技术文章

一  用途和特点

1        用途

   楔形流量计是我公司研制开发的新一代差压式流量仪表，它可以满足大多数流体的测量要求，如清洁的液体、气体、蒸汽、空气等。它特别适合测量传统流量计很难测量的流体，如泥浆、矿浆、油浆、燃料油、渣油、煤焦油等其它高粘度流体及有悬浮液的、易结晶的、脏污的流体等等。因此，楔形流量计被广泛用于石油、化工、电力、轻工等领域那些高粘度、低雷诺数的测量。

2        特点

     ⑴ 一体化  传感器、三阀组、差压变送器一体化安装，省去导压管路、阀门管

     件，整个系统更简单，测量精度与可靠性大大提高。

     ⑵ 智能化  选用智能差压变送器时，可通过HART协议或通信方式（现场总线

     协议）对流程参数进行设定、组态，根据被测介质流量的变化，调整差压，使

     系统范围度大大拓宽；选用智能式多参数差压变送器时，可实现多参数测量（差

     压、体积流量、质量流量、压力、温度），实现*的温度、压力补偿，直接输

     出的流量信号。

     ⑶ 准确度高，重复性好，配置高精度差压变送器可实现流量的测量。

     ⑷ 低雷诺数（Red =500）、高粘度（500cP）测量。

     ⑸ 测量稳定性好，流量系数长期保持恒定，检定周期长。

     ⑹ 结构简单、可靠性高、使用寿命长。抗磨损免维护（无可动部件）。

     ⑺ 对介质适应能力强，能测量高、低压流体，除一般气体、液体、蒸汽外，特

     别适用于高粘度流体、浆液、腐蚀性、易结晶、含悬浮物多的流体及脏污的流

     体，无节流件的“积污”和取压口的堵塞问题。

     ⑻ 测量范围度（量程比）宽, 不用二次表软件修正即可达到10：1。

     ⑼ 相比同级别的文丘里管更精巧。

    （10）对安装直管段要求低，能有效避免或减少测量系统的附加测量不确定度。

    （11）压力损失小，节约能源。

二  结构和工作原理

    1  结构

       楔形流量计由楔形流量传感器、变送器（三阀组）及流量积算仪三部分组成。

 2  工作原理

   楔形流量计的工作原理是基于能量守恒定律——伯努利方程和流动连续性方    程。当流体流经V形节流件（又称楔形流阻或楔块）与测量管内壁所形成的弓形通道时，  在节流件的上、下游侧产生一差压，该差压的平方根在一定雷诺数范围内（500-10⁶）正比于质量或体积流量，不同的弓形高度h与管道直径D的比（楔形比h/D）来确定不同的流量测量范围。   

楔形流量计流量方程：

式中：q_v——体积流量，m³/s

      C——流出系数；

      ε——可膨胀性系数；

      m——节流面积比，m=S₁/

      S₁——弓形流通面积， m²；                    图 3

      D——管道内径， m；                      

     Δp——差压，Pa；

      ρ——被测介质密度，kg/m³。

S₁的计算：                                               图 3

                    S₁=

三  型号及主要技术参数

    1        型号

2        主要技术参数

  （1）准确度： 优于±0.5%读数（标定）

  （2）重复性： ±0.2%读数

  （3）范围度： 10：1或更宽

  （4）压力损失：测量差压的1/5左右（约为孔板的1/3）

  （5）适测介质： 各类液体、气体及蒸汽

  （6）雷诺数适用范围： 500—1×10⁶ （低雷诺数下测量时，范围度相对缩小，流出

                        系数的不确定度相对增大）

  （7）被测液体粘度：500mPa.s，或更高

  （8）耐介质压力： 5MPa以下，也可高于5MPa

  （9）耐介质温度： 400°C以下（用户特殊定货，也可提供耐更高温的产品）

  （10）适用的管径： DN15 mm—DN300 mm （用户特殊定货，可提供大于DN300 mm

                     的产品）

  （11）楔形比H/D： 0.2，0.3，0.4，0.5

  （12）长期稳定性： ±0.2%F.S/Y

  （13）供电电源：+24V

  （14）流量范围：见下表

表1  测量液体时的流量范围

表2  测量气体时的流量范围

  注：表1、表2的流量范围是指工作状态下的体积流量。

四  选型和安装

   1 选型

⑴．通径规格

   楔形流量计产品，一般情况下都按工艺管道的公称通径选定流量传感器的通径规格，如管道的公称通径（或内径）为100mm时，应选通径规格为DN100mm的产品，我公司可根据用户提供的产品定货咨询表的数据进行选型计算，如果认为有必要调整传感器内径时，则向用户提出更改选型规格的建议，提请用户重新确认。若在用户设计选型时，安装管道尚未确定，我公司也可根据用户在产品定货咨询表中提供的测量条件，向用户推荐佳通径规格，提请用户确认。

   ⑵. 仪表材质

仪表的材质，原则上应根据所测量介质的腐蚀类型和腐蚀性的大小以及介质工况温度由用户自己做出选择。本产品中的楔块及接头材质均采用不锈钢（1Cr18Ni9Ti或304或316），外壳（法兰、管道）采用碳钢或不锈钢，适用于介质温度400°以下的非强腐蚀性介质。

    当介质工况温度≥400°C时，需根据具体的工况温度、介质的氧化性、腐蚀性，选用更适合的耐热钢种。

    当介质工况温度在-20～190°C范围时，宜采用1Cr18Ni9Ti或用户的其它耐低温材质。

    对于各类酸、碱、盐强腐蚀性介质，其仪表材质需由用户同我公司另行协商确定。

⑶     取压方式

差压的测量，一般都采用普通螺纹取压方式，即在测量管管壁开孔，通过取压接头与导压管相连接。远传法兰取压，适用于不宜直接采用导压管导压的测量场合，如测量重油等粘稠流体或其它极易堵塞取压通道的脏污流体以及其它特殊测量场合。远传取压的传感器安装支座配合尺寸，依所选用的传感器型号规格而定。

   ⑷  关于流量

       选型时，应保证管道内的流体流量在流量计的测量范围之内，且处于其测量范

   围的1/2～2/3处为佳。

   ⑸ 填写订货咨询表

       作为设计选型依据，用户需向我公司提供被测流体性质、工况条件，并填写我     

   公司的   楔形流量计产品订货咨询表。

附表一

   楔形流量计产品订货咨询表

注 ① 标况界定：温度：20°C，大气压力：0.1013MPa

   ② 混合气体流量，请告知各组分体积浓度或克分子浓度百分率

   2. 安装

   ⑴ 楔形流量计安装要保证流体直接顺畅地流动。

   ⑵ 楔形流量计可双向检测，取压口高压侧总是在流体流向一测。

   ⑶ 安装前，先核实管道内实际工作压力及流量范围与仪表规定值是否相符，并注

      意铭牌上的流向标志与实际安装相符。

   ⑷ 保证管道内流体充满整个管道。

   ⑸ 根据现场安装条件的不同，楔形流阻的上、下游侧应具备足够长的直管段，推

      荐使用的小上、下游直管段见表3。

 表3

 注： “D”为管道内径

     下游小直管段长度的一般推荐值为6D

   ⑹ 楔形流量计推荐水平安装，也可垂直安装

     A  水平安装时，楔形流阻应垂直于管道底部的通流部分，以使管道中的固体颗

        粒能自由通过。见图4。

     B  垂直安装时，流体流动方向可上可下，但流向应符合仪表铭牌上的标志，还

        应注意差压变送器能方便地排气，以免内腔存气引起其零点漂移。因轻微的

        静力学效应影响必须注意变送器调零。其安装情况见图5。

    注意：

        A  具有正确的排气口其它安装位置也可

           以。

        B  为便于变送器调零，推荐使用三阀组。

    C  流量计与管道之间的法兰密封垫应保证

       其正确置于法兰中心，垫片内缘不得伸

       至管道通流部分，以防止干扰流体流动。

五  操作

1.      将楔形流量计安装到工艺管线上，压紧后的密封垫应与管道内径一致，连接处应无泄露。

2.      先打开差压计的平衡阀，然后打开正、负压阀。

3.      开启阀门让流体在管路系统中循环10分钟，排除系统中的气体。通过打开差压计高、低压法兰的两个放气阀即可实现。

4.      零位校正  楔形流量计在常温零流量的情况下，变送器必须调整为的零读数。如果可能的话，通过调节变送器零位螺钉可实现。如果不能调节零位螺钉，则应采取相应的措施实现这一点。

5.      调整零位后，打开差压计正、负压阀，然后，关闭差压计的平衡阀即可投入运行。

注意：

1.      被测介质的密度不同于设计值或在较大范围内变化时，会引起差压计零位变化，必须进行零位修正。

2.      被测流体温度或密度在较大范围内变化会引起流量测量误差，此时应进行密度 

   修正。

    3  仪表运行过程中，如示值不稳，又无其它原因，可试用排气法消除此故障。

六  其它

    楔形流量计的差压——流量之间的关系是单独标定的，故一般是楔形流量传感器与差压变送器配套出厂。因出厂前差压变送器已根据楔形流量传感器的标定曲线或数据调校过，故用户在使用时，切勿随意拆装。若用户只订购楔形流量传感器，则可能会引起测量精度的降低。

七  成套供应范围及随机资料

1.      楔形流量计

包括楔形流量传感器、变送器（三阀组）、流量积算仪。

2.      随机资料

      楔形流量计安装使用说明书、产品合格证、装箱单。

八  定货须知

    定货时，用户须向厂方提供   楔形流量计产品订货咨询表中的信息，所提供的参数或信息要尽量准确，以便我们正确选型从而保证仪表正常使用。

1.      除认真填表外，还应指出介质的易燃性、易爆性、毒性及结晶性等。

2.      其它附加要求：如信号输出方式、是否温压补偿、是否防爆等。

3.      江苏润仪保留对本说明书进行修改的权利，内容如有变更，恕不另行通知。