塔形流量計的使用說(shuō)明書(shū)/中偉測控

一、儀表概述：

塔形流量計，又名；V型錐流量計；V錐流量計；錐型流量計；錐形流量計；內錐流量計；內錐式流量計，一體化V錐流量計。V錐流量計(V-cone flowmeter)是20世紀80年代開(kāi)始研發(fā)的一種差壓流量計，V錐體本身作為流場(chǎng)的整流器而成為一種具有*性能的優(yōu)異的新型流量計。由V錐傳感器和差壓變送器、智能流量積算儀組合而成的V錐流量計，可測量寬雷諾數(8×103≤Re≤5×107)范圍內各種介質(zhì)的流量?，F在V錐流量計并未實(shí)現標準化，然而卻是流量測量界研究的熱點(diǎn)。相信不久的將來(lái)隨著(zhù)深入的研究，理論及實(shí)驗數據的完善，它將和標準孔板，標準噴嘴、經(jīng)典文丘里流量計一樣成為標準節流裝置中的一員。

二、測量原理：
塔形流量計的流量傳感器包括一個(gè)在測量管中同軸安裝的尖圓錐體和相應的取壓口，該測量管是經(jīng)過(guò)精密加工的，在尖圓錐體的兩端產(chǎn)生差壓，該差壓的高壓（正壓）是在上游流體收縮前管壁口處測量的靜壓力，而低壓（負壓）則取自圓錐體朝向下流端面錐體中心軸線(xiàn)孔處壓力。
該圓錐體的*朝向來(lái)流，圓錐體與其尾面之間是一個(gè)尖銳的銳角，此交合面的邊緣使流體在進(jìn)入下游低壓區之前有一個(gè)平滑的過(guò)度區。
由于流體不是被迫收縮到管道中心軸線(xiàn)附近，并且不是一個(gè)阻擋物，令流體改變流動(dòng)方向，而是利用這種結構新穎的V錐式節流裝置實(shí)現了對流體的逐漸朝向管內邊 壁的收縮，使V形錐流量計具有一系列*的優(yōu)點(diǎn)。其低壓側產(chǎn)生高頻低幅的小渦流，因而差壓變送器被測的差壓是低噪聲信號，可使差壓變送器測得很高的分辨 率，從而使V錐流量計獲得很寬的量程比和很好的重復性。
塔形流量計產(chǎn)生的差壓值的平方根與流量成正比關(guān)系：
Qv=（c.ε）/（1－β4 ）0.5.（π/4）.d2.0.5
其中：Qv：流體體積流量
C： 流出系數；
ε：流體可膨脹系數；
β：節流比；
d：節流件直徑；
ΔΡ：差壓值；
ρ1：流體工況密度。
三、產(chǎn)品的應用、條件及維護：
1、介 質(zhì)：煤氣、天然氣（包括含濕度5%以下）、各種碳氫化合物（包括含濕的HC氣體）、各種稀有氣體（氫、氦、氬、氧、氮等）、濕的氯化物氣體、空氣（包括含水、含SiO2粒子以及含其他懸浮物的空氣）、煙道氣、飽和蒸汽（含汽、水兩相流）、過(guò)熱蒸汽、水等。
2、條 件：從深冷到超臨界狀態(tài)，zui高溫度達700℃，zui大壓力40Mpa。
3、計 算：每一個(gè)錐形流量計都根據流體的性質(zhì)、壓力和溫度用專(zhuān)門(mén)的軟件進(jìn)行計算。用戶(hù)可根據自己的應用條件（所測介質(zhì)的組份、溫度、壓力、管徑、zui大流量、常用流量、zui小流量、準許zui大壓力損失）選擇β值。
4、維 護：錐形流量計免維護，不需要定期維護和檢定。
四、性能特點(diǎn)：
1、準確度可達到可以達到0．5％。
2、量程比典型值為15：l，至少可有10：1的量程比，遠優(yōu)于孔板、噴嘴等傳統流量計。
3、重復性?xún)?yōu)于±0．1％。
4、安裝時(shí)所要求直管段很短，上游要求0至3D，下游要求0至1D；不需要在V錐流量計的上游安裝流動(dòng)調整器。大大的節約了固定工況下
的費用和安裝空間。
5.流量計結構設計是流體掃過(guò)型結構，不可能截留流體中任何夾帶的氣、液或固相污物，非常適用于對臟污流體的流量測量，如焦爐煤氣、濕氣體等。
6.特殊設計的內錐體可以減弱被測壓力(差壓)場(chǎng)中脈動(dòng)(振蕩)的幅值，從而減小差壓信號中的噪聲?？蓽y量更小流量，使量程比拓寬。
7、無(wú)可動(dòng)部件，可靠性高，，不易產(chǎn)生卡死。
8、當流體流經(jīng)具有特殊廓形的內錐體時(shí)，會(huì )在其周邊形成邊界層并疏導流體離開(kāi)錐體尾部的邊緣，從而減少它被磨損的可能性，從而保證其性能的穩定。
9、壓損小，能量損失小，耐臟污。錐形流量計適用于低靜壓流體流量測量的使用場(chǎng)合，如煙道氣。
10、安裝方便，是進(jìn)行技術(shù)改造的理想流量計。
11、免維護或維護的工作量很小，具有流動(dòng)調整和對流體的混合作用。
五、技術(shù)指標：
1、公稱(chēng)通經(jīng)：50mm≤DN≤1800 mm；
2、公稱(chēng)壓力：PN≤40Mpa；
3、雷諾數范圍：8×103≤Red≤107；
4、精度等級：0.5級，1.0級；
5、重復性：≤0.1％；
6、前直管段：1～3D，后直管段：3～5D；
7、壓損?。簝H為孔板的1/2～1/3；
8、錐體后緣產(chǎn)生旋渦小，負壓側輸出穩定，波動(dòng)小穩定性好；
9、量程比寬：流量范圍可達： 1：15。
法蘭型：
1、連接方式：法蘭（平焊和對焊）；
2、口徑：DN15～DN2000；
3、取壓方式：承插焊,法蘭,螺紋；
4、壓力：0～40MPa；
5、溫度：-40～850℃；
6、材質(zhì)：304不銹鋼、316L不銹鋼、20#碳鋼（詳見(jiàn)選型表）；
7、應用：液體,氣體,蒸汽；
8、適用介質(zhì)：廣泛地應用于市政、電力、化工、石油化工、冶金、食品加工等行業(yè)中流量測量，幾乎適用于所有氣體、液體介質(zhì)。
直接焊接型 ：
1、連接方式：直接焊接到工藝管線(xiàn)；
2、口徑：DN15～DN2000；
3、取壓方式：承插焊,法蘭,螺紋；
4、壓力：0～40MPa；
5、溫度：-40～850℃；
6、材質(zhì)：304不銹鋼、316L不銹鋼、20#碳鋼；

7、應用：輸油管,輸氣管,蒸汽管網(wǎng),高壓工藝管線(xiàn)。

六、V錐流量傳感器的技術(shù)優(yōu)勢及缺陷：
由于V錐體的*廓形以及它在管道中心軸線(xiàn)的位置使V錐節流裝置具有漸縮漸擴的邊壁收縮、低的信號背景噪聲、zui小的磨損(自保護)、流動(dòng)調整(自整流)、自清掃、自混合等*功能和有效地與流體速度分布的高速中心區相互作用，使它能以一種*的方式測量流體的流量，其綜合效果是使它具有優(yōu)良的技術(shù)特性。
由于V錐流量計的結構特點(diǎn)，它本身也存在難以避免的缺陷：
1、要求V錐流量計具有優(yōu)于0．5％的度時(shí)，對每一臺流量計都要求在盡可能接近使用條件的校準裝置上對它進(jìn)行實(shí)流校準，即標定它的流出系數C。
2、V錐流量計尚未達到標準化的程度。
3、由于結構原因，無(wú)法用一臺V錐流量計適應雙向流的流量測量要求。
4、對于低雷諾數(Re<8000)的情況，無(wú)法保證線(xiàn)性度和重復性的要求。
5、因為需要前端引壓，體積龐大，初裝費較高，限制了V錐流量計的市場(chǎng)應用前景。
七、塔形傳感器和差壓變送器組成的塔形流量計：
依照用戶(hù)要求不同，利用V錐傳感器和差壓變送器組成流量檢測儀表供貨分為二類(lèi)：
1、塔形傳感器只提供差壓信號的檢測部分（V錐體及測量管道），不提供差壓變送器、三閥組和流量顯示部分，輸出信號為差壓。由用戶(hù)自己進(jìn)行配套。
2、由塔形傳感器和差壓變送器組成。有分體型安裝和一體型安裝兩種結構。
分體型安裝由獨立的V錐傳感器和差壓變送器組成。V錐傳感器和差壓變送器之間的引壓管連接由用戶(hù)自己完成。而差壓變送器可以配套供應。
3、一體型安裝是產(chǎn)品出廠(chǎng)時(shí)己將差壓變送器、三閥組與V錐傳感器連接成一體，用戶(hù)購買(mǎi)一體型V錐流量計后，使用時(shí)不需再連接引壓管。若需配接相應的流量積算器、壓力變送器和溫度變送器可以配套供應。

八、塔形流量傳感器的功能分析：
1、節流功能一形成流體*的逐漸的局部收縮，壓損較小。
塔形流量計的錐形節流元件一一錐體，使流體軸對稱(chēng)地朝向管內壁，逐漸收縮，即形成逐漸的環(huán)狀收縮．在流通面積收縮的同時(shí)流體也被逐漸加速。由于尖圓錐體在管道中心軸線(xiàn)上。使它能更有效地作用于速度分布的高速中心區，而沿錐體外廓與管內壁之間的環(huán)隙是無(wú)阻擋的。因此它的節流作用要比孔板小些，流通能力要比孔板大些。
流出系數C的典型值：錐形流量計為O．80，孔板為O．60。
由于實(shí)現了逐漸收縮、逐漸擴散的邊壁節流方式，在相同的流量下，錐形流量計的差壓值約為孔板差壓值的二分之一．由于差壓小，*壓力損失自然小。在合理設計時(shí)，錐形流量計的*壓損約為孔板流量計*壓損的四分之一(或更小)，所以能耗小。
如按照己知的各種節流式差壓流量計的壓損公式進(jìn)行核算。發(fā)現v錐形流量計的壓損比孔板的壓損低，比噴嘴的壓損略高。在相同的流量下，錐形流量計的*壓損值小于孔板*壓損值的二分之一。另外，還應該從背景噪聲方面來(lái)理解錐形流量計的壓損較?。涸阱F體的下游會(huì )形成一個(gè)高速，高紊流和含有小旋渦的低壓區。這些小旋渦在取壓孔處會(huì )形成高頻低幅的壓力脈動(dòng)信號，此低幅的壓力脈動(dòng)信號會(huì )形成差壓輸出信號中的低噪聲的背景噪聲。由于差壓輸出信號中的背景噪聲很小，較低的差壓值也能有效地被檢測出來(lái)。而孔板流量計取壓孔處形成低頻高幅的壓力信號，不容易測量。所以，相對于孔板流量計來(lái)說(shuō)，在設計v錐形流量計時(shí)，設計者可以選用較低的差壓上限值。由于差壓值小，*壓損值自然小。所以與孔板相比，耗能費會(huì )小得多。
2、錐體具有自動(dòng)整流功能
塔形尖圓錐體對流體的速度分布有自動(dòng)調整作用。在一個(gè)無(wú)阻流件的管道中，速度分布呈中凸形狀。上游的管件會(huì )影響速度分布并使速度分布發(fā)生畸變．V形錐體的廓形使流體的流動(dòng)分散，從而使速度分布更平坦．孔板屬中心收縮型、突然收縮，突然擴散式節流件，它只能進(jìn)一步加強速度分布的中凸形狀。而錐體屬邊壁收縮型，漸縮漸擴式節流件，它能減弱速度分布的中凸形狀。實(shí)質(zhì)上，V形尖圓錐體的作用如同它自身是一個(gè)流動(dòng)調整器。它的相當強的流動(dòng)調整功能已為lO多年來(lái)大量實(shí)驗測試所證實(shí)，更為的按美石油學(xué)會(huì )、石油測量標準手冊(API MPMS 5.7)要求所進(jìn)行的標準化公開(kāi)測試所證實(shí)。
3、自保護功能
錐體的廓形確保沒(méi)有流體直接突然沖擊它的下游邊緣。流體是沿著(zhù)錐形節流元件的外形輪廓逐漸向管道內壁收縮。流體流動(dòng)的邊界層自動(dòng)保護了決定等效直徑比B值的關(guān)鍵尺寸dv，使磨損減小，這樣可確保流量計的可靠性、可減少維護工作量并延長(cháng)其檢定周期?？装辶髁坑嬛械牧黧w是直接沖擊孔板，因而孔板的尺寸精度不容易保持穩定．
4、降噪功能
錐體的*廓形具有抑制差壓信號中噪聲的功能。錐體的*結構(在v形尖圓錐體與其下游尾隨的錐面之間是一個(gè)小銳角)使得流體在進(jìn)入下游的低壓區前有一個(gè)平滑的過(guò)渡區。在錐體的下游會(huì )形成一個(gè)高速，高紊流和含有小旋渦的低壓區。這些小旋渦在取壓孔處會(huì )形成高頻低幅的壓力脈動(dòng)信號，此低幅的壓力脈動(dòng)信號會(huì )形成差壓輸出信號中的低噪聲的背景噪聲，。而其它節流式差壓流量計(如孔板)，在節流件的上，下游都有相當大的旋渦，因此這些大旋渦在其取壓孔處會(huì )形成低頻高幅的壓力脈動(dòng)信號，此高幅的壓力脈動(dòng)信號會(huì )形成差壓輸出信號中的高噪聲的背景噪聲。由亍錐體具有降噪功能，其差壓輸出信號中的背景噪聲很小，所以錐形流量計可以測出小差壓，可有效地測量小流量，從而使量程比拓寬。由于差壓輸出信號中的背景噪聲很小，所以設計錐形流量計時(shí)，容許選用低的差壓上限值。由于差壓小，壓損自然小，所以能耗小。
5、自清掃功能
流體流動(dòng)路徑中*。只要連續使用它，在其內部不可能有積液／氣／固體顆粒物。流體中所夾帶的液滴、氣泡和固體顆粒物都會(huì )統統地被自動(dòng)清掃到管道下游．而孔板流量計在孔板前端就容易產(chǎn)生死角和沉積．
6、自混合功能
錐體具有混合器的功能。當非均相的流體流經(jīng)錐體時(shí)，非均相流體會(huì )自行混合而變成均相流體，并由錐形流量計進(jìn)行有效的流量測量。而孔板通過(guò)變化流通面積，僅僅是把流體加速，沒(méi)有混合作用．由于錐體的*廓形以及它在管道中心軸線(xiàn)的位置使v形內錐節流裝置具有漸縮漸擴的邊壁收縮、低的信號背景噪聲、zui小的磨損(自保護)、流動(dòng)調整(自整流)、自清掃、自混合等*功能和有效地與流體速度分布的高速中心區相互作用．這使它能以一種*的方式測量流體的流量，具有優(yōu)良的技術(shù)特性。
九、安裝場(chǎng)所：
即使在比較惡劣的條件下也能正常工作，但為了長(cháng)期安全穩定的使用，在安裝時(shí)請注意一下幾點(diǎn)：
1、安裝場(chǎng)所沖擊與震動(dòng)
V錐流量計出廠(chǎng)設計上是可以承受一定的沖擊與震動(dòng)。但也應當盡量安裝在無(wú)震動(dòng)或震動(dòng)小的地方。
2、安裝場(chǎng)所環(huán)境溫度條件
請盡量避免將流量計安裝在環(huán)境溫度變化大的場(chǎng)所，如果安裝位置直接受到熱輻射或暴露在日嗮雨淋中，應采取防水、隔熱輻射和通風(fēng)措施。
3、安裝場(chǎng)所環(huán)境空氣條件
V錐流量計應盡量避免在腐蝕性環(huán)境中，如果使用在腐蝕環(huán)境中，應有良好的通風(fēng)并注意避免腐蝕性氣體或液體浸入儀表中。
十、安裝要求：
導壓管用于傳輸過(guò)程壓力給變送器，如果導壓管內的液體中含有氣體或管內的氣體中有殘留物，就不能正確的進(jìn)行壓力傳遞，測量就會(huì )產(chǎn)生誤差，因此，配裝導壓管時(shí)應注意一下幾點(diǎn)：
導壓管上引壓閥的安裝角度：
過(guò)程流體是氣體及蒸汽時(shí)，引壓閥的安裝位置應在工藝配管上方，過(guò)程流體是液體時(shí)引壓閥的安裝位置應在工藝配管下方。
1、過(guò)程流體是氣體，變送器位置應高于引壓閥，過(guò)程流體時(shí)液體及蒸汽時(shí)，變送器位置應低于引壓閥。
2、高低壓側的導壓管不能產(chǎn)生溫差。
3、測量蒸汽時(shí)應用冷凝器。

十一、使用注意事項：
1、開(kāi)箱檢查及型號規格的確認：
出場(chǎng)時(shí)是經(jīng)過(guò)充分檢查后才投放市場(chǎng)，用戶(hù)在收到貨后請及時(shí)進(jìn)行型號及規格的確認，并檢查外觀(guān)是否有損傷，型號及規格刻印在流量計外側的銘牌上，同時(shí)應確認收到貨物與包裝箱內裝箱單上所列的零部件是否齊全。
2、運輸及保管：
為了防止運輸及搬運途中損傷儀表，在工作現場(chǎng)安裝之前，請保持本產(chǎn)品出場(chǎng)時(shí)的包裝狀態(tài)。
在需要長(cháng)時(shí)間儲存時(shí)，請注意一下幾點(diǎn)：
a、存放在不受沖擊及震動(dòng)的地方。
b、避免受到風(fēng)吹雨淋，存放環(huán)境放在常溫常濕（25℃ 65％RH左右）
c、盡量保持在本產(chǎn)品出廠(chǎng)時(shí)的包裝狀態(tài)下進(jìn)行存放。
d、使用過(guò)的產(chǎn)品保存時(shí)，請務(wù)必將儀表內的殘留物清洗干凈。