摘要：介(jie)紹了楔(xie)形流量(liang)計 的原(yuan)理及應(ying)用範圍(wei)，探讨了(le)楔形流(liu)量計對(dui)介質雷(lei)諾數下(xia)限的要(yao)求；介紹(shao)了楔形(xing)流量計(ji)差壓值(zhi)的确定(ding)方法；以(yi)♋實際案(an)例爲例(li)，采用PresoFloWCal軟(ruan)件對楔(xie)形流量(liang)計差壓(ya)值及壓(ya)損進行(hang)計👌算。結(jie)合👣工程(cheng)經💜驗，對(dui)與楔形(xing)☔流量計(ji)配套使(shi)用的 差(cha)壓變送(song)器 進行(hang)選型，根(gen)據不同(tong)的工況(kuang)，給出建(jian)議的安(an)裝方式(shi)㊙️。
　　在石化(hua)裝置中(zhong)，存在一(yi)些易結(jie)晶、黏稠(chou)、髒污、磨(mo)蝕、低♉雷(lei)諾數、含(han)有懸浮(fu)物、高溫(wen)等工況(kuang)的介質(zhi)，如原油(you)、泥漿、煤(mei)💋焦油、廢(fei)水、瀝青(qing)、氯氣等(deng)，常用的(de)流量計(ji)如 孔闆(pan)流量計(ji) 、 渦街流(liu)量計 、 電(dian)磁流量(liang)計 等無(wu)法克服(fu)堵塞、低(di)雷諾數(shu)、磨損、腐(fu)蝕等問(wen)題，故給(gei)設計選(xuan)型帶❓來(lai)一些困(kun)擾。楔形(xing)流量計(ji)能夠有(you)效克服(fu)上述惡(e)劣工況(kuang)，提供高(gao)性能的(de)流量解(jie)決方案(an)，取得了(le)滿意的(de)測量效(xiao)果。
1原理(li)及應用(yong)範圍
　　楔(xie)形流量(liang)計結構(gou)如圖1所(suo)示。當流(liu)體流經(jing)Ｖ形節流(liu)塊時，流(liu)通面積(ji)減小，流(liu)速增大(da)，靜壓減(jian)小，從而(er)産生靜(jing)壓差，而(er)壓☔差的(de)平方✔️根(gen)與流量(liang)成正比(bi)，測得差(cha)壓即可(ke)測得管(guan)道中的(de)流量［1］。楔(xie)形流量(liang)計采用(yong)“Ｖ”型體節(jie)流件，當(dang)流體中(zhong)含有雜(za)質或者(zhe)固體時(shi)，容易從(cong)楔形下(xia)部流過(guo)，不會産(chan)生滞留(liu)，從♈而防(fang)止堵塞(sai)⁉️現象［2］。
　　楔(xie)形流量(liang)計通常(chang)口徑範(fan)圍爲DN15～DN600，特(te)殊口徑(jing)可至DN1200，壓(ya)力等級(ji)高至PN420，測(ce)量精度(du)爲±0.5％FS，可測(ce)量黏度(du)高至3Pa·s的(de)介質。

　　楔形(xing)流量計(ji)對介質(zhi)雷諾數(shu)下限的(de)要求，HG/T20507—2014《自(zi)動化儀(yi)表選型(xing)設計規(gui)範》6.2.4條規(gui)定：“含懸(xuan)浮物的(de)高黏度(du)易結🍓晶(jing)液體的(de)❌流量😄、要(yao)求永久(jiu)♉的壓力(li)損失小(xiao)、雷諾數(shu)小💋于500時(shi)，宜選用(yong)楔形流(liu)量計”［3］；已(yi)作廢的(de)HG/T20507—2000《自動化(hua)儀表選(xuan)型設計(ji)規🧑🏾‍🤝‍🧑🏼定》3.2.1條(tiao)規定：“含(han)懸浮物(wu)的高黏(nian)度液體(ti)、蒸汽🤩、氣(qi)體的流(liu)量測量(liang)、雷諾數(shu)大于500時(shi)可選用(yong)楔形流(liu)量🐇計”；SH/T3005—2016《石(shi)油化工(gong)自動化(hua)儀表選(xuan)型設計(ji)規範》中(zhong)規定：“當(dang)⛱️測量高(gao)黏度、低(di)雷💛諾數(shu)（最低至(zhi)500）的流體(ti)時，可選(xuan)用楔形(xing)流量計(ji)”；已作廢(fei)的SH/T3005—1999《石油(you)化工自(zi)動化儀(yi)表選型(xing)設計規(gui)範》中規(gui)定：“測量(liang)高💋黏度(du)、低🙇‍♀️雷諾(nuo)數（低至(zhi)100）的流體(ti)，如原油(you)、油漿、渣(zha)油、瀝青(qing)等，可選(xuan)用楔式(shi)流量計(ji)”。
　　楔形流(liu)量計對(dui)介質最(zui)低雷諾(nuo)數的說(shuo)法不一(yi)緻，其中(zhong)HG/T20507—2014與SH/T3005—2015對雷(lei)諾數的(de)要求相(xiang)悖。如ABB的(de)FPD470系列、BaDgerMeter的(de)Preso楔形流(liu)量計要(yao)💛求雷諾(nuo)數下限(xian)值爲🆚500，大(da)韓DHWM系列(lie)、捷達WM系(xi)列楔形(xing)流量計(ji)要求雷(lei)諾數下(xia)限值爲(wei)♈300，當雷諾(nuo)數再低(di)時流💁量(liang)系數發(fa)生變化(hua)，流體流(liu)量和🚩差(cha)壓不再(zai)遵循平(ping)方根的(de)關系，會(hui)影響測(ce)量準确(que)度。綜合(he)上述産(chan)品信息(xi)🔞，楔形流(liu)量計雷(lei)諾數下(xia)限取500。
2差(cha)壓值的(de)計算
楔(xie)形流量(liang)計差壓(ya)值與流(liu)量的關(guan)系如下(xia)式所示(shi)：

　　式中：ΔP———差(cha)壓值，Kpa；qv———介(jie)質工況(kuang)下體積(ji)流量，M3/H；C———流(liu)量常數(shu)。
1）對于測(ce)量液體(ti)介質，流(liu)量常數(shu)C見下式(shi)所示：

　　式(shi)中：N———單位(wei)轉換系(xi)數，N＝0.1264；KP———流量(liang)系數；D———楔(xie)形流量(liang)計内徑(jing)，mm；Fa———材料熱(re)膨脹系(xi)數，mm2/mm2；ρ———介質(zhi)密度，kg/M3。
　　楔(xie)形流量(liang)計的流(liu)量系數(shu)KP和流量(liang)計的口(kou)徑及楔(xie)塊比♉（H/D）有(you)關，計算(suan)時可參(can)考表1中(zhong)Preso楔形流(liu)量計數(shu)據。

　　在實(shi)際使用(yong)過程中(zhong)，因楔形(xing)流量計(ji)爲非标(biao)儀表，出(chu)廠時每(mei)台🌂儀表(biao)需經過(guo)實際流(liu)體标定(ding)，從而得(de)出實際(ji)的🐕流量(liang)❄️系數，對(dui)原有計(ji)算時的(de)差壓值(zhi)進行調(diao)整［4］。
2）對于(yu)測量氣(qi)體介質(zhi)，流量常(chang)數C見下(xia)式所示(shi)：

式中：Ｙ———氣(qi)體熱膨(peng)脹系數(shu)。
3）楔形流(liu)量計也(ye)可以測(ce)量蒸汽(qi)，但對于(yu)蒸汽介(jie)質，建議(yi)采用噴(pen)嘴、渦街(jie)等其他(ta)形式的(de)流量計(ji)進行測(ce)量。
3壓損(sun)的計算(suan)
　　楔形流(liu)量計比(bi)孔闆、Ｖ錐(zhui)、噴嘴的(de)壓力損(sun)失小，相(xiang)同β值情(qing)況下幾(ji)種流量(liang)計壓損(sun)比較［5］如(ru)圖2所示(shi)。
　　将楔形(xing)流量計(ji)H/D換算成(cheng)孔闆流(liu)量計的(de)β值，如楔(xie)形流量(liang)計🚶‍♀️H/D＝0.5與孔(kong)😘闆㊙️β＝0.7070的節(jie)流面積(ji)比是一(yi)樣的［6］，詳(xiang)見表2所(suo)列。

将換(huan)算完後(hou)的β值代(dai)入下式(shi)［6］中，即可(ke)得出楔(xie)形流量(liang)計的永(yong)🈲久壓🈲力(li)損失。

式(shi)中：PPl———永久(jiu)壓力損(sun)失，Kpa。

4應用(yong)案例
　　某(mou)工況介(jie)質爲原(yuan)料油，管(guan)道爲DN250，壁(bi)厚爲SH80，材(cai)質爲碳(tan)鋼，正常(chang)溫🔞度爲(wei)50℃，正常壓(ya)力爲2.08Mpa，最(zui)大流量(liang)爲196.4t/h，正常(chang)流量爲(wei)178.6t/h，最小😄流(liu)量爲125t/h，動(dong)力黏度(du)爲🛀0.295Pa·s，介質(zhi)密度爲(wei)943kg/M3，允許壓(ya)降爲30Kpa。
因(yin)介質黏(nian)稠，綜合(he)比較各(ge)類型流(liu)量計後(hou)選用楔(xie)形🆚流量(liang)計👨‍❤️‍👨進行(hang)測量，最(zui)大流量(liang)不超過(guo)滿量程(cheng)的90％，因而(er)🏃‍♂️圓整🌐後(hou)最大量(liang)程選用(yong)220t/h，楔形流(liu)量計材(cai)質選用(yong)316不鏽鋼(gang)。使用✏️BaDgerMeter的(de)PresoFloWCalCＶ5.36軟件💰對(dui)此工況(kuang)下的楔(xie)形流量(liang)計差壓(ya)值及壓(ya)損進行(hang)計算。通(tong)過調整(zheng)H/D的❗值得(de)到合💜适(shi)的差壓(ya)♈值，确定(ding)H/D的值後(hou)即可确(que)定等效(xiao)的β值，得(de)出永久(jiu)壓力🈚損(sun)失值。
　　該(gai)案例中(zhong)的楔形(xing)流量計(ji)H/D選用0.3，流(liu)量系數(shu)KP爲0.1854，在滿(man)刻度220t/h的(de)流量下(xia)差壓值(zhi)爲25.53Kpa，等效(xiao)的β值爲(wei)0.5023，在滿刻(ke)度流量(liang)下的永(yong)久壓力(li)🈲損失爲(wei)11.99Kpa，滿足工(gong)藝的30Kpa壓(ya)力損失(shi)限制要(yao)求。
上述(shu)均爲基(ji)于經驗(yan)值的計(ji)算，可供(gong)設計選(xuan)型參考(kao)♍，實際👌的(de)流量系(xi)數仍需(xu)要經過(guo)标定後(hou)才可确(que)定。
5楔形(xing)流量計(ji)的安裝(zhuang)
　　楔形流(liu)量計多(duo)用于介(jie)質高黏(nian)度或者(zhe)強腐蝕(shi)性等👈場(chang)合✉️，常與(yu)毛細管(guan)式法蘭(lan)膜片密(mi)封式差(cha)壓變送(song)器 配套(tao)使用，差(cha)壓變送(song)器與楔(xie)形流量(liang)計之間(jian)配備法(fa)蘭式切(qie)斷閥方(fang)便檢維(wei)修，對于(yu)高黏度(du)的介質(zhi)還需配(pei)備🏃🏻沖洗(xi)環。
　　若儀(yi)表訂貨(huo)是在基(ji)礎工程(cheng)設計階(jie)段時，建(jian)議帶隔(ge)離裝置(zhi)🔴的毛細(xi)管差壓(ya)變送器(qi)與楔形(xing)流量計(ji)成套訂(ding)貨♻️，并采(cai)用一體(ti)式💜的安(an)裝形式(shi)，将差壓(ya)變送器(qi)固定在(zai)楔形流(liu)量🔅計上(shang)，避免過(guo)長的毛(mao)細管的(de)長度影(ying)✊響測量(liang)精度或(huo)過短的(de)毛細管(guan)長度影(ying)響安裝(zhuang)。在詳細(xi)工程設(she)計階段(duan)時，需提(ti)相關安(an)裝條件(jian)給配管(guan)專業，将(jiang)楔形流(liu)量計安(an)裝在便(bian)于維護(hu)的場合(he)。
　　羅斯蒙(meng)特1199遠傳(chuan)膜片裝(zhuang)置采用(yong)D.C.704高溫矽(xi)油時介(jie)質溫度(du)上限是(shi)315℃［8］，EＪA118系列隔(ge)膜密封(feng)裝置允(yun)許介質(zhi)溫度上(shang)限是300℃［9］，當(dang)介質🔞溫(wen)度過高(gao)采用上(shang)述帶毛(mao)細管遠(yuan)傳膜片(pian)式差壓(ya)變送器(qi)與楔形(xing)流量計(ji)配套使(shi)用時容(rong)易造成(cheng)測量誤(wu)差。當介(jie)質高黏(nian)度且高(gao)溫時，楔(xie)形流量(liang)計💯的接(jie)管長度(du)可選150mm，利(li)用盲腸(chang)效應進(jin)行降溫(wen)，避免高(gao)☁️溫傷及(ji)儀表♋及(ji)堵塞發(fa)生。
6結論(lun)
　　掌握楔(xie)形流量(liang)計差壓(ya)值的計(ji)算有利(li)于指導(dao)設計💔選(xuan)型，流🤞量(liang)計直管(guan)段的要(yao)求與楔(xie)塊比有(you)關系，根(gen)據确定(ding)的楔塊(kuai)比提出(chu)流量🔆計(ji)安裝要(yao)求；設計(ji)過程中(zhong)應根據(ju)具體工(gong)況選擇(ze)合适的(de)安裝方(fang)式。楔形(xing)流量計(ji)在使用(yong)🛀🏻過程中(zhong)運行穩(wen)定，維☀️護(hu)量少，價(jia)🐪格便宜(yi)［10］，有🈲很大(da)的應用(yong)👨‍❤️‍👨前景。

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