楔形流量計是一種新型的差壓式流量計,其設(shè)計突破了煉焦、煉油、化工等企業(yè)中的焦油、瀝青、殘渣油、石蠟油、易結(jié)晶萘油等各種高粘度液體介質(zhì)的流量測量難題,同時也在化工企業(yè)有腐蝕性并隨溫度變化而析出結(jié)晶的飽和或過飽和酸、堿、鹽溶液流量中測量獲得廣泛應(yīng)用。在我廠使用的康家莊煤氣流量測量上使用了該流量計。
1.原理
楔形流量計的工作原理是:當充滿管道的流體流經(jīng)楔形孔板時,在楔形孔板上游側(cè)和下游側(cè)測到流體的差壓,差壓變送器將差壓信號轉(zhuǎn)換成4~20mA電流信號輸出,此信號經(jīng)人工智能流量運算器處理后,得到流量值。其中,它的節(jié)流裝置(如圖1所示)是一塊Ⅴ形節(jié)流件(楔形孔板)。
流量計算公式為:
式中:qv 體積流量,m3/s;C流出系數(shù);? 可膨脹性系數(shù);m節(jié)流面積比,m=S1/(7D2/4);S1為弓形流通面積,m2;D為管道內(nèi)徑,m;△p為差壓,Pa;p被測介質(zhì)密度,kg/m3。
S1的計算:
式中:h弓形高度,mm;r管道半徑,mm;l 弓形弧長;x為弓形弦長,mm;a為弓形所圍的弧度。
2.組成
(1)基本組成
楔形流量計由楔形流量傳感器、三閥組板和差壓變送器以及人工智能流量運算單元構(gòu)成,如圖3。
(2)實用中組成
在我廠測量焦爐煤氣所使用的楔形流量計的組成如圖4所示。它由一體化楔形流量變換器、溫度測量、壓力測量和人工智能流量運算器四部分組成。其中溫度、壓力的測量是用于對流體的測量進行溫壓補償。
3.特點
(1)一體化
它集楔形流量傳感器、三閥組板和差壓變送器于一體,去掉了導(dǎo)壓管路、各種閥門和管件,大大提高了系統(tǒng)的測量精度與可靠性。
(2)智能型
通過智能型差壓變送器的按鍵或通訊方式設(shè)定。在線修改差壓變送器的量程,可大大拓寬系統(tǒng)的流量測量范圍度。
(3)長期運行精度高、穩(wěn)定性好
測量誤差:±0.5%F.S;長期穩(wěn)定性:±0.2%F.S/a
(4)傳感器結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、使用壽命長
楔形流量傳感器結(jié)構(gòu)簡單、可靠,無可移動部件與易損部件,使用壽命長達10年以上。
(5)適用范圍廣
測量介質(zhì):除應(yīng)用于一般氣體、液體、蒸汽外,特別適用于髙粘度、高腐蝕、易結(jié)晶、含懸浮物、長纖維的液體及高含塵氣體的流量測量。
測量管徑:10~1500mm
工作范圍:工作溫度上限560℃,工作壓力上限40MPa。
雷諾系數(shù)使用范圍廣:下限 Red=300,上限 Red=1×10的6次方以上,它可適用于極低雷諾數(shù)(Red=300)的液體流量測量。
(6)流量測量范圍度:1:25,zui高可達1:33,當改變差壓變送器差壓后,可達1:100以上。
(7)介質(zhì)粘度上限:500MPa?s。
(8)zui低流速:測量介質(zhì)zui低流速0.0lm/s。
4.評價
楔形流量計自安裝投用以來,穩(wěn)定性良好,測量數(shù)據(jù)在誤差范圍之內(nèi),避免了阿牛巴流量計易堵、超聲波流量計不耐腐蝕的缺陷,體現(xiàn)出它在測量焦爐煤氣上優(yōu)勢
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