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    0 引言

    孔板流量計發(fā)展較早，技術(shù)成熟，價(jià)格低廉，有標準，理論精度高，應用非常廣泛。但它存在許多不足之處，如應用中許多因素（設計參數與工況參數不符導致孔板加工制作有誤，上游直管段不足，孔板和管道不同心，長(cháng)期使用導致孔板A面受污，銳角磨損等）對其測量精度有非常大的影響，使其測量誤差增大；安裝較為麻煩，若安裝不正確，容易發(fā)生介質(zhì)泄漏，維護及拆洗的工作量較大；量程比較小，局限性大；壓力損失較大，運行費用高。

    冶金行業(yè)中，輸送各類(lèi)煤氣的管徑較大，對于直管段要求嚴格的流量計，現場(chǎng)不易找到合適的安裝位置，使測量精度難以保證。威力巴、阿牛巴、熱式氣體質(zhì)量流量計雖然解決了壓損問(wèn)題，但如所測介質(zhì)雜質(zhì)較多，取壓孔很容易堵塞，精度難以保證。

    1 煤氣流量裝置的選型原則

    要正確和有效地選擇煤氣流量測量方法和儀表，必須熟悉儀表和所使用煤氣特性。同時(shí)，還要考慮經(jīng)濟因素。歸納起來(lái)有5個(gè)方面因素，即性能要求、煤氣特性、安裝要求、環(huán)境要求和安裝運行費用。

    其次，要充分考慮度、重復性、線(xiàn)性度、流量范圍和范圍度、壓力損失、輸出信號特性和響應時(shí)間，安裝條件、方式等。按測量對象各自的測量目的，儀表性能方面有著(zhù)不同的側重點(diǎn)。例如：商貿核算和倉儲交接對度要求較高；過(guò)程控制連續測量通常只要求良好的可靠性和重復性，而對測量度放在次要地位；批量配比生產(chǎn)除了要良好的可靠性和重復性外，還希望有好的測量度。

    2 威孔流量計的結構、原理及性能特點(diǎn)

    2.1 威孔流量計的結構

    威孔流量計結構如圖1所示。

    2 2 測量原理

    威孔流量計是一種新型的高精度差壓式流量計，它與孔板相反，通過(guò)在密封管道中心線(xiàn)懸掛一個(gè)特制的流線(xiàn)形錐體來(lái)進(jìn)行*節流，用上游管壁和錐體尾部測量的差壓計算流量，俗稱(chēng)錐型流量計、V錐流量計。圖2為測量原理圖，其理論基于封閉管道中能量相互轉化的伯努利定理。

    在穩定流量的情況下，管道中的流速與差壓的開(kāi)方成正比。即：

    式中：β為直徑比；D為管道內徑，mm；d為錐體外徑，mm；Q為流量，m³/h；k為流出系數，無(wú)量綱，因不同流量而異；E為氣體膨脹系數，無(wú)量綱，在非壓縮應用時(shí)等于1；Δp為差壓，Pa；ρ為流體密度，kg/m³。

    2.3 性能及特點(diǎn)

    2.3.1 產(chǎn)生更穩定的差壓信號，小流量的測量更準確

    孔板的差壓是通過(guò)中間開(kāi)孔的節流件，讓流體突然收縮流動(dòng)發(fā)生改變，從而產(chǎn)生差壓；威孔流量計是通過(guò)懸掛軸心的錐形體，讓流體逐漸收縮，流動(dòng)平緩地發(fā)生改變，這樣減弱了流場(chǎng)中壓力波動(dòng)的幅值，產(chǎn)生的差壓信號更加穩定，能分辨的差壓信號更小，有利于小流量的測量。

    2.3.2 更寬流量測量范圍

    威孔流量計*的結構，使得在低流速時(shí)，依然能產(chǎn)生足夠分辨的差壓，使得差壓的量程下限比傳統差壓儀表低，量程得以向下限擴展，可達到15∶1。

    2.3.3 很高的重復性、測量精度

    重復性?xún)?yōu)于±0.1%；測量精度優(yōu)于±0.5%。

    3 威孔流量計對直管段要求不嚴格

    雖然所有的差壓式流量?jì)x表都是依據伯努利定理測量，但伯努利定理有一個(gè)基本要求，即被測量的流體必須為理想流體，許多傳統差壓式流量計（如孔板、文丘里、噴嘴等）的節流方式無(wú)法直接形成理想流體。為了盡量滿(mǎn)足伯努利定理要求，不得不安裝很長(cháng)的前、后直管段（15D～30D），將不規則的流體場(chǎng)變成近似理想流體。

    威孔流量計可以測量液體、氣體、蒸汽及氣、液兩相介質(zhì)。流體的條件可以從深低溫到超臨界狀態(tài)，工作溫度zui高達700℃，zui大壓力可達到40MPa，zui高雷諾數zui高為5×10⁶，雷諾數zui低為8×10³甚至更低。其所產(chǎn)生的滿(mǎn)刻度差壓信號，從zui低小于0.1kPa到幾十kPa。威孔流量計的精度高、重復性好、量程比寬、對直管段要求低、長(cháng)期穩定性好、信號穩定；而且壓力損失小，其中節流元件為一個(gè)懸掛在管道*的錐形體，具有*的“整流”功能和無(wú)銳利緣口的物理特性，能重塑曲線(xiàn)，在緊靠錐形體上游和下游較窄的區域內（前0～3D、后0～D），將流速不規則的流體直接整流成理想流體，可充分滿(mǎn)足伯努利定理的要求；這決定了它比傳統節流裝置更具有*的性能。即使在極惡劣的使用條件下，如上游有兩個(gè)很靠近錐體的不在同一平面上的彎頭時(shí)，也能使流體場(chǎng)分布變得平坦和對稱(chēng)，從而確保測量精度；非常*的錐形元件，能阻止污染物的形成與沉積。所以特別適用于高爐煤氣、焦爐煤氣、混合煤氣的測量，而且價(jià)格與孔板流量計相差不多，是一種值得推廣應用的新型流量計。

    4 結束語(yǔ)

    威孔流量計，結合智能型二次儀表或PLC，*可以作為計量考核儀表使用；并且重現精度高，這個(gè)特點(diǎn)特別適用于過(guò)程流量和控制流量的測量；焊接式安裝方式，保證威孔傳感器長(cháng)時(shí)間、無(wú)泄漏安全運行；對直管段要求低，可方便地在狹小的地方或裝置內使用，適應性強；配合不同的彎管材質(zhì)和合適的幾何尺寸，威孔流量計可以適應絕大多數工藝介質(zhì)和工藝條件的流量測量，威孔流量計的適用范圍十分廣闊。