摘要：介紹(shao)了楔形流量計(ji) 的原理及應用(yong)範圍，探讨了楔(xie)形流量計對介(jiè)質雷諾數下限(xian)的要求；介紹了(le)楔形流量計差(chà)壓值的确定方(fang)法；以🈲實際案例(li)爲例，采用PresoFloWCal軟件(jian)對楔形流量計(jì)差壓值💚及壓損(sun)進行計算。結合(hé)工程經驗，對與(yǔ)楔形🈚流量計配(pèi)🈲套使用的 差壓(yā)變送器 進行選(xuǎn)型，根據不同的(de)工況，給出建議(yì)的安裝方式。
　　在(zài)石化裝置中，存(cún)在一些易結晶(jing)、黏稠、髒污、磨蝕(shi)、低🐅雷🥰諾㊙️數、含有(you)懸浮物、高溫等(děng)工況的介質，如(ru)原油、泥漿、煤焦(jiao)油、廢水、瀝青、氯(lü)氣📐等，常用的流(liu)量計如 孔闆流(liu)量計 、 渦街流量(liàng)計 、 電磁流量計(ji) 等無法克服堵(du)塞、低雷諾數、磨(mó)損、腐蝕等問題(tí)，故給設計選型(xíng)帶🙇‍♀️來一些困擾(rao)。楔形流量計能(néng)夠有效克服上(shàng)述惡劣工況，提(ti)供高性能的流(liu)量解決方案，取(qǔ)得了滿意的測(ce)👨‍❤️‍👨量效果。
1原理及(jí)應用範圍
　　楔形(xing)流量計結構如(ru)圖1所示。當流體(ti)流經Ｖ形節流塊(kuài)時，流🛀通面積減(jian)小，流速增大，靜(jing)壓減小，從而産(chǎn)生靜壓差，而壓(ya)差的平方根與(yu)流量成正比，測(cè)得差壓即可測(cè)得管道中的流(liú)量［1］。楔形流量計(jì)采🌏用“Ｖ”型體節流(liu)件，當流體中含(hán)有雜質或者固(gù)體時，容易從楔(xie)形下部流過，不(bú)會産生滞留，從(cóng)而防止堵塞現(xiàn)象［2］。
　　楔形流量計(jì)通常口徑範圍(wei)爲DN15～DN600，特殊口徑可(kě)至DN1200，壓力等級高(gāo)至PN420，測量精度爲(wèi)±0.5％FS，可測量黏度高(gāo)至3Pa·s的介質。

　　楔形流量計對(dui)介質雷諾數下(xia)限的要求，HG/T20507—2014《自動(dòng)化儀表選型🌈設(she)計規範》6.2.4條規定(dìng)：“含懸浮物的高(gāo)黏度易結晶液(ye)體的流量🚶‍♀️、要求(qiu)永久的壓力損(sǔn)失小、雷諾數小(xiǎo)于500時，宜選用楔(xiē)㊙️形流量計”［3］；已作(zuò)⭐廢的HG/T20507—2000《自動化儀(yí)表選型設計規(gui)定》3.2.1條規定：“含懸(xuán)浮物的高黏度(dù)液體、蒸汽、氣體(tǐ)的流量測量、雷(lei)諾數大于500時可(kě)選用楔形流量(liàng)計”；SH/T3005—2016《石油化工❗自(zi)動化儀表選型(xing)設計規範》中規(gui)定：“當測量高黏(nian)度、低雷諾數（最(zuì)低至500）的流體時(shi)，可選用楔🈲形流(liú)量計”；已作廢的(de)SH/T3005—1999《石油化工自動(dong)化儀表選型設(she)計規範》中規定(ding)：“測量高黏度、低(dī)雷諾數（低至100）的(de)🐪流體，如原油、油(yóu)漿、渣油📞、瀝青等(děng)🆚，可選用楔式流(liu)😍量計”。
　　楔形流量(liàng)計對介質最低(di)雷諾數的說法(fa)不一緻，其中HG/T20507—2014與(yu)SH/T3005—2015對雷諾數的要(yao)求相悖。如ABB的FPD470系(xi)列、BaDgerMeter的Preso楔形流量(liàng)計要求雷諾數(shu)💞下限值爲500，大韓(han)DHWM系列、捷達WM系列(lie)楔形流量計要(yao)求雷諾數下限(xian)值爲300，當雷諾數(shù)再低時流量系(xì)數發生變化，流(liú)🚶‍♀️體流量和🔞差壓(ya)不再♻️遵循平方(fāng)根的關系，會影(yǐng)響測量準确度(du)。綜合上述産品(pin)信息，楔形流量(liàng)計雷諾數下限(xian)取500。
2差壓值的計(jì)算
楔形流量計(jì)差壓值與流量(liang)的關系如下式(shi)所示：

　　式中：ΔP———差壓(ya)值，Kpa；qv———介質工況下(xià)體積流量，M3/H；C———流量(liàng)常數。
1）對于測量(liàng)液體介質，流量(liàng)常數C見下式所(suǒ)示：

　　式中：N———單位轉(zhuǎn)換系數，N＝0.1264；KP———流量系(xi)數；D———楔形流量計(ji)内徑，mm；Fa———材料熱膨(peng)脹系數，mm2/mm2；ρ———介質密(mi)度，kg/M3。
　　楔形流量計(jì)的流量系數KP和(hé)流量計的口徑(jìng)及楔塊比（H/D）有關(guān)，計算時可參考(kao)表1中Preso楔形流量(liang)計數據。

　　在實際(ji)使用過程中，因(yin)楔形流量計爲(wei)非标儀表，出廠(chǎng)時每台☎️儀表需(xu)經過實際流體(ti)标定，從而得出(chu)實際的流量系(xi)數，對原有計算(suàn)時的差壓值進(jìn)行調整［4］。
2）對于測(cè)量氣體介質，流(liú)量常數C見下式(shi)所示：

式中：Ｙ———氣體(tǐ)熱膨脹系數。
3）楔(xiē)形流量計也可(kě)以測量蒸汽，但(dan)對于蒸汽介質(zhì)，建議🈲采用噴✊嘴(zui)、渦街等其他形(xíng)式的流量計進(jin)行測量。
3壓損的(de)計算
　　楔形流量(liang)計比孔闆、Ｖ錐、噴(pēn)嘴的壓力損失(shi)小，相同β值情況(kuang)下幾種流量計(jì)壓損比較［5］如圖(tú)2所示。
　　将楔形流(liú)量計H/D換算成孔(kong)闆流量計的β值(zhi)，如楔形流量計(ji)H/D＝0.5與孔闆β＝0.7070的節流(liú)面積比是一樣(yàng)的［6］，詳見表2所列(lie)。

将換算完後的(de)β值代入下式［6］中(zhōng)，即可得出楔形(xíng)流量計的永💚久(jiǔ)壓力損失。

式中(zhong)：PPl———永久壓力損失(shī)，Kpa。

4應用案例
　　某工(gōng)況介質爲原料(liao)油，管道爲DN250，壁厚(hòu)爲SH80，材質爲碳鋼(gāng)，正常溫度✔️爲50℃，正(zhèng)常壓力爲2.08Mpa，最大(dà)流量爲196.4t/h，正常流(liu)量爲178.6t/h，最小流量(liàng)爲125t/h，動力黏度爲(wei)0.295Pa·s，介質密度爲943kg/M3，允(yun)許壓降爲30Kpa。
因介(jie)質黏稠，綜合比(bǐ)較各類型流量(liàng)計後選用楔形(xíng)流量🚶計♋進行測(ce)量，最大流量不(bu)超過滿量程的(de)90％，因而圓整後最(zuì)大量程選💞用220t/h，楔(xie)形流量計材質(zhi)選用316不鏽鋼。使(shǐ)用🥵BaDgerMeter的PresoFloWCalCＶ5.36軟件對此(cǐ)工況下的楔形(xíng)流量計差壓值(zhi)及壓損進行計(jì)算。通過調整H/D的(de)值得到合适的(de)差壓💔值，确定H/D的(de)值🚩後即可确定(ding)等效的β值，得出(chu)永久壓力損失(shi)值。
　　該案例中的(de)楔形流量計H/D選(xuan)用0.3，流量系數KP爲(wèi)0.1854，在滿刻🎯度220t/h的流(liu)量下差壓值爲(wei)25.53Kpa，等效的β值爲0.5023，在(zai)滿刻度流量下(xià)的永久壓力損(sǔn)失爲11.99Kpa，滿足工藝(yi)的30Kpa壓力損失限(xian)制要求。
上述均(jun1)爲基于經驗值(zhí)的計算，可供設(she)計選型參考，實(shi)際的流量系數(shu)仍需要經過标(biao)定後才可确定(dìng)。
5楔形流量計的(de)安裝
　　楔形流量(liang)計多用于介質(zhì)高黏度或者強(qiang)腐蝕性等場㊙️合(hé)💔，常與毛細管式(shi)法蘭膜片密封(fēng)式差壓變送器(qì) 配套使用，差壓(ya)變送器與楔形(xíng)流量計之間配(pei)備法蘭式✌️切斷(duan)閥方便檢維修(xiu)，對于高黏度的(de)介質還需配備(bei)沖洗環。
　　若儀表(biǎo)訂貨是在基礎(chu)工程設計階段(duàn)時，建議帶隔離(li)裝👨‍❤️‍👨置的毛細管(guǎn)差壓變送器與(yǔ)楔形流量計成(cheng)套✍️訂貨，并采用(yòng)一體式的安裝(zhuāng)形式，将差壓變(bian)送器固定在楔(xiē)❄️形流量計上，避(bì)✍️免過長的毛細(xì)管的長度影響(xiang)測量精✊度或過(guò)短的毛細管長(zhang)度影響安裝。在(zài)詳細工程設計(ji)📧階段時，需提相(xiang)關安裝條♉件給(gei)配管專業，将楔(xiē)形流量計安裝(zhuang)在便于維護的(de)場合。
　　羅斯蒙特(tè)1199遠傳膜片裝置(zhì)采用D.C.704高溫矽油(you)時介質溫度上(shàng)限是315℃［8］，EＪA118系🈚列隔膜(mo)密封裝置允許(xu)介質溫度上限(xian)🌈是300℃［9］，當介質溫度(du)過高采用上述(shu)帶毛細管遠傳(chuán)膜片❗式差壓變(biàn)送器與楔形流(liu)量計配套使用(yong)時容易造成測(ce)量誤差。當介質(zhi)高黏度且✔️高溫(wēn)時，楔形流量計(ji)的接管長度可(kě)選150mm，利用盲🥰腸效(xiào)應進行降溫，避(bì)免高⭐溫傷及儀(yí)表及堵塞發生(sheng)。
6結論
　　掌握楔形(xing)流量計差壓值(zhí)的計算有利于(yú)指導設計選型(xing)🈲，流量計直管段(duàn)的要求與楔塊(kuài)比有關系，根據(jù)确定的楔💋塊比(bǐ)提出流量計安(an)裝要求；設計過(guo)程中應根據具(jù)體工況選擇合(he)适的🈲安裝方式(shì)。楔形流量計在(zai)使用🐕過程中運(yùn)行穩定，維護量(liang)少，價格便宜［10］，有(yǒu)很大的應用前(qián)景。

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