愛華網(wǎng)???? V—CONE流量計是一種新型的差壓流量計，引入我國后被稱為錐形流量計。由于V—CONE流量計的獨特設(shè)計，擴大了流量測量范圍，提高了測量精度，并避免了傳統(tǒng)差壓型流量儀表的一些局限性，因此在工業(yè)流量測量中得到了廣泛應(yīng)用。在此對錐形流量計的原理以及在重油催化裝置的成功應(yīng)用作一介紹。 1.錐形流量計的工作原理 錐形流量計也是一種差壓型的流量計。差壓型的流量計是基于密封管道中的能量轉(zhuǎn)換原理，也就是說對于穩(wěn)定流體，管道壓力與管道中的介質(zhì)流速的平方根成反比：速度增加，壓力會下降。當(dāng)介質(zhì)接近錐體時，其壓力為P1,在介質(zhì)通過錐體的節(jié)流區(qū)時，速度會增加，壓力會降為P2，如圖1所示，P1和P2都通過錐形流量計的取壓口引到差壓變送器上，流速發(fā)生變化時，錐形流量計的兩個取壓口之間的差壓值會增大或減小。當(dāng)流速相同時，若節(jié)流面積大，則產(chǎn)生的差壓值也大。 對于液體該流量計的計算公式如下： 2、錐形流量計的結(jié)構(gòu)特點 重塑流速曲線是錐形流量計的最大特點。錐形流量計在進行流量計算時所采用的計算公式同其他差壓型的流量計相同，但節(jié)流元件的結(jié)構(gòu)同其他儀表完全不同，可以參考圖1。它是通過懸掛在管線中心的錐體來實現(xiàn)的。錐體可迫使管道中心的介質(zhì)繞著錐體流動，從而改變了管道中心的流速曲線。 錐體的外形是通過多年的連續(xù)試驗、評估和改進后得出的，是此類流量計的最佳外形。能在不同的工況中使用。我們可以借助管道流速曲線來理解錐形流量計的性能。如果介質(zhì)通過一個很長的管道，而且在管道中沒有受到任何阻礙和干擾，那它的流速分布是很均勻的。靠近管壁的流速幾乎為零，而管道中心的流速將達到最大值。如圖2。但我們將錐體懸掛在管道中心時，錐體將直接同流體的高速區(qū)接觸，迫使高速區(qū)的流體同接近管壁低速區(qū)的流體相混合從而使流速均勻化，這樣測出的流體流速更加準(zhǔn)確，而其他中心開孔的差壓流量計就沒有這種作用。所以即使流速降低，錐形流量計仍然能使流體與管道中心的最高流速連續(xù)相互作用而產(chǎn)生正確的差壓。 所有得差壓儀表都是基于理想的流體狀態(tài)，然而在實際工況中，流速的分布很難均勻，很多情況都會造成流體分布不均勻。管道上的任何變化都可能對流體造成影響：如彎頭、閥門、縮徑、擴徑、泵、三通等等都會對流場造成破壞。因而一般流量計要在擾動的流場中工作需要加裝擾流器，而錐形流量計就不需要，它利用錐體的形狀和位置對流速分布曲線進行塑造，經(jīng)過錐體“整流”后的流體分布均勻且平坦和對稱，可保證儀表在惡劣的條件下獲得較高的測量精度。 由于錐形流量計獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，和其他流量計相比在以一下幾方面具有很大的優(yōu)勢。 精度高 錐形流量計的精度為測量值的0.5%。 重復(fù)性好 錐形流量計的重復(fù)性好，優(yōu)于0.1%。 量程比 錐形流量計的量程比為10：1 安裝要求低 由于錐形流量計可以改變流體流速曲線，因此該流量計對上下游直管段的要求小。一般情況下上游直管段：0-3D；下游直管段：0-1 D 長期穩(wěn)定性好 錐體的外形設(shè)計保證流體在流經(jīng)錐體時是一種漸變的過程，無突變，流體經(jīng)過錐體后到達錐體邊緣，因此錐體邊緣不會經(jīng)常性地受到不潔流體的磨損，β只可保持不變，儀表可長期使用而無需重新標(biāo)定。 信號穩(wěn)定 所有的差壓型儀表都會有“信號波動”，也就是說即使流體非常穩(wěn)定，通過一次節(jié)流元件產(chǎn)生的信號也會有信號波動。對孔板而言，在節(jié)流件后形成的漩渦較長，這些長的漩渦會產(chǎn)生高幅、低頻波動信號，這些信號會對差壓表的讀數(shù)造成干擾。而錐形流量計會在下游形成小旋渦，這些小旋渦會產(chǎn)生低幅、高頻波動信號，因此錐形流量計上疊加的是一個高頻信號，錐形流量計產(chǎn)生的信號同孔板產(chǎn)生的信號對照見圖4 低壓損寬量程 由于液體變化平穩(wěn)，沒有形成突變表面，因此錐形流量計的永久壓力損失比孔板低，另外由于錐形流量計信號穩(wěn)定，可以產(chǎn)生較低的穩(wěn)定差壓信號，這樣錐形流量計的量程下限遠比一般差壓流量計的低，因此量程得以向下擴展，通常量程比為10：1，雷諾數(shù)低至8000仍可以保持信號的線性。如采用曲線修正，在更低的雷諾數(shù)條件下仍可測量并保證較好的重復(fù)性。 β值范圍寬 錐形流量計獨特的幾何形狀允許有廣泛的β值范圍。標(biāo)準(zhǔn)的β值為0.450,0.550,0.650,0.750和0.850，并可特定β值以保證用戶特定的差壓輸出。 無滯留死區(qū) 錐體的這種“吹掃式”設(shè)計不存在死區(qū)，因此避免了流體中的殘渣、凝結(jié)物或顆粒的滯留。 多種結(jié)構(gòu)模式 錐形流量計主要有三種結(jié)構(gòu)形式：管道式、對加式和插入式，適用的管道尺寸分別為：管道式從到，對加式從到，插入式從到或更大。
3、錐形流量計在重油催化裝置的應(yīng)用 前郭石化分公司重油催化裝置在04年年加工能力由80萬噸改造為120萬噸的過程中，應(yīng)用了40臺錐形流量計，具體的應(yīng)用情況件表1。 所有的流量計均為管道式，其中原料油和油漿系統(tǒng)用的錐形流量計的高、低取壓口形式為法蘭式，配合雙法蘭變送器使用，取消了原流量計的伴熱，解決了東北地區(qū)冬季重油類儀表引壓系統(tǒng)需要蒸汽伴熱的問題。其余的流量計高、低取壓口形式為焊接式。 所有的流量計配套的變送器都是ABB公司的智能變送器。經(jīng)過一段時間的運行表明錐形流量計不僅在工況平穩(wěn)的情況下波動幅度小，信號穩(wěn)定。而且在裝置開停工時，對于小信號的測量也很穩(wěn)定。 表現(xiàn)最明顯的就是一段提升管的四路進料(FT-102/1-4)和原料油的總進料（FT-201）改造以前用孔板測量，F(xiàn)T-201的流量與四路進料(FT-102/1-4)的流量和的誤差比較大。雖然我們做過很多努力，也沒有解決這個問題。有時四路進料(FT-102/1-4)的流量和比總進料（FT-201）多10%，通過更換為錐形流量計以后，基本上解決了該問題，四路進料(FT-102/1-4)的流量和與總進料量（FT-201）的誤差基本上保持在1.2%以下，滿足了工藝的要求。 綜上所述，錐形流量計在重油催化裝置的成功應(yīng)用，不僅僅表現(xiàn)出了精度高、重復(fù)性好、信號穩(wěn)定等優(yōu)勢，在環(huán)繞提升管布置的四路進料和四路蒸汽流量計的安裝過程中，通過對流量計的密集布置，解決了直管段不夠、場地狹小的問題，不需要另建安裝平臺，取得了良好的經(jīng)濟效益。 參考文獻 【1】蔣勤勤主編.控制儀表及裝置 【2】石油化工設(shè)備維護檢定規(guī)程.第七冊 【3】張文娜，熊飛麗編著.計量技術(shù)基礎(chǔ).國防工業(yè)出版社
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