摘要：介(jie)紹了楔形(xing)流量計 的(de)原理及應(ying)用範圍，探(tan)讨了楔形(xing)流量計對(dui)介質雷諾(nuo)數下⭐限的(de)要求；介紹(shao)了楔形流(liu)量計差壓(ya)值的确定(ding)方法；以實(shi)際案例爲(wei)例⭐，采用PresoFloWCal軟(ruan)件對楔形(xing)流量計差(cha)壓值及壓(ya)損📐進行計(ji)算。結合工(gong)程經驗，對(dui)與楔形流(liu)量計配套(tao)使用的 差(cha)壓變送器(qi) 進行選型(xing)，根據不同(tong)的工況，給(gei)出建議的(de)安裝方式(shi)。
　　在石化裝(zhuang)置中，存在(zai)一些易結(jie)晶、黏稠、髒(zang)污、磨蝕、低(di)🐕雷諾數、含(han)有懸浮物(wu)、高溫等工(gong)況的介質(zhi)，如原油、泥(ni)漿、煤焦油(you)、廢水、瀝青(qing)🏃‍♀️、氯氣等，常(chang)用的流量(liang)計如 孔闆(pan)流量計 、 渦(wo)街流量計(ji) 、 電磁流量(liang)計 等無法(fa)克服堵塞(sai)、低雷諾數(shu)、磨損、腐蝕(shi)等問題，故(gu)給設計選(xuan)型帶來一(yi)些困擾。楔(xie)形流量計(ji)能夠有效(xiao)克服上述(shu)惡劣工🔞況(kuang)，提供高性(xing)能的流量(liang)解決方案(an)，取得了滿(man)意的測量(liang)效果🧡。
1原理(li)及應用範(fan)圍
　　楔形流(liu)量計結構(gou)如圖1所示(shi)。當流體流(liu)經Ｖ形節流(liu)塊📞時，流通(tong)面積減小(xiao)，流速增大(da)，靜壓減小(xiao)，從而産生(sheng)靜壓差，而(er)壓差的平(ping)方根與流(liu)量成正比(bi)，測得差壓(ya)即可測得(de)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼管道中的(de)流量［1］。楔形(xing)流☎️量計采(cai)用“Ｖ”型體節(jie)流件，當流(liu)體中含有(you)雜質或者(zhe)固體時，容(rong)易從楔形(xing)下部流過(guo)，不會産生(sheng)滞留，從而(er)防止堵塞(sai)現象［2］。
　　楔形(xing)流量計通(tong)常口徑範(fan)圍爲DN15～DN600，特殊(shu)口徑可至(zhi)DN1200，壓力等級(ji)高至PN420，測量(liang)精度爲±0.5％FS，可(ke)測量黏度(du)高至3Pa·s的介(jie)質。

　　楔形流(liu)量計對介(jie)質雷諾數(shu)下限的要(yao)求，HG/T20507—2014《自動化(hua)儀♌表選型(xing)📱設計規範(fan)》6.2.4條規定：“含(han)懸浮物的(de)高黏度易(yi)結晶液⭐體(ti)的流量、要(yao)求🛀永久的(de)壓力損失(shi)小、雷諾數(shu)小于500時，宜(yi)選用楔🏃形(xing)流量📐計”［3］；已(yi)作廢的HG/T20507—2000《自(zi)動化儀表(biao)選型設計(ji)規定》3.2.1條規(gui)定：“含懸浮(fu)物的高黏(nian)度液體、蒸(zheng)汽、氣體的(de)流量測量(liang)、雷諾數💰大(da)于500時可選(xuan)♻️用楔形流(liu)量計”；SH/T3005—2016《石油(you)化工自㊙️動(dong)化儀表選(xuan)型設計規(gui)範》中規定(ding)：“當測量高(gao)黏度、低雷(lei)諾數（最低(di)至500）的流體(ti)時，可選用(yong)楔形流量(liang)計”；已作廢(fei)的SH/T3005—1999《石油化(hua)工自動化(hua)儀表選型(xing)設計規範(fan)》中規定：“測(ce)量高黏度(du)、低雷諾數(shu)（低至100）的流(liu)體，如原油(you)、油漿、渣油(you)、瀝青等，可(ke)選用楔式(shi)流量計”。
　　楔(xie)形流量計(ji)對介質最(zui)低雷諾數(shu)的說法不(bu)一緻，其中(zhong)HG/T20507—2014與SH/T3005—2015對🙇‍♀️雷諾(nuo)數的要求(qiu)相悖。如ABB的(de)FPD470系列、BaDgerMeter的Preso楔(xie)形流量計(ji)要求雷諾(nuo)數下限值(zhi)爲500，大韓DHWM系(xi)列、捷達WM系(xi)列楔形流(liu)量計要求(qiu)雷🐇諾數下(xia)限值爲300，當(dang)雷諾❗數再(zai)低時流量(liang)系數發生(sheng)變化，流🚩體(ti)流量和差(cha)壓不再遵(zun)循平方根(gen)的關系，會(hui)影響測量(liang)準✉️确度。綜(zong)合上🧡述産(chan)品信息，楔(xie)形流量計(ji)🌈雷諾數下(xia)限取500。
2差壓(ya)值的計算(suan)
楔形流量(liang)計差壓值(zhi)與流量的(de)關系如下(xia)式所示：

　　式(shi)中：ΔP———差壓值(zhi)，Kpa；qv———介質工況(kuang)下體積流(liu)量，M3/H；C———流量常(chang)數。
1）對于測(ce)量液體介(jie)質，流量常(chang)數C見下式(shi)所示：

　　式中(zhong)：N———單位轉換(huan)系數，N＝0.1264；KP———流量(liang)系數；D———楔形(xing)流量計内(nei)徑，mm；Fa———材料熱(re)膨脹系❌數(shu)，mm2/mm2；ρ———介質密度(du)，kg/M3。
　　楔形流量(liang)計的流量(liang)系數KP和流(liu)量計的口(kou)徑及楔塊(kuai)比（H/D）有關，計(ji)算時可參(can)考表1中Preso楔(xie)形流量計(ji)數據。

　　在實(shi)際使用過(guo)程中，因楔(xie)形流量計(ji)爲非标儀(yi)表，出廠💃時(shi)每台儀表(biao)需經過實(shi)際流體标(biao)定，從而得(de)出實際的(de)流量系數(shu)，對原有計(ji)算時的差(cha)壓值進行(hang)調整［4］。
2）對于(yu)測量氣體(ti)介質，流量(liang)常數C見下(xia)式所示：

式(shi)中：Ｙ———氣體熱(re)膨脹系數(shu)。
3）楔形流量(liang)計也可以(yi)測量蒸汽(qi)，但對于蒸(zheng)汽介質，建(jian)議采用噴(pen)嘴、渦街等(deng)其他形式(shi)的流量計(ji)進行測量(liang)。
3壓損的計(ji)算
　　楔形流(liu)量計比孔(kong)闆、Ｖ錐、噴嘴(zui)的壓力損(sun)失小，相同(tong)β值情況下(xia)幾種流量(liang)計壓損比(bi)較［5］如圖2所(suo)示。
　　将楔形(xing)流量計H/D換(huan)算成孔闆(pan)流量計的(de)β值，如楔形(xing)流量♈計H/D＝0.5與(yu)孔闆β＝0.7070的節(jie)流面積比(bi)是一樣的(de)［6］，詳見表2所(suo)列。

将換算(suan)完後的β值(zhi)代入下式(shi)［6］中，即可得(de)出楔形流(liu)量計的永(yong)久壓力損(sun)失。

式中：PPl———永(yong)久壓力損(sun)失，Kpa。

4應用案(an)例
　　某工況(kuang)介質爲原(yuan)料油，管道(dao)爲DN250，壁厚爲(wei)SH80，材質爲碳(tan)鋼，正常溫(wen)度爲50℃，正常(chang)壓力爲2.08Mpa，最(zui)大流量爲(wei)196.4t/h，正常流量(liang)爲178.6t/h，最小流(liu)量爲125t/h，動力(li)黏📧度爲0.295Pa·s，介(jie)質密度爲(wei)943kg/M3，允許壓降(jiang)爲30Kpa。
因介質(zhi)黏稠，綜合(he)比較各類(lei)型流量計(ji)後選用楔(xie)形流量計(ji)進㊙️行測量(liang)，最大流量(liang)不超過滿(man)量程的90％，因(yin)而圓整後(hou)最大量程(cheng)選用220t/h，楔形(xing)流量計材(cai)質選用316不(bu)鏽鋼。使用(yong)BaDgerMeter的PresoFloWCalCＶ5.36軟件對(dui)此工況下(xia)的🐇楔形流(liu)量計差壓(ya)值及壓損(sun)進行計算(suan)。通過調整(zheng)H/D的值得到(dao)合适的差(cha)壓值，确定(ding)H/D的值後即(ji)可确定等(deng)效的β值，得(de)出永久壓(ya)力損失值(zhi)。
　　該案例中(zhong)的楔形流(liu)量計H/D選用(yong)0.3，流量系數(shu)KP爲0.1854，在滿刻(ke)🍉度220t/h的💯流量(liang)下差壓值(zhi)爲25.53Kpa，等效的(de)β值爲0.5023，在滿(man)刻度流量(liang)下的✊永久(jiu)壓力損失(shi)🔱爲11.99Kpa，滿足工(gong)藝的30Kpa壓力(li)損失限制(zhi)要求。
上述(shu)均爲基于(yu)經驗值的(de)計算，可供(gong)設計選型(xing)參考，實際(ji)⭕的流量系(xi)數仍需要(yao)經過标定(ding)後才可确(que)定。
5楔形流(liu)量計的安(an)裝
　　楔形流(liu)量計多用(yong)于介質高(gao)黏度或者(zhe)強腐蝕性(xing)等場合，常(chang)與毛♍細管(guan)式法蘭膜(mo)片密封式(shi)差壓變送(song)器 配套使(shi)用，差壓變(bian)送器與楔(xie)形流量計(ji)之間配備(bei)法蘭式切(qie)斷閥方便(bian)檢維修，對(dui)于高黏度(du)的介質還(hai)需🏒配備沖(chong)洗環。
　　若儀(yi)表訂貨是(shi)在基礎工(gong)程設計階(jie)段時，建議(yi)帶隔離裝(zhuang)置的毛細(xi)管差壓變(bian)送器與楔(xie)形流量計(ji)成套訂貨(huo)，并采用一(yi)體式的安(an)裝形式，将(jiang)差壓變送(song)器固定在(zai)楔🐆形流量(liang)💃計上，避免(mian)過長的毛(mao)細🔅管的長(zhang)度影響測(ce)量精♍度或(huo)過短的毛(mao)細管長度(du)影響安裝(zhuang)。在詳細工(gong)程設計階(jie)段時，需提(ti)相關安裝(zhuang)條件給配(pei)管專業，将(jiang)楔形流量(liang)計安裝在(zai)便于維護(hu)的場合。
　　羅(luo)斯蒙特1199遠(yuan)傳膜片裝(zhuang)置采用D.C.704高(gao)溫矽油時(shi)介質溫度(du)㊙️上限是315℃［8］，EＪA118系(xi)列隔膜密(mi)封裝置允(yun)許介質溫(wen)度上限是(shi)300℃［9］，當介質溫(wen)度過高采(cai)用上述帶(dai)毛細管遠(yuan)傳膜片式(shi)差壓變送(song)器與楔形(xing)流量計🥰配(pei)套使用時(shi)容易造成(cheng)測量誤差(cha)。當介質高(gao)黏度且高(gao)溫時，楔形(xing)流量計的(de)接管長度(du)可選150mm，利用(yong)盲腸效應(ying)進行降溫(wen)，避免高溫(wen)傷及儀表(biao)及💔堵塞發(fa)生。
6結論
　　掌(zhang)握楔形流(liu)量計差壓(ya)值的計算(suan)有利于指(zhi)導設計選(xuan)⚽型，流量計(ji)✏️直管段的(de)要求與楔(xie)塊比有關(guan)系，根據⛹🏻‍♀️确(que)定的楔塊(kuai)比提出流(liu)量🔞計安裝(zhuang)要求；設計(ji)過程中應(ying)根據具體(ti)工🌈況選擇(ze)合适的安(an)裝方式。楔(xie)形流量計(ji)在使用🔞過(guo)程中運行(hang)穩定，維護(hu)量少，價格(ge)便宜［10］，有很(hen)大的應用(yong)前景。

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