摘要：V 形(xing)錐流量(liang)計 是一(yi)種差壓(ya)流量計(ji)，借助于(yú)V形錐體(ti)在流場(chǎng)中的節(jiē)流效應(ying)☎️，在對上(shang)下遊壓(yā)差實施(shi)檢測後(hou)即可以(yǐ)實現對(dui)流量的(de)測量♋。介(jie)紹🈲特種(zhǒng)材料在(zai)煤氣、壓(ya)縮空氣(qi)、過熱蒸(zhēng)汽等場(chǎng)合使用(yòng)V形錐流(liú)量計的(de)情況，重(zhong)點突出(chū)了V形錐(zhui)流量計(ji)自整流(liu)（所需直(zhi)🚶‍♀️管段短(duǎn)）、自清掃(sao)（耐髒污(wu)）、永久壓(ya)損小（節(jie)能）的特(tè)點，爲其(qí)的進一(yi)步推廣(guang)使用提(tí)供參考(kǎo)。
0引言
　　V形(xing)錐流量(liang)計屬于(yu)新型差(cha)壓類流(liu)量測量(liàng)儀表，其(qí)基本♊原(yuán)🌈理和傳(chuán)統差壓(ya)類儀表(biao)一樣，唯(wéi)一的差(cha)别在于(yu)結構形(xíng)式的不(bú)🤩同,正因(yīn)爲結構(gòu)形式的(de)改變形(xing)成了💛其(qí)鮮明、獨(du)有的優(yōu)點。與傳(chuán)統的流(liu)量測量(liang)儀表相(xiang)比，V形錐(zhui)流量計(jì)具有自(zi)整流、自(zì)混合、自(zì)清掃📧、自(zi)保護、量(liang)💛程比大(da)、壓損🔞小(xiǎo)、精度高(gao)、重複性(xing)好等優(you)🌈點。
　　通過(guò)參觀、學(xué)習逐步(bù)了解了(le)V形錐流(liu)量計的(de)各種實(shí)用優🌈點(dian),通過和(he)其他各(gè)種流量(liang)計的綜(zōng)合對比(bǐ)以及到(dao)V形錐流(liu)量計生(shēng)産✉️廠家(jiā)🏃‍♂️的實地(di)考察後(hòu),确定在(zài)焦爐煤(mei)氣、壓縮(suō)空氣、過(guò)熱蒸汽(qi)等場合(hé)使用V形(xing)錐流量(liàng)計進行(hang)流量測(cè)量。保📞證(zheng)測量精(jing)🏒度的前(qián)提下主(zhǔ)要使用(yòng)V形錐流(liu)量計的(de)自整流(liú)🐆(所需直(zhí)管段短(duǎn))、自清掃(sǎo)(耐髒污(wu))、永久壓(ya)損小(節(jie)能等特(tè)點,通過(guo)一段時(shí)間的實(shí)際應用(yòng),V形錐流(liú)量計的(de)優點得(dé)到體現(xiàn)。
1V形錐流(liú)量計幾(jǐ)何結構(gòu)設計
　　V形(xing)錐流量(liang)計流量(liàng)測量公(gōng)式與其(qi)他差壓(ya)式儀表(biao)有所類(lei)似，但是(shi)在幾何(he)結構方(fang)面差異(yì)較大,受(shòu)到這一(yī)結構的(de)影🌈響,V形(xíng)錐流量(liàng)計具有(yǒu)傳統 差(cha)壓流量(liàng)計 沒有(you)的應用(yòng)優勢。在(zai)很長管(guan)道中,若(ruo)不存在(zài)阻擋物(wù)和幹擾(rao)作💚用，出(chū)現流體(tǐ)則爲充(chong)分發展(zhǎn)流。若在(zài)管道截(jié)面上選(xuǎn)取一條(tiáo)徑✉️向線(xiàn),線上各(gè)點流速(sù)均具有(you)差異。和(hé)管壁緊(jǐn)貼的流(liu)體,因爲(wèi)受到摩(mó)擦力的(de)影響,速(su)度趨近(jin)于零,但(dàn)是在此(cǐ)過程中(zhong)中心處(chu)存在有(yǒu)最大流(liú)速。若在(zài)管道中(zhong)心懸挂(gua)一一個(gè)V形錐體(tǐ)，則會對(duì)中心處(chù)流速産(chan)生迫使(shǐ)作用,降(jiang)低流速(sù)，同時管(guan)壁附近(jìn)♻️流速會(huì)不斷加(jia)大,實現(xian)流速“勻(yun)化”。其他(tā)類型的(de)差壓式(shì)流量計(jì)中心位(wèi)置爲空(kōng)，無法出(chū)現流速(sù)“勻化”效(xiào)果。因此(cǐ)在V形❗錐(zhui)流量計(ji)中這是(shi)一個顯(xian)著優點(diǎn)，能夠保(bǎo)障在低(di)流速情(qíng)況下出(chu)現足夠(gòu)的差壓(yā)，尤其是(shi)在流速(sù)逐漸降(jiang)低過程(chéng)中,這一(yī)作用更(geng)加顯著(zhe)。但是如(rú)果📐采用(yong)的是傳(chuan)統差壓(ya)儀表,在(zai)此情況(kuang)下已經(jing)無法測(cè)量。
　　傳統(tǒng)差壓流(liu)量計存(cun)在有“信(xin)号跳躍(yue)”(Signalbounce)現象。即(jí)爲就算(suàn)是在流(liú)📧動穩定(dìng)情況下(xià),也存在(zai)有信号(hao)脈動。由(yóu)于流體(ti)在✌️管道(dao)中流動(dong)，節流下(xià)遊會出(chu)現旋渦(wō)，在差壓(ya)流🎯量加(jia)檢測中(zhong)節流件(jiàn)下遊旋(xuán)渦因爲(wei)受到錐(zhuī)體下遊(you)的影響(xiang)，出現高(gāo)頻低幅(fú)且具有(yǒu)對稱性(xìng)的小旋(xuan)渦，孔🤞闆(pan)出現的(de)是😍低頻(pin)高幅大(da)漩渦。如(ru)果在某(mǒu)一工況(kuang)中,V形錐(zhuī)流量計(ji)和孔闆(pan)出現的(de)均是1kPa差(chà)壓，孔闆(pan)下遊渦(wō)流高幅(fu)波動中(zhong)可能會(hui)引發出(chū)現0.5kPa的幹(gàn)擾信号(hao)。簡而言(yan)🔞之,在這(zhe)--情況下(xia)孔闆
　　有(yǒu)效信号(hao)在噪聲(sheng)信号中(zhōng)淹沒量(liang)可能達(da)到50%,但是(shi)V形錐流(liu)💋量計幹(gàn)擾信号(hào)隻有0.1kPa。從(cong)這一點(dian)可以看(kan)出,V形錐(zhuī)🐇流量✨計(jì)的💚信号(hao)噪聲很(hen)低,就算(suàn)是在流(liu)量和差(cha)壓較低(dī)情況下(xià)，也具有(yǒu)一定的(de)測量精(jing)度和💞穩(wen)定性,因(yin)此在低(dī)密度和(hé)低流速(su)氣體測(cè)量中非(fēi)常适👅用(yòng)。
2.V形錐流(liú)量計特(tè)點的應(ying)用
2.1自整(zhěng)流、自清(qing)掃特點(diǎn)的應用(yòng)
　　焦爐煤(mei)氣自身(shen)的特點(dian)導緻在(zai)測量方(fāng)面存在(zài)兩個最(zuì)主要的(de)👉難題:由(you)于黏性(xing)導緻固(gu)體物的(de)堆積,從(cóng)而引起(qi)🐪截流件(jiàn)β值💞的改(gai)變，最終(zhong)引起測(cè)量誤差(cha)，不能進(jìn)🔞行連續(xù)的、長期(qi)的、有效(xiao)的、正确(que)的流量(liàng)測量:造(zao)成差🛀🏻壓(yā)測量取(qu)壓孔的(de)堵塞。考(kǎo)慮到V形(xíng)錐流量(liang)計具有(yǒu)自🔞清掃(sao)(耐髒污(wū)✊)的特點(dian),決定在(zai)所有測(cè)量焦爐(lú)煤氣的(de)場合全(quán)部采用(yong)V形錐流(liu)量計,在(zai)半年的(de)現場運(yùn)行過💋程(chéng)中,讀數(shù)--直很穩(wen)定，和理(lǐ)論值的(de)差别在(zai)誤差允(yǔn)許範圍(wei)之内。在(zài)停車例(lì)行檢修(xiu)時,在V形(xing)錐流量(liang)計供應(ying)商的配(pèi)合”下，拆(chai)下一台(tai)V形錐流(liu)量計進(jìn)行了實(shi)際觀察(chá),發現其(qi)邊緣無(wú)明顯磨(mó)損的痕(hén)迹，錐體(ti)和錐體(ti)部分的(de)管道也(yě)無明顯(xiǎn)的固體(ti)物堆積(ji)現象。
　　焦(jiao)爐煤氣(qì)的總輸(shū)出采用(yòng)DN1600mm管道，如(rú)果采用(yong)孔闆等(deng)傳統的(de)💛測量🈚儀(yi)表，受現(xian)場條件(jian)的限制(zhi)，無法滿(mǎn)足SY/T6143-2004标準(zhun)中關于(yú)孔闆等(deng)流量計(jì)上♋下遊(you)直管段(duan)的規定(dìng)和要求(qiu)。考慮到(dao)V形錐流(liu)量計具(jù)有自整(zheng)流，所需(xū)直管段(duan)短的特(tè)點(隻需(xū)前三後(hou)一的直(zhí)管段),結(jié)合現場(chang)實際情(qíng)況，在焦(jiāo)爐煤氣(qì)的總.出(chu)口處安(an)裝了一(yi)台DN1600mm的V形(xíng)錐流量(liàng)計。在運(yùn)行過程(chéng)＼中,這台(tai)V形錐流(liu)量計的(de)讀數指(zhǐ)示和焦(jiāo)爐煤氣(qi)總流量(liàng)的理論(lùn)計算值(zhí)非常接(jie)近。V形錐(zhui)✍️流量計(jì)在設計(jì)過程中(zhong)，采用的(de)是置于(yu)管道中(zhong)心的V形(xíng)錐體流(liu)線型節(jiē)流結構(gou)，實施🥵檢(jiǎn)測之前(qian)也可以(yi)有效整(zheng)流其不(bú)規則流(liú)體，即便(bian)不增加(jia)流體整(zheng)流器也(ye)能實現(xian)對流體(ti)整流情(qing)況的有(yǒu)效處理(lǐ)。中心懸(xuán)挂流🈲體(ti)形錐體(ti)可以實(shi)現對流(liu)速曲線(xiàn)的重塑(sù)，在錐體(ti)上、下遊(yóu)較窄區(qu)域内(前(qian)0~3D,後0~1D),能夠(gòu)實現對(dui)流速不(bu)規則液(ye)體的整(zheng)流，從而(er)📞轉變📐成(chéng)爲理想(xiang)液體,有(you)效滿足(zú)伯努利(lì)定理的(de)要求,提(ti)升測量(liàng)精度💁以(yǐ)及重🏃🏻‍♂️複(fu)性。測量(liang)過🔴程中(zhōng)不用設(shè)置很長(zhang)的直管(guan)段整流(liu),對于💁流(liú)量計安(an)裝也具(jù)有重要(yao)意義。
　　綜(zōng)合分支(zhī)管道的(de)流量讀(du)數指示(shi)和總流(liu)量讀數(shù)指示對(dui)比,它🚶‍♀️們(men)之間存(cún)在接受(shòu)範圍之(zhi)内的誤(wù)差。對造(zào)成這✨種(zhong)誤☎️差的(de)⛹🏻‍♀️原因💋進(jìn)行🏃分析(xī),認爲是(shi)由于現(xian)場各♋種(zhǒng)複雜工(gōng)況條件(jian)的共同(tóng)作用⭐造(zào)成的😘,這(zhe)種誤差(cha)并不影(ying)響正🌂常(chang)生産和(he)各個環(huan)節的能(neng)源計量(liang)。之前采(cai)用的是(shì) 孔闆流(liú)量計 以(yi)及均速(sù)管流量(liang)計，煤氣(qi)中存在(zai)的雜質(zhì)比較多(duō)，例如焦(jiāo)油、氨水(shuǐ)等,因此(cǐ)需要對(dui)孔闆或(huo)均速管(guan)定期進(jìn)行清洗(xi)或者蒸(zheng)汽吹🌈掃(sao)，否則會(hui)導緻上(shàng)下遊端(duan)面、上遊(you)側直😍角(jiao)入口邊(biān)緣出現(xiàn)污染☎️,進(jin)而會引(yin)發出現(xian)儀表導(dǎo)壓管堵(du)塞等,影(ying)響測量(liàng)精♋度:孔(kong)闆前後(hou)直管段(duan)📞積水，也(ye)會降💞低(di)管道流(liu)通⛱️面積(ji),提升流(liu)速以及(ji)差壓♈,在(zai)測量中(zhong)流量顯(xian)示值會(hui)出現明(míng)顯提升(sheng)，嚴重時(shí)可👉能會(hui)導緻出(chū)現導壓(yā)管堵㊙️塞(sai)、變送器(qi)停止使(shi)用。爲确(què)保儀表(biao)穩定與(yu)性能,則(ze)需要定(dìng)期對其(qi)實施維(wéi)護，工📧作(zuò)量非常(cháng)大。V形錐(zhui)流量計(jì)本身存(cún)在有自(zi)吹掃式(shi)結💃構，在(zai)設計過(guò)程中沒(mei)有滞留(liu)死區。在(zai)通過錐(zhuī)體的時(shi)候介質(zhì)會出現(xiàn)加速,正(zheng)壓取壓(ya)孔、錐體(ti)外壁和(he)錐體附(fù)近🚶管壁(bì)會受到(dào)不斷沖(chòng)刷，一小(xiao)段不流(liu)動介質(zhì)也會對(duì)負壓⚽取(qu)壓孔造(zao)成隔離(li)作用👅，從(cóng)而阻止(zhi)髒污雜(za)質進入(rù),所以V形(xing)錐流量(liàng)計在應(yīng)用中無(wu)論是雜(zá)質還🔞是(shì)易結晶(jīng)髒污介(jiè)質中均(jun1)适用,特(te)别是在(zai)焦爐煤(mei)氣、爐煤(méi)氣等介(jie)質中更(gèng)加适用(yòng)。公司自(zi)采用V形(xing)錐流量(liang)計以來(lai),目前👉已(yi)經使用(yong)多年，未(wei)對其進(jìn)行過維(wéi)護,同時(shi)對其檢(jian)查也未(wei)發現流(liú)量計中(zhong)存在有(you)節流裝(zhuāng)置污染(rǎn)管道積(jī)水等情(qíng)況,顯著(zhe)降低了(le)儀表應(ying)用的維(wei)護工作(zuo)量,對于(yú)提升測(ce)量正确(què)率和可(kě)靠性具(jù)有重❤️要(yao)作用。
2.2永(yong)久壓損(sun)小(節能(néng))特點的(de)應用
　　節(jie)能減排(pái)已經深(shēn)入到人(ren)們生活(huo)的各個(ge)方面，焦(jiao)化行業(ye)是💃一個(ge)高耗能(neng)的行業(ye),節能減(jiǎn)排不僅(jin)是積極(ji)相應國(guo)家政策(cè)和号召(zhao),而且可(ke)以在無(wú)形之中(zhōng)爲企業(yè)節省大(dà)筆的✨資(zi)金支出(chū)，節省🌈的(de)資金支(zhi)出也就(jiù)是🥵企業(yè)多增加(jiā)的利潤(run)空間。
　　V形(xing)錐流量(liàng)計和其(qí)他流量(liàng)計相比(bi)有一個(gè)優點就(jiù)是永久(jiǔ)壓損小(xiǎo),永久壓(yā)損小也(ye)就意味(wèi)着節能(néng)。
　　在空氣(qì)管網設(shè)計之初(chū)計劃采(cǎi)用孔闆(pan)流量計(jì)進行測(ce)量,通過(guo)🏃🏻與V形錐(zhui)流量計(jì)的對比(bǐ)，從長遠(yuan)來看,使(shi)用V形錐(zhui)流量🥰計(ji)是更經(jīng)濟更🌈合(hé)算的計(ji)量方法(fǎ)。
列舉一(yī)例，流體(tǐ)爲壓縮(suo)空氣,其(qi)他工藝(yi)條件見(jiàn)表1。

(1)選用(yòng)孔闆測(cè)量，計算(suan)結果如(ru)下:孔闆(pǎn)的β=0.5146,常用(yòng)流量下(xià)🔴的差壓(yā)值△P-=27.396kPao
(2)選用(yong)V形錐流(liú)量計進(jin)行測量(liang),計算結(jié)果如下(xia):V形錐的(de)β=0.5577,常😘用流(liu)量下的(de)差壓值(zhi)△P=10.904kPa。
孔闆的(de)壓損:△=(1-β")×△P或(huo)△?=(1-0.24β-0.52β2-0.16β2)×△P
V形錐流(liu)量計的(de)壓損:△=(1.3-1.25β)×△P
　　根(gēn)據上面(miàn)的計算(suàn)公式，常(chang)用流量(liàng)下孔闆(pǎn)的永久(jiǔ)壓損💁爲(wèi)19.61kPa,常用🐪流(liu)量下V形(xing)錐的永(yǒng)久壓損(sǔn)爲6.57kPa。
　　所以(yi)，常用流(liú)量下永(yǒng)久壓損(sǔn)的差值(zhi)Ao=19.61.-6.57=13.04kPa。
　　在常用(yòng)流量下(xià)，使用V形(xing)錐流量(liàng)計比使(shi)用孔闆(pǎn)流量計(jì)少消耗(hào)的功率(lǜ)爲:
W=(△Qkph)/(3.6ηpfl)
式中(zhōng)：
W一能耗(hào)值,W
△?一永(yong)久壓損(sun)值,kPa.
Qkph一質(zhi)量流量(liàng),kg/h
η一泵和(hé)電機的(de)效率,通(tōng)常取η=0.8
pfl一(yī)在工況(kuang)下,在上(shàng)遊取壓(ya)孔處，流(liú)動液體(ti)或氣體(ti)(蒸✊氣的(de)密度，kg/m3
　　把(bǎ)上面的(de)計算結(jié)果代入(rù)功率公(gong)式得W=21733.3W。所(suǒ)以，用V形(xíng)錐代❤️替(ti)孔闆,每(měi)年可節(jiē)約的耗(hao)能費=(W/1000(每(mei)年的運(yun).行時數(shu))(電費)。在(zài)常用流(liú)量下♌,年(nián)節省耗(hao)能費=21733.3/1000×24×365×1=190383.7元(yuán)。也就是(shi)說,用V形(xíng)錐流量(liàng)計代替(ti)孔闆☀️測(cè)量壓縮(suō)空氣後(hòu),每年可(ke)節省的(de)耗能費(fei)爲19萬元(yuan)左右。
　　在(zai)過熱蒸(zheng)汽測量(liang)方面，采(cai)用同樣(yàng)的計算(suàn)方法可(kě)以🔴得出(chu)每年節(jiē)省的耗(hao)能費。同(tong)時，V形錐(zhuī)流量計(ji)在應用(yòng)中也🚶‍♀️非(fēi)常适合(he)應用在(zai)低壓、低(di)流速介(jiè)質流程(cheng)測量中(zhong)。在應用(yong)均速管(guǎn)流量計(ji)實施測(cè)量過程(cheng)中，如果(guǒ)管道中(zhong)煤氣流(liú)速較低(di)，差壓信(xin)号較小(xiǎo)情況下(xià)，則會直(zhí)接降低(dī)系統檢(jiǎn)測精度(du)。均速管(guan)流量計(jì)檢測中(zhong)的最🌐大(dà)差壓爲(wèi)120Pa,正♈常情(qíng)況下爲(wèi)2~5Pa.相對來(lái)講系統(tǒng)精度💘偏(piān)低。如果(guǒ)差壓🛀🏻信(xin)号比㊙️較(jiao)小，則會(huì)對變送(sòng)器校驗(yan)以及适(shì)用精度(dù)造成影(ying)響。也會(hui)直接導(dǎo)緻孔闆(pan)出🌈現污(wu)染、儀表(biao)導壓管(guǎn)不暢等(děng)問題，直(zhí)接影響(xiǎng)測量精(jīng)度。V形錐(zhui)流量計(jì)在設計(jì)中采用(yòng)的是類(lei)似孔闆(pǎn)的節流(liú)件，和均(jun1)速管流(liu)量計相(xiang)比差壓(yā)值明✏️顯(xiǎn)偏高，和(he)孔闆相(xiang)比因爲(wei)管道邊(bian)緣出現(xian)--定的收(shou)縮，降低(dī)了阻力(li)損失，所(suo)以就算(suàn)是在💁阻(zu)力損失(shī)--緻情況(kuàng)下,設計(jì)中采用(yòng)存在有(you)🐕較大差(cha)壓值的(de)V形錐♻️形(xing)流量計(ji),和孔闆(pǎn)測量時(shi)的差🏃‍♂️壓(ya)值相比(bǐ)也明顯(xian)偏大，對(duì)于差壓(yā)信号具(jù)有顯著(zhe)提升作(zuo)用,也便(biàn)于進行(hang)變送器(qì)校驗.進(jin)而提🏃🏻升(shēng)系統測(cè)🏃‍♀️量精度(du)。
　　壓縮空(kōng)氣和過(guo)熱蒸汽(qi)的測量(liàng)點有數(shu)十個，随(sui)着企業(ye)的發展(zhǎn)和規模(mo)的擴大(dà).測量點(diǎn)還會逐(zhu)步增多(duo),如果全(quan)部使用(yòng)V形錐流(liú)量計進(jin)行測量(liang),則每年(nian)的節能(neng)費将非(fei)常可觀(guan),同時也(ye)爲企業(ye)㊙️自身創(chuang)造了更(gèng)多的經(jīng)濟效益(yi)和社會(huì)效益。
3結(jié)束語
　　随(suí)着在各(gè)種不同(tong)工礦條(tiáo)件下的(de)廣泛應(yīng)用,V形錐(zhuī)流量🏃‍♀️計(jì)的各種(zhǒng)優點得(de)到了明(ming)顯的體(ti)現。更多(duō)的從事(shì)計量方(fāng)面💁的人(rén)員認識(shi)并認可(kě)了V形錐(zhui)流量計(ji)。自從公(gōng)司使用(yong)V形錐流(liu)量計以(yǐ)來,大大(dà)減少了(le)維護人(rén)員的維(wei)護量，而(ér)且保證(zhèng)了各種(zhǒng)介質計(ji)量的正(zheng)确和運(yun)行的穩(wěn)定性。随(sui)着國家(jiā)節能減(jiǎn)排政策(cè)🌈的逐步(bù)深入,V形(xing)錐流量(liàng)計将🐅會(hui)有更加(jiā)廣闊的(de)發展空(kong)間。

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