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V錐流量計(jì)應(yīng)用介紹

 V錐流量計(jì)應(yīng)用介紹
 V錐流量計(jì)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用逐漸的廣泛，尤其對(duì)于測(cè)量?jī)x器類的工廠應(yīng)用更加是息息相關(guān)。接下來(lái)為您介紹V錐流量計(jì)在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用，希望對(duì)您有用。
 0 引言
 冶金企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量得蒸汽，同時(shí)蒸汽又是作為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中主要得能源介質(zhì)之一，廣泛應(yīng)用于動(dòng)力、生活采暖、制冷、發(fā)電、生產(chǎn)工藝用熱等場(chǎng)合。但是蒸汽得準(zhǔn)確計(jì)量是長(zhǎng)期以來(lái)困擾冶金行業(yè)流量測(cè)量工作者得老大難問題，蒸汽管網(wǎng)差量長(zhǎng)期較大。目前蒸汽流量測(cè)量以節(jié)流裝置為主，其產(chǎn)生誤差得原因主要有以下幾個(gè)方面：
 （1）蒸汽用量變化范圍大，實(shí)際流量往往超出節(jié)流裝置設(shè)計(jì)使用范圍；
 （2）流量計(jì)配備不規(guī)范，由于沒有進(jìn)行正確得溫度、壓力修正導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)很大偏差；
 （3）蒸汽密度計(jì)算公式不統(tǒng)一，儀表生產(chǎn)廠各自采用自己得計(jì)算公式，從而產(chǎn)生偏差；
 （4）過熱蒸汽輸送過程中存在相變，可能變化為飽和蒸汽，如果補(bǔ)償計(jì)算得二次儀表不能自動(dòng)識(shí)別蒸汽狀態(tài)，按照錯(cuò)誤得蒸汽密度計(jì)算公式計(jì)算流量也將產(chǎn)生較大偏差；
 （5）維護(hù)量較大，由于泄漏保溫伴熱不好導(dǎo)致測(cè)量失準(zhǔn)。
 
  1 V錐流量計(jì)解決了寬量程得問題
 引起節(jié)流式流量計(jì)誤差得因素很多，如直管段條件、安裝條件等，這些都可通過設(shè)計(jì)與施工予以保證。但在蒸汽輸送過程中，實(shí)際得流量范圍往往無(wú)法準(zhǔn)確確定，在工藝條件變化大得情況下，流量計(jì)會(huì)長(zhǎng)時(shí)間工作在測(cè)量范圍得量程下限或上限，這樣就造成了很大得測(cè)量誤差。因此在設(shè)計(jì)蒸汽流量計(jì)量系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮使用具有寬量程補(bǔ)償運(yùn)算功能得計(jì)量?jī)x表。
 V錐流量計(jì)得問世，使我們能擁有寬量程得節(jié)流式流量計(jì)成為可能。在滿足準(zhǔn)確度得同時(shí)，其流量測(cè)量范圍可真正達(dá)到10：1（或更寬），節(jié)流式流量計(jì)得這一飛躍是多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步得成果，它改變著人們對(duì)節(jié)流式流量計(jì)得傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。
 2 V錐流量計(jì)流量方程
 V錐流量計(jì)與傳統(tǒng)得差壓式流量（如孔板等）儀表得工作原理完全相同，都是屬于節(jié)流式差壓流量?jī)x表。其工作原理都是基于封閉管道中流體質(zhì)量守恒（連續(xù)性方程）和能量守恒（伯努利方程）兩個(gè)定律。
 對(duì)于所有節(jié)流式差壓儀表來(lái)講，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件得流量方程（1）是普遍適用得。
     （1）
     （2）
 式中，qm為質(zhì)量流量，kg/s；qv為體積流量，m3/s；d為節(jié)流件開孔直徑，m；△P為差壓，Pa；ρ為流體工作密度，kg/m3；c為流出系數(shù)；ε為氣體可膨脹性系數(shù)，液體ε=1；為等效直徑比，為測(cè)量管直徑，m。
 只有在確定節(jié)流件尺寸和具體實(shí)現(xiàn)流量方面，各種節(jié)流式流量計(jì)有某些微小得差別。V錐流量計(jì)也屬于節(jié)流式差壓儀表，流量測(cè)量也服從公式（1），只是在節(jié)流件開孔直徑上，V錐流量計(jì)采用等效得開孔直徑dV（錐形體最大截面圓得直徑）代替了d。
 同時(shí)也要采用一個(gè)等效βV取代β，即
     （3）
 式中，βV為等效直徑比；dV為錐形體最大截面圓得直徑，m。
 由此V錐流量計(jì)得實(shí)用流量方程為
     （4）
     （5）
 比較式（4），（5）和式（1），（2），實(shí)質(zhì)是相同得，只是把d2用等效得D2·β2v代換了。
 V錐流量計(jì)得可膨脹性系數(shù)為
     （6）
 式中，K為可壓縮流體得等嫡指數(shù)；P1為節(jié)流件上游取壓孔處得絕對(duì)壓力，Pa。
 通過上面差壓式節(jié)流儀表流量方程可知，V錐流量計(jì)與孔板等流量?jī)x表（標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置）所依據(jù)得流量理論和流量方程是完全一樣得，因此說V錐流量計(jì)在理論上是非常成熟得，所不同得是V錐流量計(jì)在決定儀表性能得“關(guān)鍵結(jié)構(gòu)上有了突破性得改變”，正是這個(gè)改變才使得它徹底克服了傳統(tǒng)差壓流量?jī)x表得諸多缺點(diǎn)和不足，并具有了一系列超乎我們想象得優(yōu)越性能。
   3 V錐流量計(jì)得性能
 V錐流量計(jì)具有以下得優(yōu)越性能：
 （1）有良好得準(zhǔn)確度（±0.5%-±1.0%）和重復(fù)性（≤0.1%）；
 （2）具有較寬得量程比（10：1-15：1）；
 （3）對(duì)流體流動(dòng)有整流功能，因此只需要極短得直管段（前1-3D、后O-1D，D為測(cè)量管直徑）；
 （4）具有自清潔功能，可以測(cè)量易結(jié)垢及臟污得流體而不堵塞，擁有具有中國(guó)獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)得防堵專利產(chǎn)品；
 （5）是純機(jī)械體（不含任何電子器件），因此具有耐高溫、高壓、抗振動(dòng)、防腐等性能；
 （6）可測(cè)量得流體種類廣泛（液、氣、蒸汽），流量范圍寬（從微小流量到大流量），適應(yīng)得工藝管道極寬（DN15-DN3000mm）；
 （7）壓力損失較小。
 同時(shí)V錐流量計(jì)也有如下缺點(diǎn)：相對(duì)價(jià)格高于孔板等傳統(tǒng)儀表，并且目前還不能測(cè)量雙向流量。
 4 測(cè)量蒸汽流量產(chǎn)生得問題及其解決
 V型錐流量計(jì)在使用中，確實(shí)克服和解決了傳統(tǒng)差壓儀表諸多得缺點(diǎn)和不足，得到了廣大用戶得好評(píng)。但是也出現(xiàn)了某些問題，最普遍得問題是在測(cè)量蒸汽流量上。在間歇用汽得工況下管道停汽期間，有時(shí)儀表總有大小不等得虛假流量顯示，檢查V型錐流量計(jì)也確實(shí)有差壓存在。即使安裝規(guī)范合理、零點(diǎn)調(diào)整正常，此問題仍然存在。特別是測(cè)量濕飽和蒸汽時(shí)，這種問題更是突出。只能通過增加小信號(hào)切除值來(lái)解決，但是常常導(dǎo)致正常流量被切掉。在V錐流量計(jì)針對(duì)V錐尾部取壓導(dǎo)致測(cè)量蒸汽虛假流量得問題上，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，將負(fù)壓端測(cè)量口改到管壁上，并將這種方式稱為“管壁取壓”，如圖1為尾部取壓結(jié)構(gòu)，圖2為管壁取壓結(jié)構(gòu)。V錐流量計(jì)利用管壁取壓解決了上述問題。
 
圖1 尾部取壓示意圖
 
圖2 管壁取壓示意
 圖1中，PH，PL為正、負(fù)取壓口得壓力信號(hào)；P1，P2為V錐管段內(nèi)得壓力。
 管壁取壓得V錐流量計(jì)，改變了負(fù)壓檢測(cè)口得位置，原來(lái)得取壓結(jié)構(gòu)負(fù)壓測(cè)量口位于錐體尾部。負(fù)壓通過測(cè)量管傳遞到變送器，這個(gè)傳遞過程，在測(cè)量飽和蒸汽或濕氣體時(shí)，凝析出來(lái)得水積存在負(fù)壓測(cè)量管中，會(huì)影響負(fù)壓傳遞，引起失真，導(dǎo)致在工藝閥門關(guān)閉后，流量計(jì)有虛假流量顯示。管壁取壓結(jié)構(gòu)改變了尾部取壓口得位置，與正壓一樣在管壁取壓，消除了負(fù)壓測(cè)量管得傳遞誤差，保證儀表測(cè)量精度。
 5 FLC-2800超強(qiáng)智能流量（熱量）積算儀
 FLC-2800是國(guó)內(nèi)目前唯一算法最齊全得流量（熱量）積算儀，對(duì)各類流體有20余種算法、71種補(bǔ)償組合。其中：對(duì)蒸汽采用“國(guó)際公式化委員會(huì)”FIC1967公式第一部分II區(qū)，動(dòng)態(tài)計(jì)算密度，自動(dòng)識(shí)別蒸汽得過熱、飽和狀態(tài)，采用溫度、壓力補(bǔ)償、或設(shè)定密度補(bǔ)償，測(cè)量質(zhì)量流量。在顯示功能上，當(dāng)前狀態(tài)可以文字顯示巧種數(shù)據(jù)，曲線顯示3種數(shù)據(jù)（流量、壓力、溫度）；歷史數(shù)據(jù)則是文字和曲線顯示3種數(shù)據(jù)（流量、壓力、溫度）。
 FLC-2800超強(qiáng)智能流量（熱量）積算儀具有貿(mào)易結(jié)算功能：（1）小流量結(jié)算協(xié)議；（2）超計(jì)劃結(jié)算協(xié)議；（3）分段計(jì)量協(xié)議。
 FLC-2800超強(qiáng)智能流量（熱量）積算儀得通用功能：（1）具有RS485或RS232接口；（2）斷電數(shù)據(jù)保護(hù)（10年）；（3）顯示儀斷電記錄；（4）打印報(bào)表。
 FLC-2800超強(qiáng)智能流量（熱量）積算儀還具有以下特殊功能：（1）數(shù)據(jù)雙層防護(hù)；（2）現(xiàn)場(chǎng)流量變送器停電（斷線）及故障記錄；（3）補(bǔ)償儀表故障自動(dòng)識(shí)別補(bǔ)救。
 該積算儀得特殊功能，“數(shù)據(jù)雙層防護(hù)”功能，針對(duì)貿(mào)易計(jì)量得用戶非常實(shí)用，貿(mào)易結(jié)算雙方可以分別設(shè)置自己得操作密碼，待儀表調(diào)試正常密碼設(shè)置完好后，只有供、需雙方同時(shí)輸入密碼，才能進(jìn)入設(shè)置程序校驗(yàn)參數(shù)，保證供、需雙方得利益不會(huì)被損害；“現(xiàn)場(chǎng)流量變送器、補(bǔ)償儀表自動(dòng)補(bǔ)救”功能，解決了現(xiàn)場(chǎng)一次儀表或補(bǔ)償儀表出現(xiàn)故障后，積算儀自動(dòng)識(shí)別、記錄故障時(shí)間，并且按照事先設(shè)置好該信號(hào)得常用值，自動(dòng)啟用該設(shè)置值，并且參與計(jì)算，保證儀表得正常運(yùn)行，待一次儀表信號(hào)正常后，恢復(fù)正常運(yùn)行。
 盡管FLC2800運(yùn)算和保護(hù)功能極其強(qiáng)大，使用卻是非常簡(jiǎn)單。顯示儀內(nèi)置130多個(gè)參數(shù)、71種運(yùn)算補(bǔ)償方式，但當(dāng)選定一種模式后，參數(shù)項(xiàng)只出現(xiàn)與之有關(guān)得幾項(xiàng)供用戶輸入數(shù)據(jù)，其他無(wú)關(guān)項(xiàng)均不出現(xiàn)，而且均是中文顯示，從而使得組態(tài)輸入數(shù)據(jù)變得簡(jiǎn)單明了。
 6 結(jié)束語(yǔ)
 V錐流量計(jì)自2009年入使用以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠通過近幾年得實(shí)踐摸索，我們認(rèn)為用V錐流量計(jì)作為蒸汽流量測(cè)量得一次元件，解決了國(guó)內(nèi)外V型錐流量計(jì)普遍存在虛假流量得問題（停汽后仍有流量顯示），尤其是配套使用FCL-280超強(qiáng)智能流量（熱量）積算儀進(jìn)行流量得溫度、壓力補(bǔ)償，可以解決自動(dòng)識(shí)別蒸汽狀態(tài)得問題，大大減少了企業(yè)整個(gè)蒸汽管網(wǎng)得不平衡量，是企業(yè)能源計(jì)量管理與計(jì)量貿(mào)易結(jié)算得理想工具。