JKLVZ系列V錐流量計(jì)

一、 V錐流量計(jì) 測量原理

　　V錐流量計(jì)傳感器和差壓變送器組合是一種新穎差壓式流量計(jì)，可準(zhǔn)確測量寬雷諾數(shù)(8×103≤Re≤5×107)范圍內(nèi)的各種流量計(jì)條件的流體，和其他差壓式流量計(jì)原理一樣，都是根椐在封閉管道中連續(xù)流動的流體能量守恒的伯努利定理進(jìn)行測量，對于理想的流體，介質(zhì)的流速與差壓的平方根成正比。

　　V錐流量傳感器*的錐形節(jié)流的物理結(jié)構(gòu)，不但擴(kuò)大了介質(zhì)流量和測量范圍，還具有流體整流的特殊構(gòu)造，因此在工藝上直管段要求很低，*不同于其它差壓型流量計(jì)需要很長的直管段來流體穩(wěn)流。V錐流量傳感器繼承了傳統(tǒng)差壓式流量計(jì)穩(wěn)定性好、通用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，并避免了傳統(tǒng)差壓流量計(jì)的局限性。

　　V錐流量傳感器的基本原理是在測量管中同軸安裝的V錐體和相應(yīng)的取壓口。該測量管和V錐體是經(jīng)過設(shè)計(jì)，精密加工的。

　　流體在測量管流過V錐體時、與流動的流體互相產(chǎn)生作用，在錐體前面生新形成流態(tài)，局部收縮使流體的流速加快，靜壓下隆。

　　在V錐體的前后產(chǎn)生差壓△P，此差壓的高壓(正壓)是在上游流體收縮前的管壁取壓口處測得的靜壓力P1，而低壓力(負(fù)壓)則是在內(nèi)錐體朝向下游端面，V錐中心軸處所開取壓孔處壓力P2。

二、 V錐流量計(jì)技術(shù)特點(diǎn)

　　1、 流體的流態(tài)整形

　　V錐流量傳感器的流量計(jì)算公式與其它差壓(DP)儀表類似，但是V錐體的幾何形狀與傳統(tǒng)的差壓儀表*不同。V錐流量傳感器是把錐體安裝在管道的收縮流體。

　　如是流體在一個很長的管道內(nèi)流動，沒有任何阻擋或干擾，它是充分發(fā)展的流動。管道內(nèi)流體流速是不一樣的。管壁處的流速是較小，管道的流速*大，這是由于管壁的磨擦使流體通過時流速變慢。如果系列V錐體是懸掛在管道的，因此它直接與流動的高流速區(qū)產(chǎn)生相互作用。V錐體迫使高流速區(qū)域與靠近管壁的低流速混合，孔板的開孔是在管道的，不與這個高流速區(qū)域立生相互作用。這是V錐流量傳感器在較小流量時的一個*大優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)流量減小時，V錐繼續(xù)與管道內(nèi)的*大流速產(chǎn)生相互作用。在其它差壓儀表可能漸變有用的差壓信號的地方，V錐流量傳感器仍然能夠產(chǎn)生差壓信號。

　　2、準(zhǔn)確度過

　　V錐流量傳感器的一次元件準(zhǔn)確度可達(dá)到±0.5%。流量測量的系統(tǒng)準(zhǔn)確度取決于V錐流量傳感器的準(zhǔn)確度和差壓變送器。二次儀表的準(zhǔn)確度等。

　　3、 重復(fù)性好

　　V錐流量傳感器的重復(fù)性可達(dá)到±0.5%，或更好。

　　4、量程比寬

　　V錐流量傳感器的量程比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的差壓儀表。典型的V錐量程比是10：1，較大的量程比也是可以達(dá)到。當(dāng)雷諾數(shù)低到8000時流量計(jì)還可以產(chǎn)生差壓信號。所以，可測量較低的雷諾數(shù)范圍流體。

　　5、直管段安裝要求低

　　實(shí)際安裝時管道的流體的流態(tài)很少是理想的。如果流量計(jì)安裝在流體流動不能充分發(fā)展的管路上，例如彎頭，閥，縮管或擴(kuò)管，三通節(jié)頭等都會對流動的發(fā)展產(chǎn)生干擾。用別的流量計(jì)技術(shù)測量受到干擾的流動，可能會產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性誤差。V錐流量傳感器的使用可以在錐體上游重新形成流態(tài)，克服了這個問題，這得歸咎于V錐的外型和中心安裝位置，當(dāng)流體接近錐體時流態(tài)變得“扁平”朝著充分發(fā)展的流態(tài)形狀發(fā)展。

　　流體在V錐管流動時可以將它產(chǎn)生扁平的流態(tài)分布，因此與其它差壓儀表比對上游的干擾更能發(fā)揮作用。V錐上游直管：0-3D;下游直管：0-1D。這時那些大口徑，費(fèi)用昂貴的管路用戶，或較短運(yùn)行管路的用戶帶來好處。有些特殊條件，例如單個或雙個彎頭不在同一個平面或接近儀表上游，在這種情況下V錐仍然可以產(chǎn)生扁平流態(tài)。這意味著當(dāng)不同流態(tài)接近錐體時，始終會產(chǎn)生一個可預(yù)測的流態(tài)，保證儀表準(zhǔn)確的測量。

　　6、長期穩(wěn)定性能好

　　由于V錐體的外形是收縮流體不會對突變表面產(chǎn)生撞擊、沿錐體表面形成分界層，引導(dǎo)流體離開β邊不會遭到臟污流體的磨損，但是孔板銳邊常受到磨損。因此系數(shù)保持不變，V錐流量傳感器具有長期穩(wěn)定性能好的特點(diǎn)。

　　7、信號穩(wěn)定性好

　　差壓儀表一般都有“信號波動”，即使在流量穩(wěn)定的情況下，一次元件產(chǎn)生的信號也會有一定的波動量。例如孔板流量計(jì)，在孔板后面會形成長長的渦流，這種長的渦流會產(chǎn)生高震幅，低頻率孔板信號，干擾流量計(jì)的讀數(shù)。對于V錐流量傳感器，流體通過V錐，在V錐后面形成短的渦流，產(chǎn)生低振幅，高頻率信號，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的V錐信號，其信號波動是孔板的1/10。見右圖：V錐和孔板信號。

　　8、流體的低壓損

　　因?yàn)榱黧w對突變V錐的平滑的表面沒有撞擊，因些V錐流量傳感器的壓損比孔反低。同樣，由于V錐信號的穩(wěn)定性，同樣流量的滿量程V錐差壓信號比其它差壓儀表低。這樣可以隆低的流體壓損。同樣的β值，其壓損是孔板的1/3-1/5。

　　9、V錐體β系數(shù)計(jì)算范圍寬

　　由于V錐流量傳感器的V錐*的幾何形狀，使得它的β系數(shù)范圍寬，標(biāo)準(zhǔn)的β系數(shù)范圍：0.45，0.55，0.65，0.75，0.85

　　10、流量傳感器的管內(nèi)無滯留區(qū)域

　　由于V錐流量傳感器的測量流體流過V錐“一掃而過”的設(shè)計(jì)理念，不可能在管內(nèi)有流體中的顆粒、殘?jiān)⒛Y(jié)物沉積的滯留區(qū)域。特別具有自清潔的功能，適用于臟污流體的流量測量。

　　11、不同的物料混合

　　V錐體面的短的錐體產(chǎn)生渦流可將下游的物料*混合，即V錐流量傳感器也可作為物料混合器的場合使用。

三、主要技術(shù)參數(shù)

　　準(zhǔn)確度 ±0.5%(差壓流量變送器準(zhǔn)確度應(yīng)高于±0.2%，含±0.2%)

　　(β：0.45~0.85，當(dāng)β<0.55，量程比4：1時，準(zhǔn)確度：≤0.30%)

　　重復(fù)性 ±0.1%

　　工作壓力 ≤16MPa，*大≤32MPa

　　工作溫度 -40-550℃

　　環(huán)境溫度 -40-65℃

　　安裝直管段要求 前0-3D直管段、后0-1D直管段

　　量程比寬 通常為10：1，選擇合適的參數(shù)可達(dá)到50：1

　　壓損小 同樣的β值，壓損是孔板1/3-1/5

　　適用介質(zhì) 氣體 煤氣：焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、城市煤氣

　　天然氣：包括含溫量5%以上的天然氣

　　各種碳?xì)浠衔餁怏w：烷烴類，烯烴類等氣體

　　各種氣體制造：氫、氦、氬、氧、氮?dú)獾鹊?/p>

　　腐蝕性氣體：濕的氯化物氣體等

　　空氣：包括含水，含塵埃的空氣，壓縮空氣等

　　煙道氣：各種鍋爐、加熱爐排放的煙道氣

　　蒸汽 飽和蒸汽 過熱蒸汽

　　液體 油類：原油、燃料油、含水乳化油、柴油等

　　水：原水、飲用水、生產(chǎn)水、污水等

　　各種水溶液：酸、堿、鹽水溶液等

　　有機(jī)物化學(xué)品：甲醇、乙二醇、二甲苯等

　　特殊

　　流體 油+HC氣+沙

　　加氣的水：H2O+N2+空氣，H2O+CO2等

　　V錐流量傳感器廣泛地應(yīng)用于市政、電力、化工、石油化工、冶金、食品加工等行業(yè)中流體的流量測量

四、V錐流量計(jì)直管段要求

　　1、法蘭、夾持連接型

　　V錐流量傳感器是一段帶法蘭的直管段，V錐體置于管內(nèi)，在工藝管道上焊接同樣的法蘭，與V錐流量傳感器組裝即可。

　　V錐流量傳感器在垂直管道上管裝時，流體應(yīng)自下而上流動，由于正負(fù)取壓口不在同一水平面，應(yīng)對其高度進(jìn)行必要的修正。

　　2、焊接型

　　V錐流量傳感器由于其耐磨性非常好且流體對V型錐體有吹掃作用，使其有自清潔功能。所以可以把V錐流量傳感器做為管道的一部分焊于管道中。

　　上、下游直管段要求：

　　氣體測量，雷諾數(shù)范圍(Re)>200，000，β值大于或等于0.65

　　上、下游直管段要求：

　　液體測量，雷諾數(shù)范圍(Re)≤200，000，β值大于或等于0.65

五、V錐流量計(jì)安裝方法

　　(1)測量液體流量

　　(a)差壓變送器*好安裝在內(nèi)錐體裝置的下方(圖1.1)，這樣可以避免液體中氣體進(jìn)入導(dǎo)壓管和變送器中。

　　(b)如果變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的上方(圖1.2)，為了減少液體中的氣體進(jìn)入導(dǎo)壓管內(nèi)，應(yīng)在內(nèi)錐體裝置和導(dǎo)壓管之間裝U型彎管，且彎頭下端至少低于管道中心1米。

　　(c)在水平或傾斜的管道上，如果將導(dǎo)壓管裝在內(nèi)錐體裝置的上半部，這樣在導(dǎo)壓管內(nèi)會積聚氣體，如果裝在內(nèi)錐體裝置的下半部，會使沉積物落入導(dǎo)壓管內(nèi)。因此，導(dǎo)壓管應(yīng)自內(nèi)錐體裝置的水平中心線兩端引出，或自水平向下小于45度引出。

　　(2)測量蒸汽流量

　　(a)為了保證變送器不受蒸汽高溫的影響，在變送器和內(nèi)錐體裝置之間必須安裝兩個位于同一個高度的冷凝器，并在冷凝器、導(dǎo)壓管和高、低壓室內(nèi)充滿冷凝水，避免高溫對變送器的影響。

　　(b)差壓變送器*好安裝在內(nèi)錐體裝置的下方(圖2.1)，這樣可以避免氣體進(jìn)入導(dǎo)壓管和變送器中。冷凝器應(yīng)安裝在盡量靠近內(nèi)錐體裝置處。

　　(c)如果差壓變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的上方(圖2.2)，應(yīng)把冷凝器裝在高于差壓變送器的地方。

　　(d)上述兩種安裝方法均在靠近變送器的地方裝有閥，以供吹洗導(dǎo)壓管。同時在內(nèi)錐體裝置和次凝器之間的導(dǎo)壓管上應(yīng)加保溫層。

　　(e)其他安裝方法參數(shù)(1)b、c

　　(3)測量氣體流量

　　(a)差壓變送器*好安裝在內(nèi)錐體裝置的上方(圖3.1)，這樣可以使導(dǎo)壓管內(nèi)所產(chǎn)生的冷凝液流回管道。

　　(b)如果變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的下方(圖3.2)，為了減少水份凝結(jié)在導(dǎo)壓管內(nèi)，應(yīng)從內(nèi)錐體裝置引出的導(dǎo)壓管裝U型彎管，且彎頭上端至少高于管理中心1米。

　　(c)在水平或傾斜的管道上，為了避免管道中冷凝液進(jìn)入導(dǎo)壓管，導(dǎo)壓管應(yīng)自內(nèi)錐體裝置體的水平中心線上半部引出。

　　(d)若氣體中含有污物或灰塵，在導(dǎo)壓管的轉(zhuǎn)彎地方應(yīng)安裝十字接頭，以便清洗或吹洗。

六、V錐流量傳感器選型需要的工藝參數(shù)

　　1、流體名稱

　　2、管道內(nèi)外徑 (mm)

　　3、選用V錐流量傳感的形式

　　4、刻度流量單位(kg/h，t/h，m3/h，Nm3/h)

　　a、在工作狀態(tài)下 b、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下

　　5、常用流量

　　6、*小流量、*大流量

　　a、在工作狀態(tài)下

　　b、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(介質(zhì)為氣體時應(yīng)該說明流量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))

　　7、工作壓力(MPa)

　　a、壓力 b、表壓力

　　8、流體溫度(℃)：*高、*低、常用的溫度

　　9、流體密度(kg/m3)

　　a、在工作狀態(tài)下 b、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(介質(zhì)為氣體時應(yīng)該說明流量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))

　　10、流體粘度(Pa.s)

　　11、相對溫度

　　12、氣體成分

　　容積百分比(用于二種以上的混合氣體)

　　13、管道裝置

　　a、水平 b、自下而上

　　14、管道法蘭

　　a、按法蘭標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，代號為提供法蘭標(biāo)準(zhǔn)及型號 b、乙方設(shè)計(jì)供法蘭圖紙

　　注意：測量水和水蒸氣須提供(1)、(2)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(12)、(13)

　　測量一般氣體須提供(1)~(14)

　　測量一般溶液及油類須提供(1)、(2)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(13)、(14)

　　各項(xiàng)數(shù)據(jù)必須填寫工藝設(shè)計(jì)的一個具體數(shù)值，請勿填寫由大約多少的某一段范圍

七、HLVZ型V錐流量傳感器選型要點(diǎn)

　　1、HLVZ型V錐流量傳感器設(shè)計(jì)選型需用戶提供準(zhǔn)確的工藝參數(shù)，或設(shè)計(jì)院的流量計(jì)選型規(guī)格書;

　　2、根據(jù)介質(zhì)理化特性、使用工況條件、準(zhǔn)確度、安裝要求等進(jìn)行選型;

　　3、根據(jù)介質(zhì)的種類、溫度、壓力、腐蝕性等要求選取流量計(jì)對應(yīng)的管道、法蘭、錐體、取壓方式進(jìn)行材質(zhì)的選型;

　　4、根據(jù)介質(zhì)的溫度、流量和壓力選取流量計(jì)管道的公稱直徑、壁厚、管法蘭的壓力等級、密封面、連接式進(jìn)行選型;

　　5、根據(jù)介質(zhì)的溫度、壓力和粘度、是否臟污等特點(diǎn)，選擇取壓方式及取壓連接件的材質(zhì)和等級進(jìn)行選型;

　　6、根據(jù)以上的選型的組合就得出該V錐流量傳感器的型號。其結(jié)構(gòu)尺寸可從尺寸表里查到，是否帶配對法蘭、螺栓螺母墊片、閥組等附件，需在備注欄里說明，安裝直管段基本要求按直管段要求進(jìn)行;

　　7、V錐流量傳感器的設(shè)計(jì)計(jì)算利用所有的工藝參數(shù)和選擇合適的β值，進(jìn)行計(jì)算，取得理想的差壓值、量程比和壓損;

　　8、為方便配套差壓變送器，建議刻度差壓值選在10-30kPa范圍，對于低流量，盡可能將差壓選在0.5kPa以上，雙法蘭取壓，盡可能選3kPa以上

八、V錐流量傳感器、變送器及流量計(jì)的組合

　　依照產(chǎn)品供貨范圍以及輸出信號的不同，V錐流量傳感器的組成可分為3類：

　　1、 V錐流量傳感器

　　只提供差壓信號的形成部分(V錐流量傳感器)，不提供差壓變送器三閥組和流量顯示部分，輸出信號為差壓。由用戶自己進(jìn)行配套。

　　2、 V錐流量變送器

　　由V錐流量傳感器和差壓變送器組成。有分體式安裝和一體式安裝兩種結(jié)構(gòu)。

　　分體式V錐流量變送器由獨(dú)立的V錐流量傳感器和差壓變送器組成。V錐流量傳感器和差壓變送器之間的引壓管連接由用戶自己完成，而差壓變送器可以配套供應(yīng)。

　　一體式安裝是產(chǎn)品出廠時已將差壓變送器三閥組與V錐流量傳感器連接成一體，用戶購買一體式V錐流量變送器后，使用時不需再連接引壓管。若需配接相應(yīng)的流量積算儀、壓力變送器和溫度傳感器可以配套供應(yīng)。

　　3、 V錐流量計(jì)

　　有分體式安裝和一體式安裝兩種結(jié)構(gòu)：

　　分體式安裝由獨(dú)立的V錐、差壓、壓力、溫度傳感器、流量積算儀、三閥組、截止閥等部分組合而成。各部分這間的連接組合由用戶自己完成。有防爆型及普通型兩種。

　　一體式安裝由智能流量積算儀和V錐流量變送器一道V錐流量計(jì)。它帶有差壓變送器和三閥組(壓力傳感器、熱電阻溫度傳感器，必要時選用)。智能流量積算儀的流量范圍和V錐流量變送器相適應(yīng)。分體式有本安型防爆產(chǎn)品及普通型產(chǎn)品兩大類。