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  行业资讯
v锥流量计克服了测量范围窄是制约孔板使用的缺点
2012-4-6 10:56:01

  V锥流量计有自吹扫式的结构设计特点,无滞留死区。介质流过锥体时会加速,不断冲刷正压取压孔、锥体外壁及锥体附近管壁,而负压取压孔则被一小段不流动介质所隔离,脏污杂质进不去,因此锥形流量计可用于各种含杂质、易结晶的脏污介质,如焦炉煤气、发生炉煤气等介质。 焦炉煤气流量测量过程中,测量对象通常是管径较大、压力低、流速慢,v锥流量计通常差压值较大,阻力损失小,因而可在阻力损失相同的情况下,设计时可选用差压值较大的v锥流量计。或许您还对我公司的金属转子流量计感兴趣。 过去,在测量焦炉煤气流量时一直使用标准孔板,由于焦炉煤气脏,孔板容易污染,而且仪表导管易堵,必须定期用吹扫装置进行吹扫,否则会影响测量精度,甚至系统不能正常运行;此外,焦炉煤气中所夹带的蒸汽或水雾,涡轮流量计当温度降低时易凝结成水,在管道中很难排除,影响系统的测量精度。且孔板流量计直管段要求长,煤气管道口径通常比较大,很难保证较长的直管段。


 V锥流量计是从2000年左右才在国内出现的流量计。其工作原理和孔板流量计相同。介质通过V锥时,由于阻流件V锥的存在,使得流体的流过面积发生变化,流速发生变化,根据伯努利方程,流速变化引起了压力的变化,该压力的变化与流速之间有一定的关系。通过测量该压力差达到测量流量的目的。虽然与孔板原理一样,但是最本质的区别在于孔板为中心收缩型节流装置,而V锥为边壁收缩型节流装置。

    众所周知,测量范围窄是制约孔板使用的主要原因。测量范围窄的主要原因是:孔板的流量系数随雷诺数的变化而变化较大,孔板的突然节流导致孔板后发生比较大的漩涡,该漩涡的存在直接导致信号噪声比较大,从而限制了它的测量范围。而V锥流量计克服了以上缺点。

 1.1 量程比宽

    V锥流量计的最早生产厂McCrometer公司开展了一系列测试研究工作,得出结论:V锥和孔板比较,V锥的信噪比要小的多。由于信噪比小,V锥在小流量测量时,即使测量的差压在较小的工况下也可以精确地进行测量。从而不必像孔板那样,需要通过增大变送器的阻尼来改善信号噪声的影响。正因为此,V锥的量程比远大于孔板的量程比。印度理工学院的SNSingh教授分别使用油和水在不同的雷诺数下做了实验,得出结论:在一定的测量范围内,V锥的流出系数几乎与雷诺数无关。笔者也曾参与了数百台V锥流量计的标定工作,从数据中可以看出,一般在1.0精度范围内,使用单台差压变送器,V锥的量程比就可以达到10∶1。

    1.2 直管段要求低

    V锥流量计的自整流功能使其直管段要求低于孔板。印度理工学院的SNSingh教授分别采用油和水,在上游的不同位置安置不同开度的阀门来试验,最后得出的结论为:如果上游的干扰是发生在V锥流量计的上游10D,或更远处,则这种非对称的速度分布不会影响流出系数的值,流出系数将保持在理想条件下所得出的相同的数值;如果上游干扰源的位置距离V锥流量计小于10D(如5D),则流出系数的最大变化量为6%。可见只要V锥前面有10D的直管段,无论前面有什么样的节流件都不会对其测量造成影响。而ISO-5167中规定孔板的直管段要求根据前面节流件的不同有很大的变化,一般至少需要20D。如上述测试分离器的气体出口一般采用4"的管道,对于V锥来说,其前面只需1m的直管段就可以了,后面只需0.5m的直管段。

    1.3 压力损失小

    压力损失即不可恢复的压力,它是流量计选型时需要考虑的重要指标之一。在当今能源缺乏,提倡节能减排的社会,该参数显得尤为重要。由于V锥体边缘形状决定流体的流动状态,流体的压力损失远小于使用孔板时的压力损失。而且由于V锥的自整流功能,其前面无需加整流器,而孔板则需要较长的直管段来调整流体的流动状态。海上石油平台上空间较小,寸土寸金,很难满足直管段的要求,常常需要增加整流器,以保证介质的流动状态。但是整流器的高压损带来的弊病就是消耗更多的能源。即使不考虑整流器,在同一流量下,V锥的压力损失一般也只有孔板的1/2~1/3。

    1.4 精度高

    由于V锥流量计结构无可动部件,使得V锥具有很好的重复性,一般小于0.1%。由于量程比宽,即它的线性度好,从而使其精度较高。根据GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》规定,用于能源计量的流量计准确度等级要求为:煤气和天然气为2.0级。所以在测试分离器出口的气体测量中,在10∶1的量程范围内,V锥加上差压变送器及二次表的总体误差不会低于1.5级,完全能满足计量要求。