在流量儀表中,孔板流量計和噴嘴流量計為主的節(jié)流式差壓流量計壓力損失大,是一個重要的缺點,開發(fā)低壓損節(jié)流件越來越受到人們的重視,因而楔式流量計的發(fā)展及應(yīng)用便引起了人們的濃厚興趣。自19世紀(jì)80年代中國引進(jìn)美國生產(chǎn)的楔形流量計,在化工企業(yè)的高黏度及臟污流體測量中使用效果令人滿意。截至目前,國內(nèi)已有許多廠專門從事楔形流量計的設(shè)計、制造、安裝等工作,從而也加速了楔形流量計的推廣及應(yīng)用范圍,但由于楔形孔板至今仍未標(biāo)準(zhǔn)化,這也成為其發(fā)展速度及應(yīng)用范圍的障礙。隨著國內(nèi)節(jié)能工作的發(fā)展,各行各業(yè)節(jié)能意識不斷增強,節(jié)能的楔形流量計在石化行業(yè)的應(yīng)用推廣應(yīng)該引起重視。
1、楔形流量計適用范圍
由于楔形孔板結(jié)構(gòu)*,可用于黏滯性液體的流量測量,黏度可高達(dá)500mPa•s,如燃油、渣油、重油等。其楔形塊的“導(dǎo)流”及流動線路無“死區(qū)”的特點,傳感器不沉積、不堵塞,使其適用于含懸浮顆粒的液固混合物,如漿狀流體、工業(yè)污水等的流量測量。楔形流量計雷諾數(shù)使用范圍廣,適用于極低的雷諾數(shù)(RcD=300),雷諾數(shù)上限可達(dá)106以上,可適用于氣體、蒸汽等流量測量。由此可見,楔形流量計除應(yīng)用于一般氣體、液體、蒸汽外,在高黏度、結(jié)晶混合液、臟污的液體及高含塵氣體的流量測量中具有孔板無法達(dá)到的*性能。
2、基本特點
a)易于通過較臟污的流體,污物不易沉積、附著,提高了測量的準(zhǔn)確性和使用維護(hù)周期,適合于冶金、石化、環(huán)保等行業(yè)多種介質(zhì)的測量。
b)改善了對孔板入口尖銳度的要求,使磨損減小,這樣極大地減少了維護(hù)工作量并延長了儀表檢定周期,提高了測量準(zhǔn)確性。
c)由于楔形塊本身具有“導(dǎo)流”作用,流通能力要比孔板大,一般來說,楔形流量計流出系數(shù)典型值為0.8,孔板為0.6,在相同的流量下,楔形流量計的差壓比孔板小,具有較小的“節(jié)流”作用,適合于高黏度介質(zhì)的測量,用途廣泛。
d)量程比寬,通常可以達(dá)到10∶1(或15∶1),測量精度較高,正負(fù)(0.5%~1%)FS。
e)壓損比孔板小,楔形孔板其夾角一般為60°~90°,如果其夾角為0°,即成為園缺孔板。夾角越小,產(chǎn)生的靜壓越大,但壓損也相應(yīng)增大。楔形孔板的結(jié)構(gòu)在園缺孔板、噴嘴之間,由于楔形孔板呈倒三角形,而三角形具有導(dǎo)流作用,流體流動時能使流線圓滑過渡,與孔板相比,楔形孔板產(chǎn)生的壓損較小。
f)自清洗特點。楔形孔板具有園缺孔板的優(yōu)點,當(dāng)流體中含有雜質(zhì)或固體物質(zhì)時,流動線路*,容易從楔形孔板下部流過,不會沉積在楔形孔板周圍,也就是說楔形孔板具有自清洗作用[5]。
g)適用于低雷諾數(shù)流量測量。標(biāo)準(zhǔn)孔板、文丘里管等不宜在低雷諾數(shù)下進(jìn)行測量,標(biāo)準(zhǔn)孔板的流量系數(shù)通常在雷諾數(shù)4000以上時趨于穩(wěn)定,在低雷諾數(shù)時,其流量系數(shù)會隨雷諾數(shù)的變化而變化;當(dāng)雷諾數(shù)小于1800時,流量與差壓之間會偏離基本的平方根關(guān)系,顯然會對測量的準(zhǔn)確度造成較大影響。而楔形孔板是V形節(jié)流元件,其流量系數(shù)線性好,具有噴嘴入口曲線流暢、無滯流區(qū)的特點,雷諾數(shù)對它影響小。當(dāng)雷諾數(shù)小至500時,楔形流量計的準(zhǔn)確度和流量系數(shù)的變化不大,雷諾數(shù)在400~10000之間進(jìn)行流量測量,其誤差小于3%。
h)安裝使用方便,與孔板相比,楔形流量計兩端用法蘭與工藝管道連接即可,安裝較方便,同時其日常維護(hù)量較小,運行成本相對較低,使用壽命較長。
i)尚未標(biāo)準(zhǔn)化。楔形流量計屬非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置,由于缺少相應(yīng)的數(shù)據(jù),至今尚未標(biāo)準(zhǔn)化,其設(shè)計、制造、計算等工作全部由各生產(chǎn)廠家自定,這也決定了其流出系數(shù)必須由實流標(biāo)準(zhǔn)確定。其實標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)儀表只是相對而言,今天的非標(biāo)準(zhǔn)可能明天就成為標(biāo)準(zhǔn),況且很多設(shè)計好的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置因現(xiàn)場條件所限就成非標(biāo)準(zhǔn)了,而且有些誤差還難以確定,這種情況在工廠的計量中屢見不鮮。