楔形流量計(jì)在冶金企業(yè)的應(yīng)用

       楔形流量計(jì)屬差壓式流量計(jì),采用這種產(chǎn)品后在化工企業(yè)的高黏度液體測(cè)量中使用效果令人滿意。美國(guó)一家污水處理廠1987～1988 年共安裝15臺(tái)楔形流量計(jì)測(cè)量污水流量，投運(yùn)后儀表運(yùn)行正常。據(jù)國(guó)外相關(guān)報(bào)道：一臺(tái)管徑為76.2mm 的楔形流量計(jì)，其被測(cè)液體內(nèi)含有19%～23%的固體，黏度達(dá)680mPa·s，雷諾數(shù)僅為12～17，在這樣的運(yùn)行條件下，測(cè)量準(zhǔn)確度仍達(dá)到±2%，這是其他節(jié)流裝置根本達(dá)不到的。我國(guó)獨(dú)山子石化總廠煉油廠在蒸餾渣油、丙烷脫瀝青、酮苯脫臘裝置的原料流量檢測(cè)上采用的孔板、電靶流量計(jì)使用效果一直不佳，換成楔形流量計(jì)測(cè)量后，效果很好。

       測(cè)量原理

       楔形流量計(jì)是根據(jù)伯努利公式，利用流體在流動(dòng)過程中遵守能量守恒定律，即動(dòng)能和靜壓能之和不變，以流體通過起節(jié)流作用的圓缺楔形塊時(shí)產(chǎn)生壓差的原理而進(jìn)行流量測(cè)量的。楔形流量孔板由兩塊平板(一般為不銹鋼)制成，這兩塊平板在臨界角上焊接在一起，然后插入槽內(nèi)，差壓引出管在位于楔形片中心兩邊等距離的地方。當(dāng)流體流經(jīng)V 形節(jié)流塊時(shí)，流通面積減少，流速增大，靜壓減小，從而產(chǎn)生靜壓力差。由于壓差的平方根與流量成正比，測(cè)得壓差即可求得管道中的流量。

       結(jié)構(gòu)及基本特點(diǎn)

1. 楔形流量計(jì)基本結(jié)構(gòu)

楔形流量計(jì)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，其結(jié)構(gòu)(見圖2)介于圓缺孔板、噴嘴和1/4 圓孔板之間，在兼顧以上幾種形式流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)時(shí)，還兼具較好的適應(yīng)性。

2. 主要特點(diǎn)

(1)較臟污的流體易于通過，污物不易附著、積沉，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性，延長(zhǎng)了使用維護(hù)周期，適合于冶金、化工、環(huán)保等多種介質(zhì)測(cè)量。

(2)改善了對(duì)孔板入口尖銳度的要求，提高了測(cè)量準(zhǔn)確性。

(3)適用于高黏度介質(zhì)，應(yīng)用廣泛。

(4)量程比寬，通?？蛇_(dá)10∶1 以上；測(cè)量準(zhǔn)確度較高，可達(dá)±(0.5～1)% FS。

(5)壓損比孔板小

       楔形孔板，夾角一般為60°～90°。若夾角為0°，即成為圓缺孔板。夾角越小，產(chǎn)生的靜壓差越大，同時(shí)壓損也相應(yīng)增大。由于楔形孔板呈倒三角形，這種形狀有導(dǎo)流作用，流體流動(dòng)時(shí)能圓滑過渡。與孔板相比，楔形孔板產(chǎn)生的壓損較小。 為楔形孔板與銳孔板產(chǎn)生的壓力損失比較。

(6)楔形孔板具有圓缺孔板的優(yōu)點(diǎn)

       當(dāng)流體中含有雜質(zhì)或固體時(shí)，容易從楔形孔板下部流過，不會(huì)沉積在孔板周圍，即楔形孔板有自清洗作用。

(7)適用于低雷諾數(shù)RD 流量測(cè)量

       標(biāo)準(zhǔn)孔板、文丘里管等不宜在低雷諾數(shù)下進(jìn)行測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)孔板的流量系數(shù)通常在雷諾數(shù)4000 以上時(shí)趨于穩(wěn)定，在低雷諾數(shù)時(shí)，其流量系數(shù)會(huì)隨雷諾數(shù)的變化而變。當(dāng)雷諾數(shù)小于1800 時(shí)，則流量與差壓之間會(huì)偏離基本的平方根關(guān)系，這顯然會(huì)對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度造成很大影響。而楔形孔板是V 型節(jié)流元件，流量系數(shù)線性好，具有噴嘴入口的曲線流暢、無滯流區(qū)的特點(diǎn)，雷諾數(shù)對(duì)其影響小。當(dāng)雷諾數(shù)小至500 時(shí)，楔形流量計(jì)的準(zhǔn)確度和流量系數(shù)變化不大；雷諾數(shù)在400～10000 之間進(jìn)行流量測(cè)量，誤差小于±3%，楔形孔板雷諾數(shù)與流量系數(shù)的曲線.

(8)安裝使用方便

       與孔板相比，楔形流量計(jì)兩端用法蘭與工藝管道連接即可，安裝方便、日常維護(hù)量小、運(yùn)行成本相對(duì)低廉。

楔形流量計(jì)的應(yīng)用

       楔形流量計(jì)量程比寬，雷諾數(shù)適用范圍在300～106 之間，因而尤為適用于高黏度流體測(cè)量，如化工廠各種高粘度流體及污水；較臟污的氣體，如高爐煤氣、

焦?fàn)t煤氣測(cè)量；也可進(jìn)行蒸汽、天然氣等氣體測(cè)量。實(shí)際應(yīng)用舉例如下：

(1)重鋼焦化廠工業(yè)萘初塔循環(huán)流量、精塔循環(huán)、初期塔原料、精塔原料、一段、二段焦油的測(cè)量，過去一直采用靶式流量計(jì)，使用效果欠佳。該廠首先在工業(yè)萘初塔循環(huán)流量上嘗試采用了楔形流量計(jì)進(jìn)行流量檢測(cè)，實(shí)踐表明其運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。后又在其他幾個(gè)點(diǎn)上采用了楔形流量計(jì)，包括精塔循環(huán)、初塔原料、精塔原料、一段焦油流量、二段焦油流量。如今，基本取消了原電靶流量計(jì)，流量檢測(cè)穩(wěn)定性、可靠性大大提高，數(shù)據(jù)穩(wěn)定、維護(hù)工作量大減、故障率極低，降低生產(chǎn)能源消耗、節(jié)約生產(chǎn)成本，帶來明顯經(jīng)濟(jì)效益。

(2)本公司煉鐵廠異地大修的3 號(hào)高爐(750m3)煤氣發(fā)生量和熱風(fēng)爐用高爐煤氣(管道直徑為D1820×10mm 和D1420×10mm)均采用楔形流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)二年多的使用情況看，數(shù)據(jù)十分穩(wěn)定，取壓管從未堵塞。

(3)重鋼中板廠使用的部分蒸汽和天然氣流量的計(jì)量也采用了楔形流量計(jì)，經(jīng)天然氣二年多、蒸汽一年多的使用，用戶反映良好。

(4)重慶第四鋼廠在全廠天然氣、壓縮空氣計(jì)量系統(tǒng)中全部采用重鋼電子公司生產(chǎn)的楔形流量計(jì)，克服了以前用孔板時(shí)用量變化范圍大的難題，滿足了工藝生產(chǎn)的需求。

(5)重鋼公司各單位使用最多的是工業(yè)水流量的測(cè)量，目前已用十多臺(tái)。由于工業(yè)水含有泥沙和雜質(zhì)，以往使用孔板容易使雜質(zhì)在孔板前堆集，易造成取壓管發(fā)生堵塞，儀表維護(hù)工作量大。改用楔形流量計(jì)后，這些問題大大減少，效果明顯。

節(jié)能情況

重鋼某廠壓縮空氣總量計(jì)量裝置使用楔形流量計(jì)和孔板流量計(jì)的情況對(duì)比如下：

工藝參數(shù)：

D322×8mm

Mmax=14400m3/h

Mcom=10800m3/h

Mmin=4000m3/h

P 工=0.6MPa

t=30℃

采用楔形孔板經(jīng)計(jì)算為：楔形比h/D=0.5、楔子高h(yuǎn)=153mm、節(jié)流面積比m=0.5、最大差壓ΔPmax=1.56kPa。

采用孔板流量計(jì)經(jīng)計(jì)算為：β=0.707最大差ΔPmax=2.24kPa(采用北京博斯達(dá)儀器儀表有限公司生產(chǎn)的“流量測(cè)量節(jié)流裝置專家系統(tǒng)軟件”進(jìn)行計(jì)算；楔形比h/D=0.5，與孔板β=0.707 其節(jié)流面積比是一樣的)。