhěng)流情(qíng)況的有(yǒu)效處(chù)理。中心懸挂流體(tǐ)形錐體可以實現對(duì)流(liú)速曲線(xiàn)的重塑，在錐體(tǐ)上、下遊較窄區(qū)域内(nèi)(前0~3d,後(hòu)0~1d),能夠(gòu)實現(xiàn)對(duì)流(liú)速不(bú)規則液體(tǐ)的整(zhěng)流，從(cóng)而轉變成(chéng)爲理想液體,有(yǒu)效滿足伯努利(lì)定理(lǐ)的要(yào)求,提(tí)升測量(liàng)精度以(yǐ)及重(zhòng)複性。測量(liàng)過程中不用(yòng)設(shè)置很(hěn)長的(de)直管(guǎn)段整流(liú),對于流(liú)量計安(ān)裝也具有重(zhòng)要意(yì)義。
　　綜(zōng)合分支管道的(de)流量讀(dú)數指示和總(zǒng)流(liú)量讀數指示(shì)對(duì)比,它們(men)之間存在(zài)接受(shòu)範圍之(zhī)内(nèi)的(de)誤(wù)差。對造成(chéng)這種(zhǒng)誤差的原因進(jìn)行分析,認爲是由于(yú)現場各種(zhǒng)複雜工況(kuàng)條(tiáo)件的共同(tóng)作(zuò)用造(zào)成的,這(zhè)種誤差(chà)并不影響(xiǎng)正常(cháng)生産(chǎn)和各(gè)個環(huán)節的(de)能源(yuán)計量(liàng)。之前采用的是 孔闆(pǎn)流量計 以(yǐ)及均速管(guǎn)流量計，煤氣中存在(zài)的雜質比較多(duō)，例如(rú)焦油、氨水(shuǐ)等,因此(cǐ)需(xū)要對(duì)孔闆或(huò)均速管定期進行清洗(xǐ)或者(zhě)蒸(zhēng)汽吹掃(sǎo)，否則會導(dǎo)緻上(shàng)下遊(yóu)端面、上遊側直(zhí)角入口邊(biān)緣出現污染,進(jìn)而會引發出現儀表(biǎo)導壓管堵塞等,影響測量精度(dù):孔闆前後(hòu)直管段積(jī)水，也(yě)會降低(dī)管道流(liú)通面(miàn)積,提(tí)升流(liú)速以及差壓,在(zài)測量中(zhōng)流量顯示值(zhí)會出現明(míng)顯提(tí)升，嚴重時(shí)可能(néng)會導緻出(chū)現導壓管(guǎn)堵塞、變送(sòng)器停止使(shǐ)用。爲确保(bǎo)儀表穩定(dìng)與性(xìng)能,則(zé)需要(yào)定期對其(qí)實施維護，工作(zuò)量非(fēi)常大(dà)。v形錐(zhuī)流量計本(běn)身存(cún)在有自吹掃(sǎo)式(shì)結構(gòu)，在設計過程中沒(méi)有滞留死區(qū)。在通過錐(zhuī)體(tǐ)的時候介質(zhì)會出現加速,正(zhèng)壓取壓孔(kǒng)、錐體(tǐ)外壁和錐體附(fù)近管壁會受到(dào)不(bú)斷沖刷，一小(xiǎo)段不流(liú)動(dòng)介質(zhì)也會對負(fù)壓取(qǔ)壓孔(kǒng)造成隔離作用(yòng)，從而阻止(zhǐ)髒污雜(zá)質(zhì)進入,所以v形(xíng)錐流量(liàng)計在應用中無(wú)論是雜質(zhì)還是(shì)易結(jié)晶髒污介(jiè)質中(zhōng)均适用,特(tè)别是(shì)在焦(jiāo)爐(lú)煤(méi)氣、爐(lú)煤氣等介(jiè)質中更加适用(yòng)。公司(sī)自采(cǎi)用v形錐流量(liàng)計以來(lái),目前已經使用(yòng)多年，未對(duì)其進(jìn)行過(guò)維(wéi)護,同時(shí)對其檢查也未發現流量(liàng)計中(zhōng)存在(zài)有節流(liú)裝(zhuāng)置污(wū)染(rǎn)管道積(jī)水等情況(kuàng),顯著(zhe)降低了儀表應用的(de)維護(hù)工作量,對于提升測(cè)量正确率和可(kě)靠性(xìng)具有重要作用(yòng)。
2.2永久(jiǔ)壓損(sǔn)小(xiǎo)(節能)特(tè)點的(de)應用
　　節能(néng)減排(pái)已經深入(rù)到人(rén)們生(shēng)活(huó)的(de)各個(gè)方面(miàn)，焦化行業(yè)是一(yī)個高(gāo)耗能的行業,節能減(jiǎn)排不僅是(shì)積極相應國(guó)家政策(cè)和号召(zhào),而且可以在(zài)無形之中(zhōng)爲企業節(jiē)省大(dà)筆的資金(jīn)支出，節省的資(zī)金支(zhī)出也就是企業(yè)多增加(jiā)的(de)利潤(rùn)空間。
　　v形錐流量(liàng)計和其(qí)他流量計相(xiàng)比有一個(gè)優點就是永久(jiǔ)壓損(sǔn)小,永久壓(yā)損小也(yě)就意味(wèi)着節能。
　　在空氣(qì)管網(wǎng)設(shè)計之初計劃采用孔闆(pǎn)流量計進(jìn)行測(cè)量,通過與v形(xíng)錐流量計的(de)對比(bǐ)，從長(zhǎng)遠來看,使(shǐ)用v形錐流量計是(shì)更(gèng)經濟(jì)更合(hé)算的(de)計(jì)量方法(fǎ)。
列舉一例(lì)，流體(tǐ)爲壓縮空(kōng)氣,其(qí)他工藝條(tiáo)件見(jiàn)表(biǎo)1。

(1)選用孔闆測(cè)量，計算結(jié)果如下:孔闆的β=0.5146,常用(yòng)流量(liàng)下的差壓(yā)值△p-=27.396kpao
(2)選用(yòng)v形錐流(liú)量計進行測量(liàng),計算結果如(rú)下(xià):v形錐的β=0.5577,常(cháng)用流(liú)量下的(de)差壓值△p=10.904kpa。
孔闆(pǎn)的壓損:△=(1-β")×△p或△?=(1-0.24β-0.52β2-0.16β2)×△p
v形(xíng)錐流量(liàng)計的(de)壓損:△=(1.3-1.25β)×△p
　　根據上面(miàn)的計算公(gōng)式，常用流(liú)量(liàng)下孔闆(pǎn)的永久壓損爲19.61kpa,常用流量下v形(xíng)錐的永久(jiǔ)壓損(sǔn)爲6.57kpa。
　　所以(yǐ)，常(cháng)用流(liú)量下永久(jiǔ)壓損(sǔn)的差(chà)值ao=19.61.-6.57=13.04kpa。
　　在常用(yòng)流量下，使用v形(xíng)錐流量(liàng)計(jì)比使用孔闆流量計少消耗的功率爲:
w=(△qkph)/(3.6ηpfl)
式(shì)中：
w一能耗(hào)值,w
△?一(yī)永久(jiǔ)壓損(sǔn)值,kpa.
qkph一質(zhì)量流量,kg/h
η一泵和(hé)電機的(de)效率,通常取η=0.8
pfl一(yī)在工(gōng)況下,在上(shàng)遊取壓孔(kǒng)處，流(liú)動液體或氣體(tǐ)(蒸氣的密(mì)度，kg/m3
　　把上面的計算結(jié)果代入功(gōng)率公式得w=21733.3w。所(suǒ)以，用v形(xíng)錐代替孔闆(pǎn),每年可(kě)節(jiē)約(yuē)的耗(hào)能費(fèi)=(w/1000(每年的運(yùn).行時(shí)數)(電(diàn)費)。在常(cháng)用流量下,年(nián)節省耗能費=21733.3/1000×24×365×1=190383.7元。也就(jiù)是(shì)說,用v形(xíng)錐流量計代替(tì)孔闆測量(liàng)壓縮空氣(qì)後(hòu),每年可(kě)節省(shěng)的耗能費爲19萬元左右。
　　在(zài)過熱蒸汽(qì)測量方面，采用同樣(yàng)的計算(suàn)方法可(kě)以得出每年節(jiē)省的耗(hào)能費。同時，v形錐流量計(jì)在應(yīng)用中(zhōng)也非(fēi)常适(shì)合應(yīng)用在(zài)低壓(yā)、低流速介(jiè)質流程測量中(zhōng)。在應用(yòng)均(jun1)速管流量計實施測(cè)量過程中，如果管道(dào)中煤氣流(liú)速較低，差(chà)壓信(xìn)号較小(xiǎo)情況下(xià)，則會(huì)直接降低(dī)系統(tǒng)檢測精度(dù)。均速管(guǎn)流量計(jì)檢測中的最大(dà)差壓爲120pa,正常情況下(xià)爲2~5pa.相對來(lái)講系統精度偏低。如果差壓信号比較小，則會(huì)對變(biàn)送(sòng)器(qì)校驗(yàn)以及适(shì)用精度造(zào)成影響。也會(huì)直接導緻孔闆出現污染、儀表(biǎo)導壓管不(bú)暢等(děng)問題，直(zhí)接(jiē)影響(xiǎng)測量精度。v形錐(zhuī)流量(liàng)計在設計(jì)中采用(yòng)的(de)是類似孔(kǒng)闆(pǎn)的(de)節流件，和(hé)均速管流(liú)量計(jì)相(xiàng)比(bǐ)差壓(yā)值明顯(xiǎn)偏高，和孔闆相比(bǐ)因爲(wèi)管道邊緣(yuán)出現--定的(de)收縮，降低了阻力損(sǔn)失，所(suǒ)以就(jiù)算是(shì)在阻(zǔ)力損失--緻(zhì)情況下,設(shè)計中采用(yòng)存在有較(jiào)大差壓值(zhí)的v形(xíng)錐形(xíng)流量計,和孔闆(pǎn)測量時的差壓(yā)值相(xiàng)比也明顯偏大(dà)，對于差壓(yā)信号具有顯著(zhe)提升(shēng)作用,也便(biàn)于進(jìn)行變送器(qì)校驗.進而提升系統測(cè)量精度(dù)。
　　壓縮(suō)空氣和過(guò)熱蒸(zhēng)汽的測(cè)量點有(yǒu)數十個，随着企(qǐ)業的(de)發展和規(guī)模的擴大(dà).測量(liàng)點還會逐(zhú)步增多,如(rú)果全(quán)部使用v形(xíng)錐流(liú)量計(jì)進行(háng)測量(liàng),則每年(nián)的(de)節能(néng)費将非常可觀(guān),同時也(yě)爲企業自身創造了更(gèng)多的經濟效益(yì)和社(shè)會效益。
3結(jié)束語(yǔ)
　　随着(zhe)在各(gè)種不(bú)同工礦(kuàng)條(tiáo)件下的廣(guǎng)泛應(yīng)用,v形錐流量計(jì)的各種優(yōu)點得(dé)到了(le)明(míng)顯的體(tǐ)現。更(gèng)多的(de)從事(shì)計量方面的人(rén)員認識并(bìng)認可(kě)了v形(xíng)錐流量計(jì)。自從公司使用(yòng)v形錐流量計以(yǐ)來,大大減(jiǎn)少了維護人(rén)員(yuán)的維(wéi)護量，而且(qiě)保證了(le)各(gè)種介質計(jì)量的正确(què)和運行的穩定性。随(suí)着國家(jiā)節能減排政策的逐步(bù)深入,v形錐(zhuī)流量(liàng)計将會(huì)有(yǒu)更加(jiā)廣闊的(de)發(fā)展空(kōng)間。

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