新型差壓式流量計(jì)性能研究

翟小金， 沈新建， 王光磊， 邵朋誠(chéng)

(1.開封儀表有限公司，河南 開封 475002；2.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海 西寧 810000)

新型差壓式流量計(jì)性能研究

翟小金1， 沈新建1， 王光磊2， 邵朋誠(chéng)1

(1.開封儀表有限公司，河南 開封 475002；2.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海 西寧 810000)

差壓式流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固耐用、精度穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在流量?jī)x表市場(chǎng)具有廣泛的應(yīng)用。其種類繁多、性能各異。為了盡可能地發(fā)揮各儀表的長(zhǎng)處、避其短處，準(zhǔn)確、可靠地測(cè)量被測(cè)流體的流量，對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)廣泛應(yīng)用的新型差壓式流量計(jì)性能進(jìn)行了分析比較，闡述了環(huán)形孔板流量計(jì)、均速管流量計(jì)、平衡孔板流量計(jì)、V形錐流量計(jì)和矩形流量計(jì)的原理、特點(diǎn)及主要特征參數(shù)。根據(jù)各儀表的優(yōu)缺點(diǎn)，選用者應(yīng)針對(duì)性地加以選擇，以更好地發(fā)揮各儀表的使用價(jià)值。

差壓式流量計(jì); 環(huán)形孔板流量計(jì); 勻速管流量計(jì); 平衡孔板流量計(jì);V形錐流量計(jì); 矩形流量計(jì); 選型

0 引言

差壓式流量計(jì)作為流量?jī)x表中的一大類，其歷史悠久。市場(chǎng)上差壓式流量計(jì)的品種很多，特別是近年來(lái)出現(xiàn)了各式各樣的新產(chǎn)品，使得本來(lái)就紛亂的市場(chǎng)更加復(fù)雜。用戶只想針對(duì)自己的現(xiàn)場(chǎng)要求，挑選2～3種差壓式流量計(jì)，再最終選定1種?？墒牵瑑x表的性能指標(biāo)大多由制造商的說(shuō)明書單方面介紹，不夠客觀全面，不利于用戶的正確選型。本文試圖公正客觀地介紹近年來(lái)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)出現(xiàn)的幾種新型差壓式流量計(jì)，以滿足用戶的使用需求。

1 新型差壓式流量計(jì)的分類及特點(diǎn)

盡管流量?jī)x表的種類繁多，但是目前沒(méi)有一種儀表可以適用于所有場(chǎng)合。在某些介質(zhì)的使用中，市場(chǎng)上的一些產(chǎn)品難以勝任。

①流體介質(zhì)較臟污，容易在檢測(cè)元件表面堆積、粘附污物，從而大大影響測(cè)量的可靠性和精確度。

②流體介質(zhì)操作壓力低，不允許流量計(jì)產(chǎn)生較大壓損。

③流量變化范圍大，要求儀表測(cè)量的流量范圍大。大多數(shù)儀表達(dá)不到這一要求，造成儀表在測(cè)量小流量時(shí)誤差較大。

④現(xiàn)場(chǎng)管道的直管段長(zhǎng)度(按直徑D的倍數(shù))通常不夠長(zhǎng)，而多數(shù)流量?jī)x表要求的直管段長(zhǎng)度較長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)安裝條件無(wú)法滿足。如果勉強(qiáng)使用，會(huì)帶來(lái)無(wú)法估量的測(cè)量誤差。

⑤對(duì)于正在使用的管線，儀表的安裝與維護(hù)不能影響正常生產(chǎn)，希望儀表能在線安裝、維護(hù)。

針對(duì)上述問(wèn)題，需要開發(fā)新型流量?jī)x表。近年來(lái)，由于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的催生，名目繁多的新型差壓式流量計(jì)相繼推向市場(chǎng)，按其特點(diǎn)基本上可分為4類。第一類是盡量減少壓力損失、方便安裝的流量計(jì)，此類流量計(jì)以均速管類流量計(jì)為主。此外還有插入式多喉徑流量裝置等，其插入位置處于管道平均流速點(diǎn)。由于裝置本身對(duì)流場(chǎng)的干擾，原來(lái)平均流速點(diǎn)附近的流速已經(jīng)不再是平均流速，因此無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量流量。因這類流量計(jì)的市場(chǎng)份額較少，本文不作說(shuō)明。第二類是能夠降低直管段長(zhǎng)度要求、方便現(xiàn)場(chǎng)布線安裝的流量計(jì)，以環(huán)形孔板、V錐流量計(jì)為代表，此外還有流道式流量計(jì)。其管道中心同軸安裝的不是V形錐，而是流線形“紡錘”。由于該流量計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、流出系數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)用不廣，本文不作說(shuō)明。第三類是旨在擴(kuò)大流量范圍，特別是能降低流量測(cè)量下限的流量計(jì)，例如多孔平衡孔板或稱平衡孔板、多孔孔板。由于測(cè)量信號(hào)比較穩(wěn)定，可以精確測(cè)量較小流量，所以能夠降低流量測(cè)量下限，從而擴(kuò)大流量測(cè)量范圍。第四類是可解決臟污或磨損性流體測(cè)量的流量計(jì)，例如矩形流量計(jì)，這是在楔形流量計(jì)的基礎(chǔ)上開發(fā)的，比“楔形”更適合在臟污或磨損性流體中使用。

根據(jù)多年來(lái)的制造和使用經(jīng)驗(yàn)，本文重點(diǎn)介紹幾類市場(chǎng)前景較好的新型差壓式流量計(jì)，旨在幫助用戶對(duì)流量計(jì)進(jìn)行全面了解、合理選型，以期充分發(fā)揮流量?jī)x表的作用。

2 新型差壓式流量計(jì)簡(jiǎn)介

2.1 環(huán)形孔板流量計(jì)

環(huán)形孔板流量計(jì)和一般節(jié)流裝置一樣，原理是依據(jù)伯努利方程和流體連續(xù)性方程，因流通面積的改變而產(chǎn)生壓力差，而壓力差和流量的平方成正比，測(cè)出差壓值即可得知流量。環(huán)形孔板流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 環(huán)形孔板流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

環(huán)形孔板流量計(jì)由連接法蘭、測(cè)流板、測(cè)量短管、引壓管、均壓環(huán)等主要部件組成。測(cè)量原理是：將一段圓形或矩形管(測(cè)量管)內(nèi)的流體在“測(cè)流板”(圓形或矩形)前面強(qiáng)制分流成環(huán)狀流體通過(guò)。由于此處流通面積的突然縮小而在其上、下游之間產(chǎn)生靜壓力差，上、下游取壓孔測(cè)取到的靜壓力信號(hào)通過(guò)均壓環(huán)均壓，分別引至差壓變送器的正、負(fù)壓室；差壓變送器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，輸送至數(shù)據(jù)處理裝置或顯示儀表，即可得知流量。

環(huán)形孔板流量計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)： 公稱通徑為40～4 000mm，公稱壓力≤42MPa,介質(zhì)溫度≤650 ℃(與本體材質(zhì)有關(guān))，精確度等級(jí)為1級(jí)。

環(huán)形孔板流量計(jì)具有如下優(yōu)點(diǎn)。

①與標(biāo)準(zhǔn)孔板、噴嘴、文丘里管這些標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置相比，環(huán)形孔板要求的前直管段長(zhǎng)度較短。原因是：和環(huán)形孔板測(cè)量管同軸安裝的“測(cè)流板”把管內(nèi)原來(lái)“中間流速高、邊沿流速低”的流場(chǎng)變成了“中間流速低、邊沿流速高”的流場(chǎng)，對(duì)原來(lái)的速度分布重新分配，弱化了測(cè)量管入口處初始速度分布狀態(tài)對(duì)靜壓力差的影響。也就是說(shuō)，流量計(jì)上游局部阻力件造成的流場(chǎng)畸變降低了對(duì)環(huán)形孔板所生差壓信號(hào)的影響。因此，在局部阻力件下游(即環(huán)形孔板的上游)的前直管段長(zhǎng)度可以較短。這類流量計(jì)可在直管段長(zhǎng)度較短的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮其特長(zhǎng)，特別是大口徑管線或安裝空間較緊湊的車間。

②采用均壓環(huán)多孔取壓，可以測(cè)量臟污流體的流量而不易堵塞取壓口。原因是：取壓口不是處于流速低的滯流區(qū)(例如標(biāo)準(zhǔn)孔板的板前、板后)，而是孔板的前、后暢流區(qū)，流體中的雜質(zhì)不易堆積沉淀在取壓口附近，況且采用均壓環(huán)多孔取壓，即使有一個(gè)孔被堵塞，還有其他孔可用。在大修期間，可以從均壓環(huán)的堵頭處伸入“彈性桿”機(jī)械疏通取壓口，徹底清除臟污。

基于上述特點(diǎn)，環(huán)形孔板流量計(jì)適用于含有均勻分布雜質(zhì)(呈懸浮狀)的流體、特別是大口徑氣體管道，如高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、混合煤氣等。

此外，環(huán)形孔板流量計(jì)的測(cè)量件(平板)形狀簡(jiǎn)單、易于精密加工，且?guī)缀纬叽缗考庸さ囊恢滦院茫?jīng)過(guò)實(shí)流標(biāo)定之后可以達(dá)到0.5級(jí)精度。采用抽樣標(biāo)定可以使同一規(guī)格流量計(jì)達(dá)到1級(jí)。這對(duì)尚未達(dá)到“標(biāo)準(zhǔn)化”的非標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)來(lái)說(shuō)非常難得。

然而，環(huán)形孔板流量計(jì)也具有一定的局限性。由于測(cè)量板對(duì)流體的阻擋，板后形成較強(qiáng)的漩渦，造成差壓信號(hào)波動(dòng)，特別是用于大流量的液體介質(zhì)時(shí)，波動(dòng)較大，影響讀數(shù)的準(zhǔn)確性，因此不適合測(cè)量大流量液體介質(zhì)(管內(nèi)流速不宜超過(guò)2m/s)。

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，環(huán)形孔板流量計(jì)有3種型式：基型(適用于一般流體，可用于高溫高壓)、防堵型(適用于臟污流體，例如焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣等)、夾套保溫型(適用于易粘附、結(jié)晶或易汽化的流體，如重油、液氨 等)。從市場(chǎng)應(yīng)用角度來(lái)看，基型多用于蒸汽流量測(cè)量，防堵型多用于測(cè)量冶金行業(yè)，夾套保溫型多用于化工行業(yè)。

2.2 均速管流量計(jì)

均速管流量計(jì)是在皮托管(或皮托-靜壓管)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。其基本原理同樣依據(jù)能量守恒的伯努利方程，將速度頭轉(zhuǎn)換成靜壓頭。由于皮托管只能檢測(cè)“點(diǎn)流速”，在非均勻流場(chǎng)里僅僅測(cè)量單點(diǎn)流速很難求得“流量”，所以不適用于工業(yè)管流量的測(cè)量。經(jīng)過(guò)多年研究，利用“直圓管外周沿軸線方向按照一定規(guī)律分布的若干個(gè)孔”可測(cè)取平均總壓、計(jì)算“管流量”，這類流量計(jì)統(tǒng)稱為“均速管流量計(jì)”。此外，該流量計(jì)總壓力口的排列形狀類似笛子，因此也被稱為笛形管流量計(jì)。根據(jù)結(jié)構(gòu)和性能的不同，該流量計(jì)可分為強(qiáng)力巴、德爾塔巴、威力巴、畢托巴、托巴等多種類型。根據(jù)近年來(lái)的使用情況，前3種差壓信號(hào)較穩(wěn)定，受用戶歡迎，市場(chǎng)占有率較高。

強(qiáng)力巴流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 強(qiáng)力巴流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

強(qiáng)力巴流量計(jì)的工作原理為：將由高壓取壓口和低壓取壓口感測(cè)到的壓力分別傳送到檢測(cè)桿內(nèi)部的高壓腔和低壓腔，將平均總壓力和平均背壓力分別傳送到差壓變送器的高壓室和低壓室;兩者的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，經(jīng)顯示儀表(或計(jì)算機(jī))運(yùn)算處理后即可得知流體的流量。根據(jù)結(jié)構(gòu)型式的不同，強(qiáng)力巴流量計(jì)通常有3種型式：基型(停流泄壓后插拔檢測(cè)桿，適用于新設(shè)管線或允許長(zhǎng)時(shí)間停流的管線)、在線插拔型(在管線工作狀態(tài)下安裝或插拔檢測(cè)桿，可用于正常工作的管線)、多桿復(fù)合型(對(duì)大口徑管線，可采用2根以上檢測(cè)桿，增加檢測(cè)點(diǎn)覆蓋面積，提高流量測(cè)量精度)。為了方便用戶安裝，出廠前可以和差壓變送器組裝成一體化，用戶只需在管壁上開1～2個(gè)安裝孔即可。

強(qiáng)力巴流量計(jì)主要技術(shù)參數(shù)：公稱通徑為圓形管(內(nèi)徑)25～4 000mm,公稱壓力≤16MPa,介質(zhì)溫度≤650 ℃(與本體材質(zhì)有關(guān)),精確度等級(jí)為1.0、1.5。

這類儀表的優(yōu)點(diǎn)主要有兩點(diǎn)。①安裝簡(jiǎn)便，壓力損失小[1-4](節(jié)約能源)，同一種口徑的檢測(cè)桿可以適用于各種介質(zhì)、各種流量，改變介質(zhì)或流量只需調(diào)整差壓變送器的量程即可，適應(yīng)性很強(qiáng)。②可以測(cè)量各種介質(zhì)，即使是臟污流體也可以使用，只要是加裝反吹系統(tǒng)或者定期對(duì)檢測(cè)桿離線清洗 (強(qiáng)力巴流量計(jì)還可以停流但不離線、旋開頭部的堵頭，用手電鉆夾住鋼絲插進(jìn)檢測(cè)桿快速疏通，維護(hù)時(shí)間短)，強(qiáng)力巴流量計(jì)就能夠長(zhǎng)期可靠使用。

其局限性是：對(duì)于同一種流體、管徑、參數(shù)，與其他流量計(jì)相比，產(chǎn)生的輸出信號(hào)較小，往往需要配套微差壓變送器(甚至沒(méi)有合適的差變)，使得整套價(jià)格提高，不利于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。因此，新推出一種增強(qiáng)型強(qiáng)力巴流量計(jì)。在大多數(shù)情況下，其他流量計(jì)配套普通低差壓變送器即可實(shí)現(xiàn)，降低了整套流量計(jì)的價(jià)格。

這類流量計(jì)推薦用于較大口徑輸水、輸氣(蒸汽或氣體)管道，特別是已經(jīng)使用的管線或地下管線、不適合停流割開管線的場(chǎng)合，對(duì)于企業(yè)節(jié)能升級(jí)改造，有廣闊的市場(chǎng)空間。

2.3 平衡孔板流量計(jì)

平衡孔板流量計(jì)的工作原理和標(biāo)準(zhǔn)孔板一樣，只是結(jié)構(gòu)不同。標(biāo)準(zhǔn)孔板是在平板中間開一個(gè)孔，使流體流通而周邊阻擋形成“堰”，含有沉淀物雜質(zhì)的流體會(huì)在孔板前后沉積雜質(zhì)、改變流通狀態(tài)，甚至堵塞取壓口。流速高時(shí)，因漩渦產(chǎn)生較大噪聲使孔板抖動(dòng)甚至損壞，所以它的應(yīng)用受到限制。美國(guó)國(guó)家航空航天局馬歇爾航空飛行中心開發(fā)了一種新型孔板，以減少噪聲。其在板中心仍有一個(gè)同心孔的基礎(chǔ)上，在中心孔的周邊按一定規(guī)律分布若干較小的孔，其直徑由相應(yīng)公式計(jì)算，稱為平衡孔板或多孔孔板。

平衡孔板流量計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)：公稱通徑為50～2 000mm，壓力等級(jí)為0.25～42MPa，精確度等級(jí)為0.5、1.0,介質(zhì)溫度≤650 ℃(與本體材質(zhì)有關(guān))。

平衡孔板具有以下優(yōu)點(diǎn)。

①由于多個(gè)“流通面”和“阻擋面”基本均勻分布，從而把流體流通截面變化所產(chǎn)生的漩渦細(xì)分成較小漩渦、減小了差壓信號(hào)的波動(dòng)。平衡孔板讀數(shù)穩(wěn)定，能提高小流量時(shí)的測(cè)量精度，降低可測(cè)量的流量下限，因此范圍度更寬。

②壓力損失小。由于漩渦較小，容易隨時(shí)被流體主流沖走，不致積累成大漩渦，因此壓力損失小。

③直管段長(zhǎng)度較短。將多孔整流器和測(cè)量孔板結(jié)合起來(lái)，能把上游的凌亂流場(chǎng)束整成規(guī)則流場(chǎng)，減小因直管段長(zhǎng)度不足造成的誤差，因此可降低對(duì)直管段長(zhǎng)度的要求 。

我國(guó)自2006年開始有合資企業(yè)生產(chǎn)平衡孔板以來(lái)，相繼有十幾家生產(chǎn)企業(yè)，在石油化工、冶金、化工等行業(yè)獲得推廣使用。實(shí)踐驗(yàn)證了平衡孔板流量計(jì)具有流動(dòng)噪聲小、差壓信號(hào)穩(wěn)定、可測(cè)流量范圍寬、壓力損失小等優(yōu)點(diǎn)，但是由于它是非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，不進(jìn)行實(shí)流標(biāo)定無(wú)法保證其測(cè)量準(zhǔn)確度。實(shí)流標(biāo)定證明，不同口徑、不同開孔比的平衡孔板流出系數(shù)相差很大。

平衡孔板流量計(jì)也具有一定局限性，如不適合太小(例如Φ40mm以下)或太大(例如Φ2 000mm及以上)的口徑使用。過(guò)大的口徑由于不便精密加工，因不能實(shí)流標(biāo)定而不能確保準(zhǔn)確度，亦不推薦選用。

根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，該類流量計(jì)通常有2種型式：夾持型(基型，板片夾持在2片法蘭之間，法蘭另一端和管線焊接)、短管型(板片的上游和下游分別帶一段短管，與管線采用法蘭連接或焊接)。對(duì)強(qiáng)腐蝕流體，一般需配用帶隔離膜片的差壓變送器，采用短管型一體化結(jié)構(gòu)。

在要求測(cè)量范圍寬(例如1∶10，最好配置2臺(tái)差壓變送器切換使用)、最小流量小的場(chǎng)合，較常選用多孔平衡孔板，建議出廠時(shí)作實(shí)流標(biāo)定，以確保測(cè)量精度。

2.4V形錐流量計(jì)

V形錐流量計(jì)又稱內(nèi)錐流量計(jì)、V錐流量計(jì)，由美國(guó)麥克羅米特公司發(fā)明。 該流量計(jì)和一般節(jié)流裝置一樣，原理也是依據(jù)伯努利方程和流體連續(xù)性方程。因流通面積的改變而產(chǎn)生壓力差，而壓力差和流量的平方成正比，測(cè)出差壓值即可得知流量。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：在管道中心同軸固定一個(gè)圓錐體，其最大外徑和管內(nèi)徑尺寸成一定的比例關(guān)系。在錐體上游的管壁處開一取壓口測(cè)取流體正靜壓、在錐體尾部中心測(cè)取負(fù)靜壓，將兩者分別引入差壓變送器，即可測(cè)得流量。V型錐流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

V形錐流量計(jì)的主要技術(shù)參數(shù):公稱通徑為50～2 000mm，壓力等級(jí)為0.25～16MPa,精確度等級(jí)為0.5、1.0,介質(zhì)溫度≤650 ℃(與本體材質(zhì)有關(guān))。

V形錐流量計(jì)的流體從管內(nèi)壁和錐體外徑之間的環(huán)形通道流過(guò)。

圖3 V形錐流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

V形錐流量計(jì)具有標(biāo)準(zhǔn)孔板所沒(méi)有的諸多優(yōu)點(diǎn)，具體如下。

①檢測(cè)件的圓錐體形狀具有流體整流作用，削弱了上游局部阻力件產(chǎn)生的亂流對(duì)測(cè)量的影響，直管段長(zhǎng)度可以短些， 一般情況下達(dá)到前3DN、后2DN即可。

②對(duì)流體的平緩節(jié)流作用使差壓信號(hào)波動(dòng)小，讀數(shù)穩(wěn)定，有利于測(cè)量小流量，從而擴(kuò)大了測(cè)量量程范圍。

③流經(jīng)檢測(cè)件時(shí)產(chǎn)生的漩渦和壓力損失小，節(jié)約能源。

④流體中的雜質(zhì)不易堵塞在節(jié)流件前后，氣體介質(zhì)中液體(如蒸汽中的凝結(jié)水)不會(huì)存在于節(jié)流件周圍，避免產(chǎn)生測(cè)量誤差。

但是，由于同規(guī)格的多個(gè)V錐體形狀難以保證完全一致，特別是沒(méi)有經(jīng)過(guò)機(jī)床精密加工的V錐體，不進(jìn)行逐臺(tái)實(shí)流標(biāo)定就難以確保精度，而實(shí)流標(biāo)定的費(fèi)用較高，一般用戶難以承受。對(duì)于要求測(cè)量精度較高的用戶，要充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。目前，對(duì)V錐流量計(jì)的宣傳有“過(guò)度”的趨勢(shì)，有的口徑為40mm甚至更??；而有的口徑為2 000mm甚至更大，也選用V錐，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮是不合適的。有的管道壓力高且波動(dòng)較大，選用V錐就可能發(fā)生錐體支撐斷裂的危險(xiǎn)，請(qǐng)選型者慎之。推薦用于中、大口徑氣體、液體、蒸汽介質(zhì)，流速中等以下的管徑。V錐流量計(jì)不但適用于一般介質(zhì)，也適用于臟污(無(wú)粘附性)、粉塵介質(zhì)。

2.5 矩形流量計(jì)

矩形流量計(jì)是在楔形流量計(jì)的基礎(chǔ)上開發(fā)的，基本原理同一般節(jié)流裝置。楔形流量計(jì)的檢測(cè)元件是楔子，在測(cè)量臟污流體時(shí)，楔子的上游側(cè)面和下游側(cè)面由于流速較低而易粘附臟物、進(jìn)而影響測(cè)量，限制了它的使用。近年來(lái)，煤化工行業(yè)中的煤漿等臟污磨損性流體對(duì)楔形流量計(jì)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，催生出一種新型差壓式流量測(cè)量?jī)x表——矩形流量計(jì)。它結(jié)合了楔形流量計(jì)和文丘里流量計(jì)這兩種流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)上作了實(shí)質(zhì)改進(jìn)。檢測(cè)元件不是頂端尖銳的楔塊，而是平緩收縮和擴(kuò)張的階梯矩形。矩形流量計(jì)可用于圓形、矩形或方形管道，本體可用直接焊接式(不帶法蘭)或法蘭連接式。

矩形流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

圖4 矩形流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

按用途不同分類，矩形流量計(jì)一般有耐磨損型、耐腐蝕型2種型式。

矩形流量計(jì)的主要技術(shù)參數(shù):內(nèi)徑為50～2 000mm，壓力等級(jí)為0.25～6.3MPa，精確度等級(jí)為1.5～2.5，介質(zhì)溫度≤650 ℃(與本體材質(zhì)有關(guān))。

矩形流量計(jì)的特點(diǎn)如下。

①流體經(jīng)過(guò)最小流通截面時(shí)沒(méi)有漩渦，不產(chǎn)生能量損耗，因此壓損小、能耗低。

②檢測(cè)元件沒(méi)有尖角，不易磨損，可以噴涂耐磨材料，適用于磨蝕性強(qiáng)(如煤漿、油漿)的流體，耐磨、性能穩(wěn)定、可靠，使用壽命可達(dá)楔式流量計(jì)的4倍以上。

③取壓方式類似于文丘里管，比楔式流量計(jì)的取壓方式更好、穩(wěn)定性更佳、測(cè)量精度更高。

④由于檢測(cè)元件的測(cè)量部分沒(méi)有滯流區(qū)，雜質(zhì)臟污不易粘附，如果采用噴涂樹脂等特殊材料，防粘能力更強(qiáng)(可采用“雙法蘭隔離膜片”差壓變送器)。

矩形流量計(jì)可應(yīng)用于測(cè)量高磨損性流體(在檢測(cè)件表面噴涂耐磨材料)和腐蝕性流體的流量(噴涂耐腐蝕材料)，也可以測(cè)量一般氣體、蒸汽和液體(包括油漿、煤化工流體)的流量。

按用途不同，矩形流量計(jì)一般有耐磨損型和耐腐蝕型2種型式。

由于矩形流量計(jì)是非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，為達(dá)到一定的計(jì)量精度，建議實(shí)流標(biāo)定。

3 結(jié)束語(yǔ)

不同的差壓式流量計(jì)[5-11]具有各自鮮明的特點(diǎn)，用戶應(yīng)根據(jù)自身目的有針對(duì)性地選擇和使用。在對(duì)測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合，優(yōu)先選用由制造廠配套供應(yīng)直管段的標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴或ASME噴嘴，或經(jīng)過(guò)實(shí)流標(biāo)定的平衡孔板、環(huán)形孔板流量計(jì)等;在對(duì)壓力損失要求較嚴(yán)的場(chǎng)合，優(yōu)先選插入式(例如強(qiáng)力巴)流量計(jì)等；在直管段長(zhǎng)度不足的場(chǎng)合，優(yōu)先選用環(huán)形孔板、V錐流量計(jì)、平衡孔板流量計(jì)等；對(duì)于介質(zhì)雜質(zhì)較多、粘附性強(qiáng)的介質(zhì)，例如濕焦?fàn)t煤氣，建議選用帶夾套保溫(電伴熱或蒸汽伴熱，使測(cè)量管段內(nèi)環(huán)形孔板板片溫度稍高于介質(zhì)溫度，黏稠物質(zhì)不易粘附在板片上)的環(huán)形孔板流量計(jì)；對(duì)較大口徑，建議在流量計(jì)的下游3倍口徑距離外開設(shè)“檢修人孔”，大修時(shí)徹底清污；對(duì)于磨損性流體，推薦選用噴涂特殊材料的矩形流量計(jì)(配用帶隔離膜片的智能差壓變送器)?？傊?，流量測(cè)量涉及多方面知識(shí)，需要選型者全面了解流量計(jì)的性能指標(biāo)，必要時(shí)需和制造商進(jìn)行溝通。

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PerformanceStudyontheNewTypesofDifferentialPressureFlowmeters

ZHAIXiaojin1，SHENXinjian1，WANGGuanglei2，SHAOPengcheng1

(1.KaifengInstrumentCo.,Ltd.,Kaifeng475002,China;2.QinghaiSaltLakeIndustryCo.,Ltd.,Xining810000,China)

Inmarketsharingofflowinstruments,differentialpressureflowmeteroccupiesthetoppositionbecauseofitsfeaturesofsimplestructure,solidanddurable,stableprecision,andadaptability,etc.Duetothewidevarietyanddifferenceperformances,inordertomakethemostofthestrengthsofeachinstrument,avoiditsweaknesses,andaccuratelyandreliablytomeasurethefluidflow,theperformanceofthenewtypesofdifferentialpressureflowmetersthatwidelybeingusedindomesticmarketareanalyzedandcompared;theirprinciples,characteristicsandmajorparametersareelaborated.Inaccordancewiththeadvantagesanddisadvantagesofvariousinstruments,Theusersshouldselectmostsuitableinstrumentforspecificapplicationmaybetterexerttheusevalueofeachkindofinstrument.

Differentialpressureflowmeter;Circularflowmeter;Uniformtubeflowmeter;Balanceflowmeter;V-coneflowmeter;Rectangularflowmeter;Modelselection

翟小金(1983—)，男，學(xué)士，助理工程師，主要從事差壓式流量計(jì)的研發(fā)工作。E-mail:304129300@qq.com。

TH814;TP

ADOI: 10686/j.cnki.issn1000-0380.201701020

修改稿收到日期:2016-07-05