摘(zhāi)要：介紹(shao)了楔形(xing)流量計(ji) 的原理(li)及應用(yong)範圍，探(tan)讨了楔(xie)形流量(liàng)計對介(jiè)質雷諾(nuò)數下限(xian)的要求(qiu)；介紹了(le)楔形流(liu)量計差(cha)壓值的(de)确定方(fāng)🐅法；以實(shi)際案例(li)爲例，采(cai)用PresoFloWCal軟件(jian)對楔形(xing)流量計(ji)差壓值(zhí)及壓損(sun)進行計(ji)算。結合(hé)工程經(jing)驗，對與(yǔ)楔形流(liú)量計配(pèi)套使用(yòng)的 差壓(yā)變送器(qi) 進行選(xuan)型，根據(ju)不同的(de)工況，給(gěi)出建議(yi)的安裝(zhuāng)方式。
　　在(zài)石化裝(zhuāng)置中，存(cún)在一些(xie)易結晶(jīng)、黏稠、髒(zāng)污、磨蝕(shí)、低雷諾(nuo)數、含有(you)懸浮物(wu)、高溫等(děng)工況的(de)介質，如(ru)原油、泥(ní)漿、煤焦(jiāo)油、廢水(shui)、瀝青、氯(lü)氣😘等，常(cháng)用的流(liú)量計如(ru) 孔闆流(liu)量計 、 渦(wo)街流量(liàng)計 、 電磁(ci)流量計(jì) 等無法(fa)克服堵(dǔ)塞、低雷(léi)諾數、磨(mó)損、腐蝕(shi)等問題(ti)，故給設(shè)計選型(xing)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻帶來一(yi)些困擾(rǎo)。楔形流(liu)量計能(neng)夠有效(xiào)克服上(shang)述惡🐉劣(lie)工況，提(tí)供高性(xing)能的流(liu)量解決(jue)方案，取(qu)得了滿(man)意的測(ce)量效果(guo)。
1原理及(ji)應用範(fan)圍
　　楔形(xing)流量計(jì)結構如(ru)圖1所示(shi)。當流體(tǐ)流經Ｖ形(xing)節流塊(kuài)時，流通(tōng)面積🐇減(jiǎn)小，流速(su)增大，靜(jing)壓減小(xiǎo)，從而産(chǎn)生靜♍壓(yā)差，而壓(yā)⛱️差的🌏平(ping)方根與(yu)流量成(chéng)正比，測(ce)得差壓(ya)即可測(cè)得🌍管道(dào)中⛷️的流(liu)量［1］。楔形(xíng)流量計(ji)采用“Ｖ”型(xing)體節流(liu)件，當流(liu)體中含(hán)有雜質(zhì)或者固(gù)體時，容(rong)易從楔(xie)形下部(bu)流過，不(bú)會産生(shēng)滞留，從(cóng)而防止(zhi)堵塞現(xiàn)象［2］。
　　楔形(xíng)流量計(ji)通常口(kou)徑範圍(wéi)爲DN15～DN600，特殊(shū)口徑可(kě)至DN1200，壓力(lì)等級🔴高(gāo)⚽至PN420，測量(liang)精度爲(wei)±0.5％FS，可測量(liang)黏度高(gāo)至3Pa·s的介(jiè)質。

　　楔形流(liu)量計對(duì)介質雷(léi)諾數下(xia)限的要(yao)求，HG/T20507—2014《自動(dong)化儀表(biǎo)選型🔴設(shè)計☎️規範(fàn)》6.2.4條規定(dìng)：“含懸浮(fu)物的高(gāo)黏度易(yì)結晶液(ye)體的😍流(liu)量、要求(qiú)永久的(de)壓力損(sǔn)失小、雷(léi)諾數小(xiǎo)于500時，宜(yí)選用楔(xiē)形流量(liang)🚶計”［3］；已作(zuò)廢的HG/T20507—2000《自(zi)動化儀(yí)表選型(xíng)設計規(gui)定》3.2.1條規(gui)定：“含懸(xuán)浮物的(de)高黏度(dù)液體、蒸(zhēng)汽⛱️、氣體(ti)的流量(liang)測量、雷(léi)諾數大(dà)于500時可(ke)選用楔(xiē)形流量(liang)計”；SH/T3005—2016《石油(you)化工自(zi)動化儀(yí)表選型(xing)設計規(guī)範》中規(gui)定：“當測(cè)量高黏(nian)度、低雷(lei)諾數（最(zui)低至500）的(de)流體時(shí)，可選用(yòng)楔形🧡流(liu)量計”；已(yi)作廢的(de)SH/T3005—1999《石油化(huà)工自動(dòng)化💜儀表(biǎo)選型設(she)計規範(fan)》中🔴規定(ding)：“測量高(gao)黏度、低(di)☎️雷諾數(shù)（低至100）的(de)流體🏃，如(ru)原油、油(you)漿、渣油(you)、瀝青等(děng)，可選用(yong)楔式流(liu)🏃🏻量計”。
　　楔(xie)形流量(liang)計對介(jie)質最低(dī)雷諾數(shu)的說法(fǎ)不一緻(zhì)，其中HG/T20507—2014與(yǔ)SH/T3005—2015對雷諾(nuo)數的要(yào)求相悖(bei)。如ABB的FPD470系(xì)列、BaDgerMeter的Preso楔(xie)形流量(liàng)計要求(qiu)雷諾數(shù)📞下限值(zhí)爲500，大韓(hán)DHWM系列、捷(jie)達WM系列(lie)楔形流(liú)量計要(yao)求雷諾(nuò)數下限(xian)值爲300，當(dang)雷諾數(shu)再低時(shi)流量系(xi)數發生(shēng)變化，流(liú)體流量(liàng)和差壓(ya)不再遵(zūn)循平方(fang)根的關(guān)系，會影(yǐng)響測量(liang)準确度(dù)。綜合上(shàng)述産品(pǐn)信息，楔(xiē)形流量(liang)計雷諾(nuò)數下限(xiàn)取500。
2差壓(yā)值的計(ji)算
楔形(xing)流量計(ji)差壓值(zhí)與流量(liang)的關系(xì)如下式(shì)所示：

　　式(shì)中：ΔP———差壓(ya)值，Kpa；qv———介質(zhì)工況下(xià)體積流(liu)量，M3/H；C———流量(liàng)常數。
1）對(dui)于測量(liang)液體介(jiè)質，流量(liàng)常數C見(jiàn)下式所(suǒ)示：

　　式中(zhong)：N———單位轉(zhuǎn)換系數(shu)，N＝0.1264；KP———流量系(xì)數；D———楔形(xing)流量計(ji)内徑，mm；Fa———材(cai)料熱膨(péng)♌脹系數(shù)，mm2/mm2；ρ———介質密(mi)度，kg/M3。
　　楔形(xíng)流量計(jì)的流量(liang)系數KP和(he)流量計(jì)的口徑(jing)及楔塊(kuai)比（H/D）有關(guan)，計算時(shi)可參考(kǎo)表1中Preso楔(xie)形流量(liàng)計數據(ju)。

　　在實際(ji)使用過(guò)程中，因(yin)楔形流(liú)量計爲(wei)非标儀(yi)表，出廠(chǎng)時每台(tái)儀表需(xu)經過實(shí)際流體(ti)标定，從(cong)而得出(chū)實際的(de)流量系(xì)數💔，對原(yuán)有計🌈算(suàn)時的差(cha)壓值進(jìn)行調整(zhěng)［4］。
2）對于測(cè)量氣體(tǐ)介質，流(liú)量常數(shù)C見下式(shi)所示：

式(shì)中：Ｙ———氣體(ti)熱膨脹(zhang)系數。
3）楔(xie)形流量(liàng)計也可(kě)以測量(liang)蒸汽，但(dan)對于蒸(zhēng)汽介質(zhi)，建議采(cai)用噴嘴(zuǐ)、渦街等(děng)其他形(xíng)式的流(liú)量計進(jin)行測量(liang)。
3壓損的(de)計算
　　楔(xie)形流量(liàng)計比孔(kǒng)闆、Ｖ錐、噴(pen)嘴的壓(yā)力損失(shi)小，相同(tong)β值情🐇況(kuang)下🔞幾種(zhong)流量計(jì)壓損比(bǐ)較［5］如圖(tu)2所示。
　　将(jiang)楔形流(liú)量計H/D換(huan)算成孔(kǒng)闆流量(liàng)計的β值(zhí)，如楔形(xíng)流量🈲計(ji)H/D＝0.5與孔闆(pan)β＝0.7070的節流(liu)面積比(bǐ)是一樣(yàng)的［6］，詳見(jian)表2所列(lie)。

将換算(suan)完後的(de)β值代入(rù)下式［6］中(zhong)，即可得(de)出楔形(xing)流量計(ji)的永久(jiǔ)壓力損(sun)失。

式中(zhong)：PPl———永久壓(ya)力損失(shī)，Kpa。

4應用案(an)例
　　某工(gong)況介質(zhì)爲原料(liao)油，管道(dào)爲DN250，壁厚(hòu)爲SH80，材質(zhi)爲碳鋼(gāng)，正常溫(wēn)度爲50℃，正(zheng)常壓力(li)爲2.08Mpa，最大(dà)流量爲(wèi)196.4t/h，正常流(liú)量爲178.6t/h，最(zuì)小👄流量(liàng)🔱爲125t/h，動力(lì)黏度爲(wei)0.295Pa·s，介質密(mi)度爲943kg/M3，允(yun)許壓降(jiang)爲30Kpa。
因介(jie)質黏稠(chóu)，綜合比(bǐ)較各類(lèi)型流量(liàng)計後選(xuan)用楔形(xing)流量計(ji)🔱進行測(cè)量，最大(da)流量不(bu)超過滿(mǎn)量程的(de)90％，因而❌圓(yuan)整後最(zui)大量程(cheng)選用220t/h，楔(xiē)形流量(liàng)計材質(zhì)選用316不(bú)鏽鋼。使(shǐ)用BaDgerMeter的PresoFloWCalCＶ5.36軟(ruan)件對此(ci)工況下(xia)的楔形(xing)流量計(ji)差壓值(zhí)✍️及壓損(sǔn)進行計(jì)算。通過(guò)調整H/D的(de)值得到(dao)合㊙️适的(de)差壓💯值(zhí)，确定H/D的(de)值後即(jí)可确定(dìng)等效的(de)β值，得出(chu)永久壓(yā)力損失(shī)值。
　　該案(àn)例中的(de)楔形流(liu)量計H/D選(xuan)用0.3，流量(liang)系數KP爲(wèi)0.1854，在滿刻(kè)度✂️220t/h的流(liú)👄量下差(chà)壓值爲(wèi)25.53Kpa，等效的(de)β值爲0.5023，在(zài)滿刻度(du)流量下(xià)的永久(jiu)壓力💋損(sǔn)失☁️爲11.99Kpa，滿(man)足工藝(yì)的30Kpa壓力(lì)損失限(xian)制要求(qiu)。
上述均(jun)爲基于(yú)經驗值(zhí)的計算(suan)，可供設(she)計選型(xíng)參考，實(shi)際的流(liu)量系數(shu)仍需要(yao)經過标(biao)定後才(cái)可确定(ding)。
5楔形流(liú)量計的(de)安裝
　　楔(xiē)形流量(liang)計多用(yòng)于介質(zhì)高黏度(du)或者強(qiáng)腐蝕性(xing)等場合(hé)，常與毛(mao)細管式(shi)法蘭膜(mo)片密封(fēng)式差壓(yā)變送器(qi) 配套使(shǐ)用，差壓(yā)變送器(qi)與楔形(xíng)流量計(jì)之間配(pei)備法蘭(lán)式切😘斷(duàn)🍉閥🈲方便(biàn)檢維修(xiu)，對于高(gao)黏度的(de)介質還(hái)需配備(bèi)沖洗環(huan)。
　　若儀表(biǎo)訂貨是(shi)在基礎(chǔ)工程設(shè)計階段(duan)時，建議(yì)帶隔離(li)裝置的(de)🔞毛細管(guǎn)差壓變(bian)送器與(yǔ)楔形流(liú)量計成(cheng)套訂貨(huo)，并采用(yong)一♍體式(shi)的安裝(zhuāng)形式，将(jiang)差壓變(bian)送器固(gu)定在楔(xie)形流量(liang)計上，避(bi)免過長(zhǎng)的毛細(xi)管的長(zhǎng)度影響(xiang)測量精(jing)度或過(guo)短的毛(mao)細管長(zhǎng)度影響(xiǎng)安裝。在(zai)詳細工(gong)程設計(ji)階段時(shí)，需提相(xiang)關安裝(zhuāng)條件給(gěi)配管專(zhuan)💯業，将楔(xiē)形流量(liàng)計安裝(zhuang)在便于(yu)🥵維護的(de)場合。
　　羅(luó)斯蒙特(tè)1199遠傳膜(mo)片裝置(zhi)采用D.C.704高(gao)溫矽油(yóu)時介質(zhì)溫度上(shang)限💃🏻是315℃［8］，EＪA118系(xì)列隔膜(mó)密封裝(zhuang)置允許(xu)介質溫(wen)度上限(xiàn)是300℃［9］，當介(jie)質溫度(dù)過高采(cǎi)用上述(shu)帶毛細(xi)管遠傳(chuán)膜片式(shi)差壓變(bian)送器⛷️與(yǔ)楔形流(liú)量計配(pei)套使🧑🏽‍🤝‍🧑🏻用(yong)時容易(yì)造成測(cè)量誤⚽差(cha)。當介質(zhì)高黏度(du)且💁高溫(wen)時，楔形(xíng)流量計(jì)⭐的接管(guǎn)長度可(kě)選150mm，利用(yòng)盲腸效(xiao)應進行(hang)降溫，避(bì)免高溫(wēn)傷及儀(yi)表及💋堵(du)塞發生(sheng)。
6結論
　　掌(zhǎng)握楔形(xíng)流量計(ji)差壓值(zhi)的計算(suàn)有利于(yu)指導設(shè)計☂️選型(xíng)，流量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計(jì)直管段(duàn)的要求(qiú)與楔塊(kuài)比有關(guān)系，根據(ju)✔️确定的(de)楔塊比(bi)提出⁉️流(liú)量計安(ān)裝要求(qiú)；設計過(guo)程中應(ying)根據具(ju)體工況(kuàng)選擇合(he)适的安(ān)裝方式(shì)。楔形流(liú)量計在(zài)使用🏃🏻過(guò)程中運(yun)行穩定(dìng)，維護量(liàng)少，價格(ge)便宜［10］，有(yǒu)很大的(de)應用前(qian)景。

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