塔形流量計的使用說明書/中偉測控

一、儀表概述：

塔形流量計，又名；V型錐流量計；V錐流量計；錐型流量計；錐形流量計；內(nèi)錐流量計；內(nèi)錐式流量計，一體化V錐流量計。V錐流量計(V-cone flowmeter)是20世紀(jì)80年代開始研發(fā)的一種差壓流量計，V錐體本身作為流場的整流器而成為一種具有*性能的優(yōu)異的新型流量計。由V錐傳感器和差壓變送器、智能流量積算儀組合而成的V錐流量計，可測量寬雷諾數(shù)(8×103≤Re≤5×107)范圍內(nèi)各種介質(zhì)的流量?，F(xiàn)在V錐流量計并未實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，然而卻是流量測量界研究的熱點。相信不久的將來隨著深入的研究，理論及實驗數(shù)據(jù)的完善，它將和標(biāo)準(zhǔn)孔板，標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、經(jīng)典文丘里流量計一樣成為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置中的一員。

二、測量原理：
塔形流量計的流量傳感器包括一個在測量管中同軸安裝的尖圓錐體和相應(yīng)的取壓口，該測量管是經(jīng)過精密加工的，在尖圓錐體的兩端產(chǎn)生差壓，該差壓的高壓（正壓）是在上游流體收縮前管壁口處測量的靜壓力，而低壓（負(fù)壓）則取自圓錐體朝向下流端面錐體中心軸線孔處壓力。
該圓錐體的*朝向來流，圓錐體與其尾面之間是一個尖銳的銳角，此交合面的邊緣使流體在進(jìn)入下游低壓區(qū)之前有一個平滑的過度區(qū)。
由于流體不是被迫收縮到管道中心軸線附近，并且不是一個阻擋物，令流體改變流動方向，而是利用這種結(jié)構(gòu)新穎的V錐式節(jié)流裝置實現(xiàn)了對流體的逐漸朝向管內(nèi)邊 壁的收縮，使V形錐流量計具有一系列*的優(yōu)點。其低壓側(cè)產(chǎn)生高頻低幅的小渦流，因而差壓變送器被測的差壓是低噪聲信號，可使差壓變送器測得很高的分辨 率，從而使V錐流量計獲得很寬的量程比和很好的重復(fù)性。
塔形流量計產(chǎn)生的差壓值的平方根與流量成正比關(guān)系：
Qv=（c.ε）/（1－β4 ）0.5.（π/4）.d2.0.5
其中：Qv：流體體積流量
C： 流出系數(shù)；
ε：流體可膨脹系數(shù)；
β：節(jié)流比；
d：節(jié)流件直徑；
ΔΡ：差壓值；
ρ1：流體工況密度。
三、產(chǎn)品的應(yīng)用、條件及維護(hù)：
1、介 質(zhì)：煤氣、天然氣（包括含濕度5%以下）、各種碳?xì)浠衔铮òê瑵竦腍C氣體）、各種稀有氣體（氫、氦、氬、氧、氮等）、濕的氯化物氣體、空氣（包括含水、含SiO2粒子以及含其他懸浮物的空氣）、煙道氣、飽和蒸汽（含汽、水兩相流）、過熱蒸汽、水等。
2、條 件：從深冷到超臨界狀態(tài)，zui高溫度達(dá)700℃，zui大壓力40Mpa。
3、計 算：每一個錐形流量計都根據(jù)流體的性質(zhì)、壓力和溫度用專門的軟件進(jìn)行計算。用戶可根據(jù)自己的應(yīng)用條件（所測介質(zhì)的組份、溫度、壓力、管徑、zui大流量、常用流量、zui小流量、準(zhǔn)許zui大壓力損失）選擇β值。
4、維 護(hù)：錐形流量計免維護(hù)，不需要定期維護(hù)和檢定。
四、性能特點：
1、準(zhǔn)確度可達(dá)到可以達(dá)到0．5％。
2、量程比典型值為15：l，至少可有10：1的量程比，遠(yuǎn)優(yōu)于孔板、噴嘴等傳統(tǒng)流量計。
3、重復(fù)性優(yōu)于±0．1％。
4、安裝時所要求直管段很短，上游要求0至3D，下游要求0至1D；不需要在V錐流量計的上游安裝流動調(diào)整器。大大的節(jié)約了固定工況下
的費用和安裝空間。
5.流量計結(jié)構(gòu)設(shè)計是流體掃過型結(jié)構(gòu)，不可能截留流體中任何夾帶的氣、液或固相污物，非常適用于對臟污流體的流量測量，如焦?fàn)t煤氣、濕氣體等。
6.特殊設(shè)計的內(nèi)錐體可以減弱被測壓力(差壓)場中脈動(振蕩)的幅值，從而減小差壓信號中的噪聲?？蓽y量更小流量，使量程比拓寬。
7、無可動部件，可靠性高，，不易產(chǎn)生卡死。
8、當(dāng)流體流經(jīng)具有特殊廓形的內(nèi)錐體時，會在其周邊形成邊界層并疏導(dǎo)流體離開錐體尾部的邊緣，從而減少它被磨損的可能性，從而保證其性能的穩(wěn)定。
9、壓損小，能量損失小，耐臟污。錐形流量計適用于低靜壓流體流量測量的使用場合，如煙道氣。
10、安裝方便，是進(jìn)行技術(shù)改造的理想流量計。
11、免維護(hù)或維護(hù)的工作量很小，具有流動調(diào)整和對流體的混合作用。
五、技術(shù)指標(biāo)：
1、公稱通經(jīng)：50mm≤DN≤1800 mm；
2、公稱壓力：PN≤40Mpa；
3、雷諾數(shù)范圍：8×103≤Red≤107；
4、精度等級：0.5級，1.0級；
5、重復(fù)性：≤0.1％；
6、前直管段：1～3D，后直管段：3～5D；
7、壓損小：僅為孔板的1/2～1/3；
8、錐體后緣產(chǎn)生旋渦小，負(fù)壓側(cè)輸出穩(wěn)定，波動小穩(wěn)定性好；
9、量程比寬：流量范圍可達(dá)： 1：15。
法蘭型：
1、連接方式：法蘭（平焊和對焊）；
2、口徑：DN15～DN2000；
3、取壓方式：承插焊,法蘭,螺紋；
4、壓力：0～40MPa；
5、溫度：-40～850℃；
6、材質(zhì)：304不銹鋼、316L不銹鋼、20#碳鋼（詳見選型表）；
7、應(yīng)用：液體,氣體,蒸汽；
8、適用介質(zhì)：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)中流量測量，幾乎適用于所有氣體、液體介質(zhì)。
直接焊接型 ：
1、連接方式：直接焊接到工藝管線；
2、口徑：DN15～DN2000；
3、取壓方式：承插焊,法蘭,螺紋；
4、壓力：0～40MPa；
5、溫度：-40～850℃；
6、材質(zhì)：304不銹鋼、316L不銹鋼、20#碳鋼；

7、應(yīng)用：輸油管,輸氣管,蒸汽管網(wǎng),高壓工藝管線。

六、V錐流量傳感器的技術(shù)優(yōu)勢及缺陷：
由于V錐體的*廓形以及它在管道中心軸線的位置使V錐節(jié)流裝置具有漸縮漸擴(kuò)的邊壁收縮、低的信號背景噪聲、zui小的磨損(自保護(hù))、流動調(diào)整(自整流)、自清掃、自混合等*功能和有效地與流體速度分布的高速中心區(qū)相互作用，使它能以一種*的方式測量流體的流量，其綜合效果是使它具有優(yōu)良的技術(shù)特性。
由于V錐流量計的結(jié)構(gòu)特點，它本身也存在難以避免的缺陷：
1、要求V錐流量計具有優(yōu)于0．5％的度時，對每一臺流量計都要求在盡可能接近使用條件的校準(zhǔn)裝置上對它進(jìn)行實流校準(zhǔn)，即標(biāo)定它的流出系數(shù)C。
2、V錐流量計尚未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的程度。
3、由于結(jié)構(gòu)原因，無法用一臺V錐流量計適應(yīng)雙向流的流量測量要求。
4、對于低雷諾數(shù)(Re<8000)的情況，無法保證線性度和重復(fù)性的要求。
5、因為需要前端引壓，體積龐大，初裝費較高，限制了V錐流量計的市場應(yīng)用前景。
七、塔形傳感器和差壓變送器組成的塔形流量計：
依照用戶要求不同，利用V錐傳感器和差壓變送器組成流量檢測儀表供貨分為二類：
1、塔形傳感器只提供差壓信號的檢測部分（V錐體及測量管道），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、由塔形傳感器和差壓變送器組成。有分體型安裝和一體型安裝兩種結(jié)構(gòu)。
分體型安裝由獨立的V錐傳感器和差壓變送器組成。V錐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)。
3、一體型安裝是產(chǎn)品出廠時己將差壓變送器、三閥組與V錐傳感器連接成一體，用戶購買一體型V錐流量計后，使用時不需再連接引壓管。若需配接相應(yīng)的流量積算器、壓力變送器和溫度變送器可以配套供應(yīng)。

八、塔形流量傳感器的功能分析：
1、節(jié)流功能一形成流體*的逐漸的局部收縮，壓損較小。
塔形流量計的錐形節(jié)流元件一一錐體，使流體軸對稱地朝向管內(nèi)壁，逐漸收縮，即形成逐漸的環(huán)狀收縮．在流通面積收縮的同時流體也被逐漸加速。由于尖圓錐體在管道中心軸線上。使它能更有效地作用于速度分布的高速中心區(qū)，而沿錐體外廓與管內(nèi)壁之間的環(huán)隙是無阻擋的。因此它的節(jié)流作用要比孔板小些，流通能力要比孔板大些。
流出系數(shù)C的典型值：錐形流量計為O．80，孔板為O．60。
由于實現(xiàn)了逐漸收縮、逐漸擴(kuò)散的邊壁節(jié)流方式，在相同的流量下，錐形流量計的差壓值約為孔板差壓值的二分之一．由于差壓小，*壓力損失自然小。在合理設(shè)計時，錐形流量計的*壓損約為孔板流量計*壓損的四分之一(或更小)，所以能耗小。
如按照己知的各種節(jié)流式差壓流量計的壓損公式進(jìn)行核算。發(fā)現(xiàn)v錐形流量計的壓損比孔板的壓損低，比噴嘴的壓損略高。在相同的流量下，錐形流量計的*壓損值小于孔板*壓損值的二分之一。另外，還應(yīng)該從背景噪聲方面來理解錐形流量計的壓損較?。涸阱F體的下游會形成一個高速，高紊流和含有小旋渦的低壓區(qū)。這些小旋渦在取壓孔處會形成高頻低幅的壓力脈動信號，此低幅的壓力脈動信號會形成差壓輸出信號中的低噪聲的背景噪聲。由于差壓輸出信號中的背景噪聲很小，較低的差壓值也能有效地被檢測出來。而孔板流量計取壓孔處形成低頻高幅的壓力信號，不容易測量。所以，相對于孔板流量計來說，在設(shè)計v錐形流量計時，設(shè)計者可以選用較低的差壓上限值。由于差壓值小，*壓損值自然小。所以與孔板相比，耗能費會小得多。
2、錐體具有自動整流功能
塔形尖圓錐體對流體的速度分布有自動調(diào)整作用。在一個無阻流件的管道中，速度分布呈中凸形狀。上游的管件會影響速度分布并使速度分布發(fā)生畸變．V形錐體的廓形使流體的流動分散，從而使速度分布更平坦．孔板屬中心收縮型、突然收縮，突然擴(kuò)散式節(jié)流件，它只能進(jìn)一步加強(qiáng)速度分布的中凸形狀。而錐體屬邊壁收縮型，漸縮漸擴(kuò)式節(jié)流件，它能減弱速度分布的中凸形狀。實質(zhì)上，V形尖圓錐體的作用如同它自身是一個流動調(diào)整器。它的相當(dāng)強(qiáng)的流動調(diào)整功能已為lO多年來大量實驗測試所證實，更為的按美石油學(xué)會、石油測量標(biāo)準(zhǔn)手冊(API MPMS 5.7)要求所進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)化公開測試所證實。
3、自保護(hù)功能
錐體的廓形確保沒有流體直接突然沖擊它的下游邊緣。流體是沿著錐形節(jié)流元件的外形輪廓逐漸向管道內(nèi)壁收縮。流體流動的邊界層自動保護(hù)了決定等效直徑比B值的關(guān)鍵尺寸dv，使磨損減小，這樣可確保流量計的可靠性、可減少維護(hù)工作量并延長其檢定周期?？装辶髁坑嬛械牧黧w是直接沖擊孔板，因而孔板的尺寸精度不容易保持穩(wěn)定．
4、降噪功能
錐體的*廓形具有抑制差壓信號中噪聲的功能。錐體的*結(jié)構(gòu)(在v形尖圓錐體與其下游尾隨的錐面之間是一個小銳角)使得流體在進(jìn)入下游的低壓區(qū)前有一個平滑的過渡區(qū)。在錐體的下游會形成一個高速，高紊流和含有小旋渦的低壓區(qū)。這些小旋渦在取壓孔處會形成高頻低幅的壓力脈動信號，此低幅的壓力脈動信號會形成差壓輸出信號中的低噪聲的背景噪聲，。而其它節(jié)流式差壓流量計(如孔板)，在節(jié)流件的上，下游都有相當(dāng)大的旋渦，因此這些大旋渦在其取壓孔處會形成低頻高幅的壓力脈動信號，此高幅的壓力脈動信號會形成差壓輸出信號中的高噪聲的背景噪聲。由亍錐體具有降噪功能，其差壓輸出信號中的背景噪聲很小，所以錐形流量計可以測出小差壓，可有效地測量小流量，從而使量程比拓寬。由于差壓輸出信號中的背景噪聲很小，所以設(shè)計錐形流量計時，容許選用低的差壓上限值。由于差壓小，壓損自然小，所以能耗小。
5、自清掃功能
流體流動路徑中*。只要連續(xù)使用它，在其內(nèi)部不可能有積液／氣／固體顆粒物。流體中所夾帶的液滴、氣泡和固體顆粒物都會統(tǒng)統(tǒng)地被自動清掃到管道下游．而孔板流量計在孔板前端就容易產(chǎn)生死角和沉積．
6、自混合功能
錐體具有混合器的功能。當(dāng)非均相的流體流經(jīng)錐體時，非均相流體會自行混合而變成均相流體，并由錐形流量計進(jìn)行有效的流量測量。而孔板通過變化流通面積，僅僅是把流體加速，沒有混合作用．由于錐體的*廓形以及它在管道中心軸線的位置使v形內(nèi)錐節(jié)流裝置具有漸縮漸擴(kuò)的邊壁收縮、低的信號背景噪聲、zui小的磨損(自保護(hù))、流動調(diào)整(自整流)、自清掃、自混合等*功能和有效地與流體速度分布的高速中心區(qū)相互作用．這使它能以一種*的方式測量流體的流量，具有優(yōu)良的技術(shù)特性。
九、安裝場所：
即使在比較惡劣的條件下也能正常工作，但為了長期安全穩(wěn)定的使用，在安裝時請注意一下幾點：
1、安裝場所沖擊與震動
V錐流量計出廠設(shè)計上是可以承受一定的沖擊與震動。但也應(yīng)當(dāng)盡量安裝在無震動或震動小的地方。
2、安裝場所環(huán)境溫度條件
請盡量避免將流量計安裝在環(huán)境溫度變化大的場所，如果安裝位置直接受到熱輻射或暴露在日嗮雨淋中，應(yīng)采取防水、隔熱輻射和通風(fēng)措施。
3、安裝場所環(huán)境空氣條件
V錐流量計應(yīng)盡量避免在腐蝕性環(huán)境中，如果使用在腐蝕環(huán)境中，應(yīng)有良好的通風(fēng)并注意避免腐蝕性氣體或液體浸入儀表中。
十、安裝要求：
導(dǎo)壓管用于傳輸過程壓力給變送器，如果導(dǎo)壓管內(nèi)的液體中含有氣體或管內(nèi)的氣體中有殘留物，就不能正確的進(jìn)行壓力傳遞，測量就會產(chǎn)生誤差，因此，配裝導(dǎo)壓管時應(yīng)注意一下幾點：
導(dǎo)壓管上引壓閥的安裝角度：
過程流體是氣體及蒸汽時，引壓閥的安裝位置應(yīng)在工藝配管上方，過程流體是液體時引壓閥的安裝位置應(yīng)在工藝配管下方。
1、過程流體是氣體，變送器位置應(yīng)高于引壓閥，過程流體時液體及蒸汽時，變送器位置應(yīng)低于引壓閥。
2、高低壓側(cè)的導(dǎo)壓管不能產(chǎn)生溫差。
3、測量蒸汽時應(yīng)用冷凝器。

十一、使用注意事項：
1、開箱檢查及型號規(guī)格的確認(rèn)：
出場時是經(jīng)過充分檢查后才投放市場，用戶在收到貨后請及時進(jìn)行型號及規(guī)格的確認(rèn)，并檢查外觀是否有損傷，型號及規(guī)格刻印在流量計外側(cè)的銘牌上，同時應(yīng)確認(rèn)收到貨物與包裝箱內(nèi)裝箱單上所列的零部件是否齊全。
2、運輸及保管：
為了防止運輸及搬運途中損傷儀表，在工作現(xiàn)場安裝之前，請保持本產(chǎn)品出場時的包裝狀態(tài)。
在需要長時間儲存時，請注意一下幾點：
a、存放在不受沖擊及震動的地方。
b、避免受到風(fēng)吹雨淋，存放環(huán)境放在常溫常濕（25℃ 65％RH左右）
c、盡量保持在本產(chǎn)品出廠時的包裝狀態(tài)下進(jìn)行存放。
d、使用過的產(chǎn)品保存時，請務(wù)必將儀表內(nèi)的殘留物清洗干凈。