球閥插入式V錐流量計(jì)在大管徑介質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用（在線(xiàn)安裝）

---山東立軒測(cè)控設(shè)備有限公司

[概述]

流量?jī)x表是能源計(jì)量器具的重要組成部分，流量?jī)x表的合理選型、科學(xué)管理和新技術(shù)應(yīng)用是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了有效貫徹實(shí)施Guo家及行業(yè)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，盡快提高我國(guó)的能源計(jì)量技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗與減排，研制推廣流量測(cè)量新技術(shù)成為我們計(jì)量行業(yè)的重要職責(zé)。國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)大型化發(fā)展成為趨勢(shì)，工程中流量管道口徑大于300毫米的管道已十分普遍，其流量檢測(cè)（特別對(duì)空氣、煤氣、供水、蒸汽等）已顯重要。通常滿(mǎn)管式計(jì)量?jī)x表的口徑都不超過(guò)DN300，大多種類(lèi)的儀表，一旦口徑尺寸再繼續(xù)增加，其外形就變得特別龐大，相應(yīng)重量成倍增加，加大了運(yùn)輸難度，甚至導(dǎo)致無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)安裝。傳統(tǒng)節(jié)流裝置例如孔板，大口徑孔板外形較大，運(yùn)輸困難，壓損大，運(yùn)行費(fèi)用高，節(jié)流裝置技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB2624(ISO5167)中規(guī)定的前后直管段很長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)根本沒(méi)有辦法滿(mǎn)足使用要求，另外在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置沒(méi)有規(guī)定管徑超過(guò)1000mm的數(shù)據(jù)。

一、大口徑管道介質(zhì)測(cè)量現(xiàn)狀

大管徑介質(zhì)的流量計(jì)量問(wèn)題是目前各企業(yè)尤其是冶金、焦化、電廠(chǎng)、城市供熱等的難點(diǎn)和焦點(diǎn)問(wèn)題。上述行業(yè)中相關(guān)企業(yè)遇到的大管徑介質(zhì)如煤氣、壓縮空氣、蒸汽等介質(zhì)在計(jì)量上存在比較多的問(wèn)題，如能源損耗、現(xiàn)場(chǎng)安裝、現(xiàn)場(chǎng)堵塞等諸多問(wèn)題。流量計(jì)的可靠性和準(zhǔn)確性直接影響到計(jì)量的準(zhǔn)確性，對(duì)企業(yè)的節(jié)能降耗、成本核算起至關(guān)重要的作用。近年來(lái)，插入式流量?jī)x表以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)輸安裝方便、體積小、重量輕、壓損低、運(yùn)行費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到重視。山東立軒測(cè)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的球閥插入式V錐流量計(jì)是解決上述問(wèn)題的理想方法，該類(lèi)型的流量計(jì)已獲得Guo家發(fā)明專(zhuān)利（ZL2006 1 0044765.0）及多項(xiàng)實(shí)用專(zhuān)利，具有管道壓損極小、可在線(xiàn)安裝、不堵塞等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

二、工作原理

從原理上講，大多插入式流量計(jì)都是需要測(cè)得管道中的平均流速，然后根據(jù)管道截面積得到管道的瞬時(shí)流量。由于實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)工藝條件、測(cè)量原理的限制目前計(jì)量精度都不是很高，但是也基本可以滿(mǎn)足工藝參數(shù)監(jiān)視的要求。那么計(jì)量?jī)x表的長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性就成為衡量此計(jì)量?jī)x表性能的重要指標(biāo)之一。拿高爐煤氣來(lái)說(shuō)，煤氣中含有粉塵、奈、水份等固體和液態(tài)物質(zhì)，導(dǎo)致差壓類(lèi)流量?jī)x表的測(cè)壓管路易于堵塞。

V錐流量計(jì)，內(nèi)錐流量計(jì)（V-coneflowmeter）是美國(guó)MCCROMETER公司于上世紀(jì)八十年研制推向市場(chǎng)的。二十年來(lái)，在國(guó)外主要用于測(cè)濕氣體、氣固、氣液二相臟污流體的流量，取得了較好的效果。內(nèi)錐流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)不僅是由于有整流作用，適用于現(xiàn)場(chǎng)直管段長(zhǎng)度不足的地方；還在于它的環(huán)形通，使污手無(wú)法滯留而適用于測(cè)臟污流體。如高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣，性能優(yōu)于偏心孔板流量計(jì)。運(yùn)用V錐流量計(jì)較耐臟污的特點(diǎn)，威海會(huì)盟公司研制了插入式V錐，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，效果良好。

插入式V錐原理：因?yàn)椴迦胧絍錐也是節(jié)流式原理的，所以其流量與差壓的關(guān)系也是開(kāi)方的關(guān)系?？偫碚摴剑?

三、球閥插入式V錐節(jié)能情況說(shuō)明

插入式V錐流量計(jì)有著常規(guī)插入式流量計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、安裝方便（可在線(xiàn)拆裝）、運(yùn)行費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn)。下面舉例說(shuō)明節(jié)能省耗情況：

某常用組分焦?fàn)t煤氣，（0℃，101.325kPa）下干煤氣密度0.46kg/m³；工作狀態(tài)下相對(duì)濕度100％；動(dòng)力粘度0.0127mPa；等熵指數(shù)1.36；工作溫度25℃；工作表壓力60kPa；使用地點(diǎn)平均大氣壓100.06kPa；20℃下管道內(nèi)徑508mm；流量范圍（0℃，101.325kPa）：樶大流量20000m³/h，常用流量16000m³/h，樶小流量8000m³/h；節(jié)流件材料1Cr18Ni9Ti；管道材料20＃，新軋制無(wú)縫鋼管。

選用某孔板結(jié)果：流出系數(shù)0.6058，膨脹系數(shù)0.99473，節(jié)流孔徑（20℃）279.4mm，樶大流量對(duì)應(yīng)差壓值2992Pa,此使用狀態(tài)下樶大壓力損失為2030Pa；

選用插入式V錐的話(huà)，壓力損失低于15Pa（對(duì)于總壓力來(lái)說(shuō)可以忽略）,

能耗計(jì)算公式：

按每度電費(fèi)0.8元估算年可節(jié)省電費(fèi)約9.9萬(wàn)元。本示例是按照樶低運(yùn)行情況舉例，而很多大口徑的運(yùn)行負(fù)荷都遠(yuǎn)大于此例情況，很多儀表年可以節(jié)省數(shù)萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)電費(fèi)，節(jié)耗效益顯著。

四、球閥插入式V錐的檢定

山東立軒公司生產(chǎn)的球閥插入式V錐流量計(jì)在大口徑水介質(zhì)檢定裝置和空氣檢定裝置上進(jìn)行多個(gè)口徑的檢定，在1：5的流量范圍里，標(biāo)定誤差可以達(dá)到0.5％,當(dāng)然在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，由于安裝情況和管道形狀、尺寸精度及介質(zhì)屬性等條件的不可知性，會(huì)造成誤差加大，但可以控制在1%以?xún)?nèi)，這對(duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)大管道介質(zhì)尤其是臟污介質(zhì)的測(cè)量已完全可以滿(mǎn)足要求。

插入V錐流量計(jì)的周期檢定：目前國(guó)內(nèi)大口徑檢定設(shè)備匱乏，插入式V錐流量計(jì)的檢定可以只標(biāo)定測(cè)頭，這樣雖然有誤差，但是也解決了用戶(hù)的周期檢定問(wèn)題。

五、插入式V錐現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

某大型鋼鐵集團(tuán)焦化廠(chǎng)選用山東立軒測(cè)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的LX-VZ7型球閥插入式V錐流量計(jì)主要應(yīng)用在高爐煤氣的測(cè)量（現(xiàn)場(chǎng)圖一），自2006年安裝投運(yùn)以來(lái)，一直沒(méi)有發(fā)生堵塞現(xiàn)象，中間曾組織人員將流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)拆出，發(fā)現(xiàn)測(cè)量裝置已黏結(jié)上很臟的黑色物質(zhì)，即便在這樣的情況下，流量計(jì)還可以正常運(yùn)行，說(shuō)明該流量計(jì)確實(shí)是不怕堵。該流量計(jì)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用發(fā)現(xiàn)具有如下特點(diǎn)：

1、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，該流量計(jì)采用結(jié)構(gòu)，重量較輕，運(yùn)輸、搬運(yùn)方便。

2、 可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)不停流安裝、檢修，這一點(diǎn)對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)非常關(guān)鍵，可以大幅度的減少停機(jī)時(shí)間，避免因停機(jī)造成的經(jīng)濟(jì)損失。安裝過(guò)程簡(jiǎn)單易操作，可以節(jié)省大量的安裝費(fèi)用。

3、 應(yīng)用V錐檢測(cè)原理生產(chǎn)制造，具有自整流功能，取壓方式為流體流動(dòng)取壓，從而解決了其它差壓流量計(jì)易堵的問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)量幾乎沒(méi)有，給現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)帶來(lái)了方便，可節(jié)省大量的維護(hù)時(shí)間和費(fèi)用。

4、 流量計(jì)測(cè)量精度較高，長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性很好。

5、 該流量計(jì)采用插入式結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)使用幾乎不會(huì)造成壓力損失，節(jié)能效果明顯。

附：流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)效果圖

結(jié)束語(yǔ)：

LX-VZ7型球閥插入式V錐流量計(jì)特點(diǎn)突出，性能優(yōu)良，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用，確認(rèn)其具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性好、可靠性高、耐臟污、不堵塞、壓力損失極小、節(jié)能效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，在Guo家大力提倡節(jié)能降耗的背景下，具有很好的推廣前景。