摘要：介紹(shào)了楔形流(liú)量計 的原(yuán)理及應用(yòng)範圍，探讨(tǎo)了楔形流(liu)量計對介(jie)質雷諾🌈數(shu)下限的要(yào)求；介紹了(le)楔形流量(liàng)計差壓值(zhí)的确🔴定方(fang)法；以⛷️實際(jì)案例爲例(lì)，采用PresoFloWCal軟件(jian)對楔形流(liú)量計差壓(ya)值及壓損(sun)進行計算(suan)。結合工程(cheng)經驗，對與(yǔ)楔形流量(liang)計配套使(shi)用的 差壓(ya)變送器 進(jin)行選型，根(gēn)據不同的(de)工況，給出(chū)建議的安(an)裝方式。
　　在(zài)石化裝置(zhì)中，存在一(yi)些易結晶(jīng)、黏稠、髒污(wu)、磨蝕、低💛雷(lei)諾💞數、含有(you)懸浮物、高(gao)溫等工況(kuang)的介質，如(rú)原油、泥漿(jiang)、煤🌍焦油、廢(fèi)水、瀝青、氯(lü)氣等，常用(yong)的流量計(jì)如 孔闆流(liú)量計 、 渦街(jiē)流量計 、 電(diàn)磁流量計(ji) 等無法克(ke)服堵塞、低(dī)雷諾數、磨(mó)損、腐蝕等(děng)問題，故給(gei)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼設計選🔴型(xíng)帶來一些(xie)困擾。楔形(xíng)流量計能(neng)夠有效克(kè)服上述惡(è)劣工況，提(ti)供高性能(néng)的流量解(jie)決方案，取(qǔ)得了滿意(yi)的測量效(xiào)果。
1原理及(jí)應用範圍(wéi)
　　楔形流量(liàng)計結構如(rú)圖1所示。當(dāng)流體流經(jing)Ｖ形節流塊(kuai)時👌，流通面(miàn)積減小，流(liú)速增大，靜(jìng)壓減小，從(cóng)而産生靜(jìng)壓差，而壓(yā)🔞差的平方(fāng)根與🔴流量(liàng)成正比，測(ce)得差壓即(jí)可測得管(guǎn)道中的流(liu)量🧡［1］。楔形流(liu)量計采用(yong)“Ｖ”型體節流(liú)🐕件，當流體(ti)中含有雜(zá)質或者固(gù)體時，容易(yi)從楔形下(xia)部流過，不(bu)會🌈産生滞(zhì)留，從而防(fáng)止堵塞現(xian)象［2］。
　　楔形流(liú)量計通常(chang)口徑範圍(wei)爲DN15～DN600，特殊口(kou)徑可至DN1200，壓(yā)力等級高(gao)至PN420，測量精(jīng)度爲±0.5％FS，可測(ce)量黏度高(gao)至3Pa·s的介質(zhì)。

　　楔形流量(liàng)計對介質(zhi)雷諾數下(xia)限的要求(qiú)，HG/T20507—2014《自動化儀(yi)🈚表⭐選型設(shè)計規範》6.2.4條(tiáo)規定：“含懸(xuán)浮物的高(gao)黏度易結(jie)晶液體的(de)流量、要求(qiú)永久♈的壓(ya)力損失小(xiǎo)、雷諾數小(xiǎo)🥵于500時，宜✏️選(xuǎn)用楔形流(liú)量計”［3］；已作(zuò)廢的HG/T20507—2000《自☀️動(dòng)化儀表選(xuǎn)型設計規(gui)定》3.2.1條規定(ding)：“含懸浮物(wù)🤞的高黏度(du)液體、蒸汽(qi)🎯、氣體的流(liu)量測量、雷(léi)諾數大于(yú)500時可選用(yong)楔形流量(liàng)☎️計”；SH/T3005—2016《石油化(huà)工自動化(huà)儀表選型(xíng)設計規範(fàn)》中規定：“當(dāng)測量高黏(nián)度、低雷💚諾(nuò)數（最低至(zhi)500）的流體時(shí)，可選用楔(xiē)形🌈流量計(jì)”；已作廢的(de)SH/T3005—1999《石油化工(gōng)自動化儀(yi)表選型設(shè)☀️計規範》中(zhōng)規定：“測量(liàng)高黏度、低(di)雷諾數（低(dī)至100）的流體(tǐ)，如原油、油(yóu)漿、渣油♊、瀝(lì)青等，可選(xuan)用楔式流(liu)量計”。
　　楔形(xing)流量計對(duì)介質最低(di)雷諾數的(de)說法不一(yi)緻，其中HG/T20507—2014與(yu)SH/T3005—2015對雷諾數(shu)的要求相(xiàng)悖。如ABB的FPD470系(xì)列、BaDgerMeter的Preso楔形(xing)流量計要(yào)求雷諾數(shu)下限值爲(wei)500，大韓DHWM系列(liè)、捷達WM系列(liè)楔形流量(liàng)計要求雷(léi)💚諾數下限(xian)值爲😍300，當雷(lei)諾數再低(di)時流量系(xì)數發🐆生變(biàn)化，流體流(liú)量和差壓(ya)不再⭐遵循(xún)平方根的(de)關系，會影(yǐng)響測量準(zhǔn)确度。綜合(he)上述産品(pin)信息，楔形(xíng)流量計雷(lei)諾數下限(xian)取500。
2差壓值(zhi)的計算
楔(xiē)形流量計(jì)差壓值與(yǔ)流量的關(guan)系如下式(shi)所示：

　　式中(zhong)：ΔP———差壓值，Kpa；qv———介(jie)質工況下(xia)體積流量(liang)，M3/H；C———流量常數(shu)。
1）對于測量(liàng)液體介質(zhi)，流量常數(shù)C見下式所(suǒ)示：

　　式中：N———單(dān)位轉換系(xi)數，N＝0.1264；KP———流量系(xì)數；D———楔形流(liu)量計内徑(jing)，mm；Fa———材料熱🌏膨(peng)🌈脹⛹🏻‍♀️系數，mm2/mm2；ρ———介(jiè)質密度，kg/M3。
　　楔(xiē)形流量計(jì)的流量系(xi)數KP和流量(liàng)計的口徑(jing)及楔塊🏃‍♀️比(bi)（H/D）有關，計算(suàn)🐇時可參考(kao)表1中Preso楔形(xing)流量計數(shu)據。

　　在實際(jì)使用過程(chéng)中，因楔形(xing)流量計爲(wei)非标儀表(biao)，出廠時✨每(mei)台儀表需(xu)經過實際(jì)流體标定(ding)，從而得出(chu)實際的🌈流(liú)量系數，對(duì)原有計算(suàn)時的差壓(yā)值進行調(diào)整［4］。
2）對于測(ce)量氣體介(jiè)質，流量常(chang)數C見下式(shi)所示：

式中(zhong)：Ｙ———氣體熱膨(péng)脹系數。
3）楔(xie)形流量計(ji)也可以測(cè)量蒸汽，但(dàn)對于蒸汽(qi)介質，建議(yì)采用噴嘴(zuǐ)、渦街等其(qi)他形式的(de)流量計進(jin)行測量。
3壓(ya)損的計算(suàn)
　　楔形流量(liang)計比孔闆(pǎn)、Ｖ錐、噴嘴的(de)壓力損失(shi)小，相同β值(zhí)情況下幾(jǐ)種📱流量計(jì)壓損比較(jiao)［5］如圖2所示(shi)。
　　将楔形流(liú)量計H/D換算(suàn)成孔闆流(liu)量計的β值(zhi)，如楔形流(liu)量計H/D＝0.5與🔞孔(kǒng)闆β＝0.7070的節流(liú)面積比是(shì)一樣的［6］，詳(xiang)見表2所列(lie)😍。

将換算完(wán)後的β值代(dai)入下式［6］中(zhōng)，即可得出(chu)楔形流量(liàng)計☔的⛷️永久(jiu)壓力損失(shi)。

式中：PPl———永久(jiǔ)壓力損失(shi)，Kpa。

4應用案例(li)
　　某工況介(jiè)質爲原料(liào)油，管道爲(wèi)DN250，壁厚爲SH80，材(cái)質爲碳鋼(gang)，正常溫⛹🏻‍♀️度(du)爲🤩50℃，正常壓(ya)力爲2.08Mpa，最大(da)流量爲196.4t/h，正(zhèng)常流量爲(wèi)178.6t/h，最小流量(liàng)爲125t/h，動力黏(nian)🏒度爲0.295Pa·s，介質(zhi)密度爲943kg/M3，允(yǔn)許壓降爲(wèi)🙇‍♀️30Kpa。
因介質黏(nian)稠，綜合比(bi)較各類型(xíng)流量計後(hou)選用楔形(xing)流量計進(jin)🛀行測量，最(zuì)大流量不(bu)超過滿量(liang)程的90％，因而(ér)圓整🆚後最(zuì)大量程選(xuan)用220t/h，楔形流(liu)量計材質(zhi)選用316不鏽(xiù)鋼。使用BaDgerMeter的(de)PresoFloWCalCＶ5.36軟件對此(ci)工況下的(de)楔形流量(liang)計差壓值(zhi)及壓損進(jin)行計算。通(tong)過調整H/D的(de)值得到合(he)适的差壓(ya)值，确定H/D的(de)值後即可(ke)确定等效(xiao)的β值，得出(chu)永久壓力(lì)損失值。
　　該(gāi)案例中的(de)楔形流量(liàng)計H/D選用0.3，流(liú)量系數KP爲(wèi)0.1854，在滿刻度(du)220t/h的流量下(xia)✨差壓值爲(wèi)25.53Kpa，等效的β值(zhi)爲0.5023，在滿刻(ke)度流量下(xià)的永久🈲壓(yā)力損失🧡爲(wèi)11.99Kpa，滿足工藝(yi)的30Kpa壓力損(sǔn)失限制要(yao)求。
上述均(jun1)爲基于經(jing)驗值的計(ji)算，可供設(she)計選型參(cān)考，實際的(de)流量系數(shu)仍需要經(jing)過标定後(hòu)才可确定(dìng)。
5楔形流量(liang)計的安裝(zhuāng)
　　楔形流量(liàng)計多用于(yú)介質高黏(nian)度或者強(qiáng)腐蝕性等(deng)場合，常🏒與(yǔ)毛細管式(shì)法蘭膜片(pian)密封式差(chà)壓變送器(qi) 配套使用(yong)，差壓變送(song)器與楔形(xíng)流量計之(zhī)間配備法(fǎ)蘭式切斷(duàn)閥方便檢(jiǎn)維修，對于(yú)高黏度的(de)介質還需(xu)配備👉沖洗(xi)環。
　　若儀表(biǎo)訂貨是在(zai)基礎工程(chéng)設計階段(duàn)時，建議帶(dai)隔🙇‍♀️離裝置(zhi)的毛細管(guan)差壓變送(sòng)器與楔形(xing)流量計成(cheng)套訂貨，并(bìng)采用一體(ti)式的安裝(zhuang)形式，将差(cha)壓變送器(qi)固定在楔(xiē)形流量🏃‍♂️計(jì)上，避免過(guo)長的毛細(xi)管的長度(dù)影響測量(liang)精度或過(guo)短的毛細(xì)管長度影(ying)響安裝。在(zài)詳💁細工程(cheng)設計階段(duàn)時，需提相(xiang)關安裝條(tiáo)件給配管(guan)專業，将楔(xiē)形流量🍉計(ji)安裝在便(biàn)于🔆維護的(de)場合。
　　羅斯(sī)蒙特1199遠傳(chuan)膜片裝置(zhì)采用D.C.704高溫(wen)矽油時介(jiè)質溫度上(shàng)✔️限是315℃［8］，EＪA118系列(liè)隔膜密封(fēng)裝置允許(xu)介質溫度(dù)上限🏒是300℃［9］，當(dang)介質溫度(du)過高采用(yong)上述帶毛(máo)細管遠傳(chuán)膜片💞式差(chà)壓變送器(qi)⁉️與楔形流(liú)量計配套(tào)使用時容(rong)易造成測(cè)量誤💛差。當(dāng)介質高黏(nián)度且高溫(wēn)時，楔形流(liú)量計的接(jie)管長度可(ke)選150mm，利用盲(máng)腸效應進(jin)行降溫，避(bì)免高❓溫傷(shāng)及儀表及(ji)堵塞發生(sheng)。
6結論
　　掌握(wo)楔形流量(liàng)計差壓值(zhi)的計算有(you)利于指導(dao)設計選型(xing)，流量計直(zhi)管段的要(yào)求與楔塊(kuai)比有關系(xi)，根據确定(ding)的楔塊比(bǐ)✔️提出流量(liàng)計安裝要(yao)求；設計過(guò)程中應根(gen)據具體工(gong)況選擇合(hé)适的安裝(zhuāng)方式。楔形(xing)流量計在(zai)使用過程(cheng)中運行穩(wen)定，維護量(liàng)少，價格便(bian)宜［10］，有很大(dà)的應用前(qián)景。

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