摘要：V 形錐流量計(jì) 是一種差壓流量(liàng)計，借助于V形錐體(tǐ)在流場中的節流(liú)❓效🏃🏻‍♂️應，在對上下遊(yóu)壓差實施檢測後(hou)即可以實現對流(liú)♻️量的測量。介紹特(te)種㊙️材料在煤氣、壓(yā)縮空氣、過熱蒸汽(qi)等場合使用V形❓錐(zhuī)流量計的情況，重(zhong)點突出了V形錐流(liu)量計自整流（所需(xū)直管段短）、自清掃(sao)（耐髒污）、永久壓損(sǔn)小（節能）的特🐕點，爲(wèi)其的進♈一步推廣(guang)使💜用提供參考。
0引(yin)言
　　V形錐流量計屬(shu)于新型差壓類流(liu)量測量儀表，其基(ji)本原理和傳統差(cha)壓類儀表一樣，唯(wéi)一的差别在于結(jie)構形式的不同,正(zhèng)因爲結構形式的(de)改變形成了✌️其鮮(xian)明👉、獨有的優點。與(yǔ)傳統的🙇‍♀️流量測量(liàng)儀表相比，V形錐流(liú)量👌計具有自整流(liu)、自混合、自清掃、自(zì)保護、量☁️程比大、壓(yā)損小、精度高、重🔞複(fú)性好等優💘點。
　　通過(guo)參觀、學習逐步了(le)解了V形錐流量計(ji)的各種實🥵用優點(dian),通過✉️和其他各種(zhong)流量計的綜合對(duì)比以及到V形📱錐流(liú)量計生産廠家的(de)實地考察後,确定(ding)在焦爐煤氣🔴、壓縮(suo)空氣、過熱蒸汽等(děng)場合使用V形錐流(liu)量計進行流🔅量測(cè)量。保證測量精度(du)的前提🈲下主要使(shi)📐用V形錐流量計的(de)自整流(所需直管(guan)段短)、自清掃(耐髒(zāng)污)、永久壓損小(節(jie)能等特點,通過一(yi)段時間🌈的實際應(yīng)用,V形錐流量計的(de)優點得到體🌏現。
1V形(xíng)錐流量計幾何結(jié)構設計
　　V形錐流量(liàng)計流量測量公式(shi)與其他差壓式儀(yí)表有所類似，但是(shi)在幾何結構方面(mian)差異較大,受到這(zhe)一結構的影🏃🏻‍♂️響,V形(xíng)錐流量計具有傳(chuan)統 差壓流量計 沒(méi)有的應用優勢。在(zai)很長管道中,若不(bu)存在阻擋物和幹(gàn)擾作用，出現流體(ti)則爲充分發展流(liu)。若在管道🔴截面🈲上(shàng)選取一條徑向線(xiàn),線上各點流速均(jun)具有差異。和管壁(bì)緊貼的流體,因爲(wei)受到摩擦力的影(ying)響,速度趨近于零(líng),但是在此過程中(zhōng)中心處存在有最(zui)大🌂流速。若在管道(dào)中心懸挂一一個(gè)V形錐體，則會對中(zhōng)心處流速産生迫(pò)使作用,降低流速(su)，同時管壁附近流(liú)速會不斷加大,實(shi)現流速“勻化”。其💃他(ta)類型的差壓式🏃🏻流(liú)量計中心位置♊爲(wèi)空，無法出現流速(su)“勻化”效果。因此在(zài)V形錐流量計中🔴這(zhe)是一個顯著優點(dian)，能夠保障在低流(liú)速情況下出現足(zú)夠的差壓，尤其是(shì)在流速逐漸降低(di)過程中,這一作用(yong)更加顯著。但是如(ru)果采用的是傳統(tong)差壓儀表,在此💰情(qíng)況下已經無法測(cè)♻️量。
　　傳統差壓流量(liang)計存在有“信号跳(tiào)躍”(Signalbounce)現象。即爲就算(suan)是在流⁉️動穩定情(qíng)況下,也存在有信(xìn)号脈動。由于流體(ti)在管道中流動，節(jiē)流下遊會出現旋(xuán)渦，在差壓流量加(jiā)檢測中節流件下(xia)☎️遊旋渦因爲受到(dao)錐體下遊的影響(xiang)，出現高頻低幅且(qiě)具有對稱性的小(xiao)旋渦，孔闆出現的(de)是低頻高幅大漩(xuán)渦。如果在某一工(gong)況中,V形錐流量計(jì)和孔闆出現的均(jun)是1kPa差壓，孔闆下遊(yóu)渦流高幅波動中(zhōng)可能會引發出現(xian)0.5kPa的🔞幹擾信号。簡而(ér)言之,在這--情況下(xià)孔🛀闆
　　有效信号在(zai)噪聲信号中淹沒(méi)量可能達到50%,但是(shì)V形🔴錐📱流量🐉計幹擾(rao)信号隻有0.1kPa。從這一(yī)點可以看出,V形錐(zhuī)流量計的信号噪(zào)聲很低,就算是在(zai)流量和差壓較低(dī)情況下，也具有一(yī)定的測量精度和(hé)穩定性,因此在低(di)密度和低流速⛱️氣(qì)體測量中非常适(shi)用。
2.V形錐流量計特(te)點的應用
2.1自整流(liu)、自清掃特點的應(yīng)用
　　焦爐煤氣自身(shen)的特點導緻在測(ce)量方面存在兩個(gè)最😄主要的🌈難🏃🏻‍♂️題:由(you)于黏性導緻固體(tǐ)物的堆積,從而引(yǐn)起截流件β值的改(gai)⛷️變，最終引起測量(liang)誤差，不能進行連(lián)續的、長期的、有效(xiao)的、正确的流量測(ce)量:造成差壓測量(liang)取❄️壓孔的堵塞。考(kǎo)慮到V形錐流量計(jì)具有自清掃(耐髒(zang)污)的特點,決定⛱️在(zài)所有測量焦爐煤(mei)氣的場合全部采(cai)用🔅V形錐流量計,在(zai)半年的現場運行(hang)過程中,讀數--直很(hěn)穩📞定，和理論值的(de)差别在誤差允許(xǔ)範圍之内。在停車(chē)例行檢修時,在V形(xíng)錐流量計供應商(shang)的配合✍️”下，拆下一(yī)台V形錐流量計進(jin)行了實際觀察,發(fa)現其邊緣無明顯(xiǎn)磨☔損的痕迹，錐體(tǐ)和錐體部⁉️分的管(guǎn)道也無明顯的固(gu)💋體物堆積現象。
　　焦(jiāo)爐煤氣的總輸出(chu)采用DN1600mm管道，如果采(cai)用孔闆等傳統❗的(de)測量㊙️儀表，受現場(chǎng)條件的限制，無法(fa)滿足SY/T6143-2004标準中關于(yu)孔闆等流量計上(shang)下遊直管段的規(gui)定和要求。考慮到(dao)V形錐流量計🛀具有(yǒu)自整流，所需直管(guǎn)段短的特點(隻需(xu)前三後一的直管(guan)段),結合現場實際(jì)情況，在焦爐煤🐉氣(qi)的總.出口處安裝(zhuāng)了一台DN1600mm的V形錐流(liú)量計。在運行過🈲程(cheng)＼中,這台V形錐流量(liang)計的讀數指示💋和(he)焦爐煤氣總流量(liang)的理論計算值非(fēi)常接近。V形錐流🈚量(liang)計在設計過程中(zhōng)，采用的是置于管(guǎn)道中心的V形錐體(ti)流線型節流結構(gou)，實施檢測之前也(ye)可以有效整流其(qí)不規則流體，即⭐便(bian)不增加流體整流(liú)器也💋能實現對流(liu)體整流情況🐆的❓有(yǒu)效處理。中心懸挂(guà)流體形錐體可以(yi)實現對流🌍速曲線(xiàn)⚽的重塑，在錐體上(shang)🔅、下遊較窄區域内(nèi)(前0~3D,後0~1D),能夠實現對(duì)流速不規則液🧑🏽‍🤝‍🧑🏻體(ti)的整流，從而轉變(biàn)成爲理想液體,有(you)效滿足伯🔅努👄利定(ding)理的要求,提升測(cè)量精度以及重複(fú)性。測量過程中不(bú)用設👅置很長的直(zhi)管段整流,對于流(liú)量計安⭐裝也具有(yǒu)重要意義。
　　綜合分(fèn)支管道的流量讀(du)數指示和總流量(liàng)讀數指⁉️示對比,它(ta)們之間存在接受(shòu)範圍之内的誤差(chà)。對造成這⭐種誤差(chà)的🚶‍♀️原因進行分析(xi),認爲是由于現場(chang)各種複雜工況條(tiáo)件的共同作用造(zào)成的,這種誤差并(bìng)不影響正常生産(chan)和各個環節的能(neng)源計量。之前采用(yòng)的是 孔闆流量計(ji) 以及均速管流量(liang)計，煤氣中存在的(de)雜質比較多，例如(ru)焦油、氨水等,因此(cǐ)需要對孔闆或均(jun)速管定期進行清(qing)洗或者蒸汽吹掃(sao)，否則會導緻上下(xià)遊端面、上遊側直(zhí)角入口邊緣出現(xiàn)污染,進而會💰引發(fa)出現儀表導壓管(guǎn)堵塞等,影響測量(liàng)精度:孔闆前後直(zhí)管段🥰積水，也會降(jiàng)⭐低管道流通面積(jī),提升流速以及差(chà)壓,在測量中流量(liàng)顯示值會出現明(ming)顯提升，嚴重時可(kě)能會導緻出現導(dao)壓管堵塞、變送器(qì)停止使用。爲确保(bao)儀表穩定與性能(néng),則需要定期對其(qí)實🌈施維護，工作量(liang)非常大。V形錐流量(liàng)♉計本身存在有自(zì)吹掃式結🌈構，在設(she)計過程中沒有滞(zhì)🔴留死區。在通過錐(zhuī)體的時♈候介質會(hui)出現加速,正壓取(qǔ)壓孔、錐體外壁和(he)錐體💘附近管壁會(huì)受到不斷沖刷，一(yi)小段不流動介質(zhì)也💃🏻會對負壓⚽取壓(ya)孔造成隔離作用(yong)❗，從而阻止髒污雜(za)質進入,所以V形錐(zhui)流💁量計在應用中(zhōng)無論是雜質還是(shì)易結晶髒污介質(zhì)中均适用,特别是(shi)在焦爐煤氣、爐煤(mei)氣等介質中更加(jia)适用。公司自采用(yòng)🤞V形錐流量✨計以來(lai),目前已經使用多(duō)年，未對其進行過(guò)維護,同時對其檢(jian)查也未發現流量(liang)計中存在有節流(liu)💃🏻裝置污染管道積(jī)水等情況,顯著降(jiang)低了儀表應用的(de)💃🏻維護工作量,對于(yu)提升測量正确率(lü)和❗可靠性具有重(zhong)要作用。
2.2永久壓損(sun)小(節能)特點的應(yīng)用
　　節能減排已經(jing)深入到人們生活(huó)的各個方面，焦化(huà)行業是🏃🏻一個高耗(hao)能的行業,節能減(jiǎn)排不僅是積極相(xiang)應國家政策和号(hao)🌏召,而且可以在無(wú)形之中爲企業節(jie)省大筆的🌈資金支(zhi)出，節省的資金支(zhi)出也就是企業多(duō)增加的利潤空間(jiān)。
　　V形錐流量計和其(qí)他流量計相比有(you)一個優點就是⚽永(yong)☎️久壓💔損小,永久壓(ya)損小也就意味着(zhe)節能。
　　在空氣管網(wang)設計之初計劃采(cǎi)用孔闆流量計進(jin)行測量,通過與V形(xing)錐流量計的對比(bǐ)，從長遠來看,使用(yòng)V形錐📱流量計是更(geng)經濟更合算的計(jì)量方法。
列舉一例(li)，流體爲壓縮空氣(qi),其他工藝條件見(jian)表1。

(1)選用孔闆測量(liàng)，計算結果如下:孔(kong)闆的β=0.5146,常用流量下(xia)✏️的差壓值△P-=27.396kPao
(2)選用V形(xíng)錐流量計進行測(cè)量,計算結果如下(xia):V形錐的β=0.5577,常用流🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量(liang)下🎯的差壓值△P=10.904kPa。
孔闆(pǎn)的壓損:△=(1-β")×△P或△?=(1-0.24β-0.52β2-0.16β2)×△P
V形錐流(liu)量計的壓損:△=(1.3-1.25β)×△P
　　根據(ju)上面的計算公式(shì)，常用流量下孔闆(pǎn)的永久壓損爲19.61kPa,常(cháng)☂️用🧡流量下V形錐的(de)永久壓損爲6.57kPa。
　　所以(yi)，常用流量下永久(jiu)壓損的差值Ao=19.61.-6.57=13.04kPa。
　　在常(chang)用流量下，使用V形(xing)錐流量計比使用(yòng)孔闆流量計少消(xiao)🤟耗🤩的🔞功率爲:
W=(△Qkph)/(3.6ηpfl)
式中(zhōng)：
W一能耗值,W
△?一永久(jiǔ)壓損值,kPa.
Qkph一質量流(liú)量,kg/h
η一泵和電機的(de)效率,通常取η=0.8
pfl一在(zai)工況下,在上遊取(qǔ)壓孔處，流動液體(ti)或氣體(蒸🐪氣的密(mì)度，kg/m3
　　把上面的計算(suan)結果代入功率公(gong)式得W=21733.3W。所以，用V形錐(zhui)代替孔闆,每年可(kě)節約的耗能費=(W/1000(每(měi)年的運.行時數)(電(diàn)費)。在常用流💞量下(xià),年節省耗能費=21733.3/1000×24×365×1=190383.7元(yuán)。也就是說,用V形錐(zhuī)流量計代替孔闆(pan)測量壓💛縮空氣後(hou),每年可節省的耗(hao)能費爲19萬元左右(you)。
　　在過熱蒸汽測量(liang)方面，采用同樣的(de)計算方法可以得(dé)出每年節👅省的耗(hào)能費。同時，V形錐流(liu)量計在應用中也(ye)🔆非常🌂适合應用在(zai)低壓、低流速介質(zhi)流程測量中。在應(ying)用均速管流量計(ji)實施測量過程中(zhong)，如果管道中煤氣(qi)🈚流速較低，差壓信(xìn)号較小情況下，則(zé)會直接降低系統(tǒng)檢測精度。均速管(guǎn)流量計檢測中的(de)最大差壓爲120Pa,正常(chang)情況下爲2~5Pa.相對來(lái)講系統精度偏低(dī)✨。如果差壓信号比(bǐ)較小，則會對變送(song)🌈器校驗以及适用(yòng)🐕精度造成影響。也(ye)會直接導緻孔闆(pǎn)出🔴現污染、儀表導(dao)壓管不暢等問題(ti)💜，直接影響測量精(jing)度。V形錐流🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量計在(zài)設計中采用的是(shi)類似孔闆的節流(liú)件，和均速管流量(liàng)計相比差壓值明(ming)🔞顯偏高，和孔闆相(xiàng)比因爲管道邊緣(yuan)出現--定的收🚶‍♀️縮，降(jiàng)🔴低🍉了阻力損失，所(suǒ)以就算是在阻力(li)損失--緻情況下,設(she)計中采用存在有(you)較大差壓值的V形(xíng)錐形流量計,和孔(kong)闆測量時的差🔅壓(yā)值相比也明顯偏(pian)🥵大，對于差壓信号(hào)具有顯著提升作(zuo)用,也便于進行變(bian)送🈲器校驗.進而提(tí)升系統測量精度(du)。
　　壓縮空氣和過熱(rè)蒸汽的測量點有(you)數十個，随着企🈲業(yè)😘的🔞發展和規模的(de)擴大.測量點還會(huì)逐步增多,如果全(quán)🏃‍♂️部使用V形錐流量(liang)計📞進行測量,則每(mei)年的節能費将非(fei)常可觀,同時也爲(wèi)企業自身創造了(le)更多的經濟效益(yì)和社會效益。
3結束(shu)語
　　随着在各種不(bú)同工礦條件下的(de)廣泛應用,V形錐流(liu)🥵量計的各種🏃‍♀️優點(diǎn)得到了明顯的體(ti)現。更多的從事計(jì)量方面的人員認(ren)識并認可了V形錐(zhuī)流量計。自從公司(sī)使用V形錐流量計(ji)以來,大大減少了(le)維護人員的維護(hù)量，而且保證了各(gè)種介質計量的正(zhèng)确和運行的穩定(dìng)性。随着國家節能(néng)減排政策的逐步(bu)深入,V形錐流量計(jì)将會有更加廣闊(kuò)🏃‍♂️的發展空間。

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