楔形流量计在石化行业的节能应用

    1　引　言

    在流量仪表中,孔板和喷嘴为主的节流式差压流量计压力损失大,是一个重要的缺点,开发低压损节流件越来越受到人们的重视,因而楔式流量计的发展及应用便引起了人们的浓厚兴趣。自19世纪80年代中国引进美国泰勒公司^[1]生产的楔形流量计,在化工企业的高黏度及脏污流体测量中使用效果令人满意。截至目前,国内已有许多厂专门从事楔式流量计的设计、制造、安装等工作,从而也加速了楔式流量计的推广及应用范围,但由于楔形孔板至今仍未标准化,这也成为其发展速度及应用范围的障碍。随着国内节能工作的发展,各行各业节能意识不断增强,节能的楔形流量计在石化行业的应用推广应该引起重视。

    2　测量原理

    楔形流量计是根据伯努利公式,利用流体在流动过程中遵守能量守恒定律(即动能和静压能之和不变),流体通过起节流作用的楔块时流通面积减少,流速增大,静压减小,从而在楔形块两侧产生静压力差。此压差与流体流量成平方关系(qV=)的原理而进行流量测量的,因此测得压差即可测得管道中的流量[2]。

    楔形流量计的楔形块由两块平板(一般为不锈钢)制作而成,这两块平板在临界角上焊接在一起,然后插入槽内,差压引出管在位于楔形片中心两边等距离的地方,如图1所示,其中h应根据流量及流出系数来确定。

    楔形流量计的流量公式:

    3　结构和基本特点

    3.1　楔形流量计基本结构

    由楔式节流装置及差压变送器构成,如图2所示。当被测介质通过节流装置时,由于其体积流量变化而在节流件的前后产生压差,差压变送器将差压信号转换成电信号,同时,将被测介质的压力、温度电信号一起送入计算机进行运算,自动补偿修正,给出瞬时流量或累计流量显示或记录[3]。

    楔形流量计分为一体型及分离型,一体型是将节流楔形块及差压变送器做成整体,而分离型则是节流件与差压变送器分开设置。由于楔形流量计的结构形式独特,兼顾了其他几种节流式流量计的特点,具有较好的适应性。

    3.2　基本特点

    a)易于通过较脏污的流体,污物不易沉积、附着,提高了测量的准确性和使用维护周期,适合于冶金、石化、环保等行业多种介质的测量。

    b)改善了对孔板入口尖锐度的要求,使磨损减小,这样极大地减少了维护工作量并延长了仪表检定周期,提高了测量准确性。

    c)由于楔形块本身具有“导流”作用,流通能力要比孔板大,一般来说,楔形流量计流出系数典型值为0.8,孔板为0.6,在相同的流量下,楔形流量计的差压比孔板小,具有较小的“节流”作用,适合于高黏度介质的测量,用途广泛。