摘要：V 形錐流量(liang)計 是一種差壓(yā)流量計，借助于(yú)V形錐體在流場(chang)中的節流效應(yīng)，在對上下遊壓(yā)差實施檢測後(hòu)即可以實現對(duì)流量的❗測量。介(jie)紹👌特種材料在(zài)煤氣、壓縮空氣(qì)、過熱蒸汽等場(chang)合使用V形💋錐流(liú)量計的情況，重(zhong)點突出了V形錐(zhui)流🥰量計自整流(liú)（所需直管段短(duǎn)）、自清掃（耐髒❓污(wu)）、永久壓損小（節(jie)能）的特點，爲其(qí)的進一步推廣(guǎng)使用提供參考(kao)。
0引言
　　V形錐流量(liang)計屬于新型差(chà)壓類流量測量(liàng)儀表，其基本原(yuán)理和傳統差壓(yā)類儀表一樣，唯(wéi)一的差别在于(yu)♈結構形式的不(bú)同,正因爲結構(gòu)形式的改變形(xing)成了其鮮明、獨(du)有的優點。與傳(chuán)統的流量測量(liàng)儀表相比，V形錐(zhui)流量😄計具有自(zì)整流、自混合、自(zi)清掃、自保護、量(liàng)程比大、壓損🔅小(xiǎo)、精度高、重複性(xìng)好等優點。
　　通過(guo)參觀、學習逐步(bu)了解了V形錐流(liu)量計的各種實(shi)用優點,通過和(he)其他各種流量(liang)計的綜合對比(bi)以及到V形錐流(liú)量計☂️生産廠家(jiā)的實地考察後(hòu),确定在焦爐煤(méi)氣、壓縮空氣、過(guo)熱蒸汽等⭐場合(he)使用V形錐流量(liang)計進行流量測(ce)量。保證測量精(jing)✌️度的前提下主(zhǔ)要使用V形錐流(liu)量📞計的自整流(liu)🌈(所需直管段短(duǎn))、自清掃(耐🏃‍♂️髒污(wū))、永久壓損小(節(jiē)能等特點,通過(guo)一段時間🤞的實(shi)際應用,V形錐流(liú)量計的優點得(de)到體現。
1V形錐流(liu)量計幾何結構(gòu)設計
　　V形錐流量(liàng)計流量測量公(gong)式與其他差壓(yā)式儀表有所類(lèi)似，但🈲是🔆在幾何(he)結構方面差異(yì)較大,受到這一(yī)結構㊙️的影響,V形(xing)🔴錐流🈲量計❌具有(you)傳統 差壓流量(liang)計 沒有的應用(yong)優勢。在很長管(guǎn)道中,若不存在(zài)阻擋物和幹擾(rǎo)作用🌈，出現流體(ti)則爲充分發展(zhǎn)流。若在管道截(jié)面上選取一條(tiao)徑向線🐪,線上各(ge)點流速均具有(yǒu)差異。和管壁緊(jin)貼的流體,因爲(wei)受到摩擦力的(de)影響,速度趨近(jìn)于零,但是在此(ci)過程中中心處(chù)存在有最大流(liú)速。若在管道中(zhong)心懸挂一一個(gè)V形錐體，則會對(dui)中🏒心處流速産(chǎn)生🔞迫使作用,降(jiang)低🌏流速，同時管(guǎn)壁附近流速會(hui)不斷加大,實現(xiàn)流速“勻化”。其他(ta)類型的差壓式(shi)流量計中心位(wèi)置爲空，無法出(chu)現流速💘“勻化”效(xiào)果。因此在V形錐(zhui)流量計中這是(shi)一個顯著優點(dian)，能夠保障在低(di)流速情況下出(chu)現足夠的差壓(yā)，尤其是在流速(sù)逐漸降低⭐過程(cheng)中,這一作用更(gèng)加顯著。但是如(rú)果🆚采用📞的是傳(chuan)統差壓儀表,在(zài)此🔞情況下已經(jing)無法測🌈量。
　　傳統(tǒng)差壓流量計存(cun)在有“信号跳躍(yuè)”(Signalbounce)現象。即爲就算(suan)🈚是在流動穩定(ding)情況下,也存在(zài)有信号脈動。由(yóu)于流體在管道(dào)😘中流動，節流下(xia)遊會出現旋渦(wo)，在差壓流♍量加(jia)檢測中節🙇‍♀️流件(jian)下遊旋渦因爲(wèi)受到錐體下遊(you)的影響，出現高(gao)頻低幅且具有(you)對稱性的🈲小旋(xuan)渦，孔闆出現的(de)是低頻高幅大(da)漩渦。如果在💛某(mou)一工況中🙇‍♀️,V形錐(zhui)流量計和孔闆(pǎn)出現的均💁是1kPa差(chà)壓，孔闆下遊渦(wo)流高幅波動中(zhōng)可🌐能會引💔發出(chū)現0.5kPa的幹擾信号(hào)。簡而言之,在這(zhe)--情況下孔闆
　　有(yǒu)效信号在噪聲(sheng)信号中淹沒量(liang)可能達到50%,但是(shì)V形錐流量🌐計幹(gàn)擾信号隻有0.1kPa。從(cóng)這一點可以看(kan)出,V形錐流量計(ji)的信号噪聲很(hen)低,就算是在流(liu)量和差壓較低(di)情況下，也具有(yǒu)一定的測量精(jing)度和穩定性,因(yin)此在低密度✌️和(hé)低流速氣體測(cè)量中非常适用(yong)。
2.V形錐流量計特(tè)點的應用
2.1自整(zheng)流、自清掃特點(dian)的應用
　　焦爐煤(méi)氣自身的特點(dian)導緻在測量方(fāng)面存在兩個最(zui)主要的難題:由(yóu)于黏性導緻固(gu)體物的堆積,從(cóng)而引起截流件(jiàn)β值的改🏃變，最終(zhong)引起測量誤差(cha)，不能進行連續(xu)的、長期🔞的、有效(xiao)❓的、正确的流量(liàng)測量:造成差壓(ya)測量取🍉壓孔的(de)堵塞。考慮到V形(xíng)錐流量計具有(you)自清掃(耐髒污(wu))的特點,決定在(zai)所有測量焦爐(lú)煤氣的場合全(quan)部采💃🏻用V形錐流(liu)量計,在半年的(de)現場運♻️行過程(chéng)中,讀數--直很穩(wěn)定，和理論值的(de)差别在誤差允(yun)許範圍之内。在(zài)停車例行檢修(xiu)時,在V形錐💞流量(liang)計供應商的配(pèi)合”下，拆下一台(tai)♈V形錐流🐆量計進(jìn)行了實際觀察(chá),發現其邊緣無(wu)明顯磨損的痕(hen)迹，錐體和錐體(tǐ)部分的管道也(yě)無明顯的固🈲體(tǐ)物堆積現象。
　　焦(jiao)爐煤氣的總輸(shū)出采用DN1600mm管道，如(rú)果采用孔闆等(deng)傳統的測量儀(yí)表，受現場條件(jian)的限制，無法滿(man)足SY/T6143-2004标準🌏中關于(yu)孔🐇闆等㊙️流量計(ji)上下遊直管段(duan)的規定和要求(qiu)。考慮到V形錐流(liú)量計具有自整(zhěng)流，所㊙️需直管段(duàn)短的特點(隻需(xu)前三後一的直(zhi)管段),結合現場(chǎng)實際情況，在焦(jiāo)爐煤氣的總.出(chū)口處安裝了一(yī)台DN1600mm的V形錐流🌈量(liàng)計。在運行過程(cheng)＼中,這台V形錐流(liú)量計的讀數指(zhi)示和焦爐煤氣(qì)總流量的理💃論(lun)計算值非常接(jiē)近。V形錐流量計(ji)在設計過程🈲中(zhōng)，采用的是置于(yú)管道中心的♉V形(xing)錐體流線型節(jie)流結構，實施檢(jian)測之前也可以(yǐ)有效整流其不(bú)規則流體，即🍉便(biàn)不增加流體🐪整(zheng)流器也能實現(xian)對流體整流情(qíng)況🔴的㊙️有效處理(li)。中心懸挂流❌體(tǐ)形錐體可以實(shí)現對流速曲線(xian)🔞的重塑，在錐體(ti)上、下遊較窄㊙️區(qu)域内(前0~3D,後0~1D),能夠(gòu)實現🔴對流速不(bú)規則液✨體的整(zheng)流，從而🔆轉變成(cheng)爲理想液體,有(you)效滿足伯努利(li)定理的要求,提(ti)升測量精度以(yi)及重複性。測量(liang)過程中不用設(shè)置很長的直管(guan)段整流,對于流(liú)量計安裝也具(ju)有重要意義。
　　綜(zōng)合分支管道的(de)流量讀數指示(shì)和總流量讀數(shu)指示對比,它們(men)之間存在接受(shòu)範圍之内的誤(wu)差。對造成這種(zhǒng)誤㊙️差的🏃‍♀️原因進(jin)行分析,認爲是(shì)由于現場各種(zhong)複雜工況條件(jiàn)的共同作用造(zào)成的,這種誤差(cha)并不影響正常(cháng)生産和⭕各個環(huán)節的能源計💃量(liang)。之前采用的是(shì) 孔闆流量計 以(yǐ)及均速管流量(liàng)計，煤氣中存在(zài)的雜質比較多(duo)，例如焦油⭐、氨水(shui)等,因此需要對(dui)孔闆或均速管(guan)定期進行清洗(xǐ)或者蒸汽吹❌掃(sao)，否則會導緻上(shang)下遊端面、上🏃遊(yóu)側直角入口邊(bian)緣出現污染,進(jin)而會引發出現(xian)儀表導壓管堵(dǔ)塞等,影響測量(liang)精度:孔闆前後(hòu)直管段👌積水，也(yě)會降低管道流(liu)通🧑🏽‍🤝‍🧑🏻面積,提升流(liú)速以及差壓✌️,在(zai)測量中流量顯(xiǎn)示值會出現明(ming)顯提升，嚴重時(shí)可🔅能會導緻💯出(chu)現導壓管堵塞(sai)、變送器停止使(shi)用。爲确保儀表(biao)穩定與性能,則(zé)需要定期對其(qi)實施維護，工❌作(zuò)量非常大。V形錐(zhuī)流量計本身存(cun)在有自吹掃式(shi)結🤩構，在設計過(guò)程中💋沒有滞留(liu)死區。在通過錐(zhuī)體的時候介質(zhi)會出現加速,正(zheng)壓🈲取壓孔、錐體(tǐ)外壁和錐體附(fù)近管壁會受到(dào)不斷沖⭕刷，一小(xiao)💔段不流動介質(zhi)也會對負壓取(qu)壓孔造成隔離(li)作用，從而阻止(zhi)髒污雜質進入(ru),所以V形錐流✊量(liang)計在應用中無(wu)論是雜質還是(shi)易結晶髒污介(jiè)質中均适用,特(te)别是在焦爐煤(méi)氣、爐煤氣等介(jiè)質中更加适用(yong)。公司自采用V形(xing)錐流量計以來(lai),目前已經使用(yong)多☎️年，未對其進(jin)行過維護,同時(shi)對其檢查也未(wei)發現流量計中(zhong)存在有節流裝(zhuang)置污染管道積(jī)水等情況,顯著(zhe)降低了儀表應(ying)用的維護工作(zuo)量,對于提升測(ce)量正确率和⭐可(ke)靠性具有重要(yao)作用。
2.2永久壓損(sǔn)小(節能)特點的(de)應用
　　節能減排(pai)已經深入到人(ren)們生活的各個(ge)方面，焦化行業(yè)是一個高耗能(neng)的行業,節能減(jian)排不僅是積極(ji)相應國家政策(cè)和号召,而💁且可(kě)以在無形之中(zhōng)爲企業節省大(dà)筆的💞資金支出(chu)，節省的資金支(zhī)出也就是企業(ye)多增加的利潤(run)空間。
　　V形錐流量(liàng)計和其他流量(liang)計相比有一個(gè)優點就是永久(jiu)壓損小,永久壓(ya)損小也就意味(wei)着節能。
　　在空氣(qì)管網設計之初(chū)計劃采用孔闆(pan)流量計進行🐉測(cè)量🌍,通📞過與V形錐(zhuī)流量計的對比(bi)，從長遠來看,使(shi)用V形錐流量計(jì)是更經✊濟更🈲合(he)算的計量方法(fa)。
列舉一例，流體(ti)爲壓縮空氣,其(qi)他工藝條件見(jian)表1。

(1)選用孔闆測(cè)量，計算結果如(rú)下:孔闆的β=0.5146,常用(yòng)流量下的差壓(ya)值△P-=27.396kPao
(2)選用V形錐流(liú)量計進行測量(liàng),計算結果如下(xià):V形錐的β=0.5577,常用🔞流(liu)量下🚶‍♀️的差壓值(zhí)△P=10.904kPa。
孔闆的壓損:△=(1-β")×△P或(huò)△?=(1-0.24β-0.52β2-0.16β2)×△P
V形錐流量計的(de)壓損:△=(1.3-1.25β)×△P
　　根據上面(miàn)的計算公式，常(cháng)用流量下孔闆(pan)的永久壓損爲(wèi)19.61kPa,常用⛹🏻‍♀️流量下V形(xíng)錐的永久壓損(sun)爲6.57kPa。
　　所以，常用流(liu)量下永久壓損(sun)的差值Ao=19.61.-6.57=13.04kPa。
　　在常用(yong)流量下，使用V形(xing)錐流量計比使(shi)用孔闆流量計(jì)🚶少消耗的功率(lǜ)爲:
W=(△Qkph)/(3.6ηpfl)
式中：
W一能耗(hao)值,W
△?一永久壓損(sǔn)值,kPa.
Qkph一質量流量(liàng),kg/h
η一泵和電機的(de)效率,通常取η=0.8
pfl一(yī)在工況下,在上(shàng)遊取壓孔處，流(liú)動液體或氣體(tǐ)(蒸🏃🏻氣✔️的密🌈度❄️，kg/m3
　　把(ba)上面的計算結(jié)果代入功率公(gong)式得W=21733.3W。所以，用V形(xing)錐代替孔闆💋,每(měi)年可節約的耗(hao)能費=(W/1000(每年的運(yùn).行時數)(電費)。在(zài)常用流量下,年(nián)節省耗能費=21733.3/1000×24×365×1=190383.7元(yuán)。也就是說,用V形(xing)錐流量計代✨替(ti)孔闆🌈測量壓縮(suo)空氣後,每年可(ke)節🌈省的耗能費(fei)爲19萬元左右。
　　在(zài)過熱蒸汽測量(liàng)方面，采用同樣(yang)的計算方法可(ke)以得出❄️每🌈年🙇🏻節(jie)省的耗能費。同(tong)時，V形錐流量計(ji)在應用⛱️中也非(fēi)常适合應用在(zài)低壓、低流速介(jiè)質流程測量♋中(zhōng)。在應用均速管(guan)流量計實施測(ce)量過程中，如果(guo)管道中煤氣流(liú)速較低🈚，差壓信(xin)号較小情況下(xià)，則會直接降低(dī)系統檢測精度(du)。均速管流量計(jì)檢測中的最大(dà)差壓爲120Pa,正常情(qing)況下爲2~5Pa.相對來(lai)講系統精度🔞偏(piān)低。如果差壓信(xìn)号比較小，則會(hui)對變送器校驗(yan)以及适用精度(du)造成影響。也會(hui)直接導緻孔闆(pan)🏃出現污染、儀🔞表(biǎo)導壓管♋不暢等(deng)問題，直接影響(xiǎng)測量精度。V形錐(zhuī)流📧量計在設計(ji)中采用的是✏️類(lei)似孔闆的節⚽流(liú)件，和均🐆速管流(liú)量計相比差壓(ya)值明顯偏高，和(he)孔闆相比因🥵爲(wei)管道邊緣出現(xian)--定的收縮，降低(di)了阻力損失，所(suǒ)以就算是在阻(zǔ)力損失--緻情況(kuang)下,設計中🏃‍♂️采用(yong)存在有💃🏻較大差(chà)壓值的V形錐👅形(xing)流量計,和孔闆(pan)測量時的差壓(yā)值相比也明顯(xian)偏㊙️大，對于差壓(ya)信号具有顯著(zhe)提升作用,也便(bian)于進行變送✉️器(qì)校驗.進而提♊升(sheng)系統測🤩量精度(dù)。
　　壓縮空氣和過(guo)熱蒸汽的測量(liang)點有數十個，随(suí)着企💃🏻業的📱發展(zhǎn)和規模的擴大(da).測量點還會逐(zhu)步增多,如果全(quán)部使用V形錐流(liu)量計🔞進行測量(liang),則每年的節能(neng)費将非常可觀(guan),同時也爲企業(ye)自身創造了更(geng)多的經濟效益(yì)和社會效益。
3結(jié)束語
　　随着在各(gè)種不同工礦條(tiao)件下的廣泛應(yīng)用,V形錐流量計(ji)㊙️的各種優點得(dé)到了明顯的體(tǐ)現。更多的從事(shì)計量方面的人(ren)員認識并認可(kě)了V形錐流量計(jì)。自從公司使用(yòng)V形錐流量計以(yǐ)來,大💰大減少了(le)維護人員的維(wéi)護量，而且保證(zhèng)了各種介質計(ji)量的正确和運(yun)行的穩定性。随(sui)着國家節🔞能減(jian)排政策的逐步(bù)深入,V形錐流量(liàng)計将會有更加(jia)廣闊的發展空(kong)間。

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