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中科羅弗V錐流量計

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北京中科羅弗儀表科技有限公司

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產(chǎn)品簡介

V錐流量計(V-cone flowmeter)，又名V形錐流量計；錐型流量計；錐形流量計；內(nèi)錐流量計；內(nèi)錐式流量計，一體化V錐流量計,本產(chǎn)品是我公司在20世紀(jì)80年代開始研發(fā)的一種差壓流量計，它的開發(fā)成功是差壓式流量測量的質(zhì)的飛躍。它利用V錐體在流場中產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)，通過檢測上下游壓差來測量流量。與普通節(jié)流件相比，它改變了節(jié)流布局，從中心孔節(jié)流改為環(huán)狀節(jié)流。實踐使用證明，V錐流量計與其他流量儀表相比，具有長期精度高、穩(wěn)定性好，受安裝條件局限小、耐磨損、測量范圍寬、壓損小、適合贓污介質(zhì)等優(yōu)點。而且V錐體本身作為流場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組合而成的V錐流量計，可精確測量寬雷諾數(shù)(8×103≤Re≤5×107)范圍內(nèi)各種介質(zhì)的流量。

詳細(xì)介紹

一、概述

二、原理

V錐流量計(V-cone flowmeter)，又名V形錐流量計；錐型流量計；錐形流量計；內(nèi)錐流量計；內(nèi)錐式流量計，一體化V錐流量計,本產(chǎn)品是在20世紀(jì)80年代開始研發(fā)的一種差壓流量計，它的開發(fā)成功是差壓式流量測量的質(zhì)的飛躍。它利用V錐體在流場中產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)，通過檢測上下游壓差來測量流量。與普通節(jié)流件相比，它改變了節(jié)流布局，從中心孔節(jié)流改為環(huán)狀節(jié)流。實踐使用證明，V錐流量計與其他流量儀表相比，具有長期精度高、穩(wěn)定性好，受安裝條件局限小、耐磨損、測量范圍寬、壓損小、適合贓污介質(zhì)等優(yōu)點。而且V錐體本身作為流場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組合而成的V錐流量計，可精確測量寬雷諾數(shù)(8×103≤Re≤5×107)范圍內(nèi)各種介質(zhì)的流量。

三、V錐流量計主要技術(shù)參數(shù)
·精度等級：0.5級(差壓流量變送器精度應(yīng)高于0.2級，含0.2級),(β：0.45～0.85，當(dāng)β<0.55，量程比4∶1時，精度等級：≤0.30)
·重復(fù)性：0.1%
·工作壓力：0～40MPa(有多個壓力等級可供選擇)
·工作溫度：-40～850°C
·環(huán)境溫度：-40～65°C、
·安裝直管段要求：前0-3D直管道，后0-1D直管段
·量程比寬：通常為10∶1，選擇合適的參數(shù)可達(dá)到50∶1
·壓損?。和瑯拥?span>β值，壓損是孔板1/3～1/5
·口徑范圍是DN25～DN2000

四、V錐流量計的技術(shù)特點
1、安裝要求低：前0～3D直管道，后0～1D直管段；
2、量程比寬：通常為10∶1，選擇合適的參數(shù)可做到50∶1；
3、壓損小：同樣的β值，壓損是孔板1/3～1/5；
4、耐磨損：流線型錐形體節(jié)流后，在錐形體表面產(chǎn)生真空層效應(yīng)，使得錐形體不易磨損；
5、不堵塞，不粘附：錐形*吹掃式設(shè)計避免了流體中的殘渣、凝結(jié)物或顆粒的滯留；
6、長期穩(wěn)定性好：β值可長期不變，并保證長期精確測量；
7、精度高：0.5級；
8、重復(fù)性好：優(yōu)于0.1%；
9、信號穩(wěn)定："信號波動"是孔板的1/10；
10、β值范圍寬：V錐流量傳感器的幾何形狀允許有廣泛的β值范圍；
11、口徑范圍寬：DN25～DN2000；
12、可測高溫、高壓介質(zhì)：工作溫度850℃, 大壓力40MPa；
13、可測臟污介質(zhì)(焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、原料油、渣油等)；
14、可測氣液兩相介質(zhì)(濕氣、冷凝水等)；

1.法蘭型
連接方式：法蘭(平焊和對焊)
口徑：DN15～DN2000
取壓方式：承插焊,法蘭,螺紋
壓力：0～40MPa
溫度：-40～850℃
材質(zhì)：304不銹鋼、316L不銹鋼、20#碳鋼(詳見選型表)
應(yīng)用：液體,氣體,蒸汽
適用介質(zhì)：廣泛地應(yīng)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)。

法蘭型V錐流量傳感器

2．直接焊接型
連接方式：直接焊接到工藝管線
口徑：DN15～DN2000
取壓方式：承插焊,法蘭,螺紋
壓力：0～40MPa
溫度：-40～850℃
材質(zhì)：304不銹鋼、316L不銹鋼、20#碳鋼(詳見選型表)
應(yīng)用：輸油管,輸氣管,蒸汽管網(wǎng),高壓工藝管線

3．夾持型
連接方式：法蘭端面對夾
口徑：DN15～DN150
取壓方式：承插焊,螺紋
壓力：0～40MPa
溫度：-40～850℃
材質(zhì)：304不銹鋼、316L不銹鋼、20#碳鋼(詳見選型表)
應(yīng)用：液體,氣體,蒸汽

4．*的性能是如何實現(xiàn)的

（1）對流體的均速作用

流體在管道中流動實際上是這樣一種狀態(tài)，當(dāng)流體流動不受任何阻礙和干擾達(dá)到充公發(fā)展?fàn)顟B(tài)時，其速度分布為：越靠近管道中心流速越快，在中心處達(dá)到快、越靠近管壁流速越慢，在管壁處接近零。大多數(shù)流量儀表測量流量涉及到流速時，由于無法改變這種快慢不均的狀態(tài)，只能忽略管道中流速有快慢之分的實際情況而假設(shè)流速是均等的。而塔型（形）流量計由于錐形體處在管道中心，它直接把流體從高速流動的中心部位分開，使流速快的流體分別向四周流速慢的流體靠攏并拉動它們混合一起流動，這種快慢混合的結(jié)果就是：原本流速快慢的差別消失了，流體變成了真正的均勻流動。流體流速被均勻化所帶來的好處就是：測量信號真實反映了被測流體的實際值，并使得在低流速時塔型（形）流量計前后仍能產(chǎn)生足夠準(zhǔn)確的差壓，隨著流速的降低，這種作用更加顯著，而這種情況對于傳統(tǒng)的差壓式儀可能早已不能測量了（見圖3）

（2）具有很強(qiáng)的抗干擾（旋渦流）能力

大家都知道流體流動遇到阻擋物時會產(chǎn)生“旋渦流"，這就是的“卡曼旋渦"現(xiàn)象，渦街流量計就是基于這個原理工作的。同樣道理象孔板、錐開體等節(jié)流件在管道中也是阻擋物，在節(jié)流件后部除了產(chǎn)生靜壓力外必然也會產(chǎn)生旋渦流。然面這個旋渦流對于渦街流量計來講是有用的信號對于差壓式儀表來講卻是有寄存器的干擾，見（圖4）。這個干擾在節(jié)流件下流（負(fù)壓端）會產(chǎn)生“信號跳動“現(xiàn)象，它會嚴(yán)重干擾正常信號的測量。塔形的結(jié)構(gòu)是邊壁節(jié)流，節(jié)流件后部產(chǎn)生干擾流的分布是等量相反（對稱分布）而相互抵消，因此使干擾程度大大減輕。而孔板等傳統(tǒng)節(jié)流件是中心節(jié)流，產(chǎn)生的干擾流方向直接指向取壓口，嚴(yán)重干擾了測量信號，特別是小流量時干擾甚至大于測量信號而無法正常工作。經(jīng)過大量的試驗和科學(xué)檢測證明：

（3）對流體的整流功能
絕大多數(shù)流量儀表要求足夠長的前后直管段，目的就是為了使流體流動狀態(tài)成為充分發(fā)展管流以復(fù)現(xiàn)實驗條件下的流動狀態(tài)。然而這種苛刻的要求常常由于復(fù)雜的現(xiàn)場（如各種閥門、彎頭、縮徑、擴(kuò)徑、泵等）而不能滿足，所帶來的結(jié)果必然是測量誤差的增大。因此，絕大多數(shù)流量儀表很難在不滿足直管段條件下取得準(zhǔn)確的測量值。
而塔型（形）流量計卻不同，由于它邊避節(jié)流的特殊結(jié)構(gòu)，使得流體在遇到V形節(jié)流件時，被強(qiáng)迫按照“管壁與節(jié)流件之間由寬逐漸變窄的狹長通道"內(nèi)流動，該通道可以等效為一個管式整流器，經(jīng)過這個通道后，各種干擾流的變化為：不規(guī)范流動——被迫在規(guī)定的通道流動——變成規(guī)范流動。因此它能夠?qū)ι嫌翁幰蚋鞣N外界因素引起的不規(guī)則的流動畸變自動進(jìn)行矯正整流，從而使達(dá)到測量區(qū)的流動形成了規(guī)則的流動。因此只需極短的直管段也能取得準(zhǔn)確的測量值，由此大大減輕了用戶的工作量和投資，這是大多數(shù)流量儀表無法相比擬的。

（4）節(jié)流件耐磨損的特點

我們都知道節(jié)流式差壓儀表的測量精度是靠它的“幾何尺寸"保證的，這一點塔形與孔板是一樣的。但是由于孔板測量關(guān)鍵部位易磨損，它的測量誤差隨著使用時間在緩慢變大。而從塔型（形）流量計的節(jié)流件結(jié)構(gòu)可以看出：其關(guān)鍵的節(jié)流邊緣是處在節(jié)流件后部的鈍角，并順著流體方向。當(dāng)流體流過節(jié)流件表面和管壁間的通道時，會形成“邊界層效應(yīng)"，該效應(yīng)會使流體到達(dá)測量部位前，逐漸離開了節(jié)流邊緣一個微小的距離，這樣就使被測流體不與節(jié)流件關(guān)鍵部位接觸，因此就不可能有磨損情況發(fā)生，其關(guān)鍵部位的幾何尺寸（β值）就能保持長期不變。所以不用重復(fù)標(biāo)定也能長期穩(wěn)定工作。（圖9）

（5）自清潔功能

如前所述，由于流體在靠近管壁處的流速變慢極容易使臟污物等沉淀或附著在管壁上，對于孔板等傳統(tǒng)差壓儀表還會在前面堆積。那么流體在塔形流量計流動時會是一種怎樣的情況？當(dāng)流體進(jìn)入測量管并流過節(jié)流件四周的通道時，由于該通道是管壁與節(jié)流件間形成的由寬逐漸變窄的通道，它博士流體流動速度高于管道其他部位并逐漸加快，在到達(dá)節(jié)流件測量的關(guān)鍵部位時流速快，從而對管壁、節(jié)流件表面附近形成了吹掃沖刷作用，所有臟污雜物不可能在這里停留或附著，所以不會產(chǎn)生臟污的積垢，更不存積垢死角。塔型（形）流量計這一的吹掃式設(shè)計，決定了它用在高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等臟污流體測量中，不會使粉塵、焦油等臟物在節(jié)流件和管壁附近堆積，附著及堵塞取壓孔。（圖10）

（6）強(qiáng)大防堵功能的技術(shù)

上述介紹的塔形流量計的自清潔功能，當(dāng)流體屬于特臟型或含有大量粉塵雜質(zhì)時，常規(guī)的V 型（形）流量計有時也不能*解決，國內(nèi)外實際使用中，時有發(fā)生因堵塞取壓孔而導(dǎo)致測量失敗的事例。
為此飛龍公司經(jīng)過一年多的試驗已于去年研制成功三項具有中國獨立知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)產(chǎn)品：
具有可控加熱的塔型（形）流量計；
具有噴涂特殊材料涂層的塔型（形）流量計；
具有多孔取壓的塔型（形）流量計；
專用于高爐、焦?fàn)t煤氣等特臟污流體流量的測量。加油的防堵功能，該產(chǎn)品目前在國內(nèi)國際都處于地位。

（7）在設(shè)計計算上比標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件準(zhǔn)確

對這個問題下面以計算孔板為例來說明。
在孔板計算中用戶必須把管道直徑“D"值提供給計算者，D參數(shù)是設(shè)計孔板的一個重要數(shù)據(jù)，因此標(biāo)準(zhǔn)中對它有嚴(yán)格的規(guī)定：要求在節(jié)流件前（0～0.5）D長度上，至少取3個截面測出12個數(shù)據(jù)，然后取其平均值作為D值來計算孔板。然而這個規(guī)定在實際中很難做到，因為大多數(shù)情況都是在原有的工藝管道上后安裝塔型（形）流量計，不可能為了測量D值而停車割開管道，大多數(shù)習(xí)慣上都是以公稱直徑報給設(shè)計者（除非連同直管段一道購買加工）。我們知道管道的尺寸通常是以公稱值來標(biāo)注的，而鋼管產(chǎn)品是按外徑和壁厚系列組織生產(chǎn)的。不同的壁厚可以導(dǎo)致同一系列的鋼管直徑相差大達(dá)十毫米之多，以這樣不準(zhǔn)確D值來計算節(jié)流件，其結(jié)果就是“假值真算"，再高級的計算軟件算出來結(jié)果也是不會準(zhǔn)確的。
塔型（形）流量計，是把測量管和連接法蘭整體焊接在一起的一個產(chǎn)品，雖然D值的要求也很嚴(yán)格，但是這個工作是由儀表制造廠家來做的。測量管是在制造廠進(jìn)行準(zhǔn)確測量或者進(jìn)行機(jī)械加工來達(dá)到所要求數(shù)值，根本不需要用戶再為管道的D值是否精確而為難，用戶只要把管道的壁厚系列提供給儀表廠以便選配同系列的測量管就可以。由于塔形流量可以把D值控制的非常精確，從而避免了孔板等差壓式儀表因D值不準(zhǔn)確而帶來的計算上的誤差。

（8）壓力損失小

塔型（形）流量計的結(jié)構(gòu)特點是流線型節(jié)流件，采用“逐漸節(jié)流方式"工作，*不同于孔板等傳統(tǒng)差壓式儀表“突然節(jié)流"的工作方式，所以它的壓力損失小，約是孔板的1/3。因此對于那些“低壓力、大流量"流體測量來講，比傳統(tǒng)差壓式儀表有很大的*性。

（9）流量計的檢定

流量計的檢定執(zhí)行中華人民共和國檢定規(guī)程：JJG640-1994“差壓式流量計檢定規(guī)程"。

5．技術(shù)指標(biāo)及含應(yīng)用范圍

準(zhǔn)確度：±0.5%
重復(fù)性：±0.1%
量程比：10:1~15:1
直管段要求：上游1～3D 下游0～1D
雷諾數(shù)：8000～1×107
適用管徑：DN15～DN3000
溫度：－50℃～550℃
公稱壓力：0～30Mpa

五、V錐傳感器和差壓變送器組成的V錐流量計的應(yīng)用范圍

依照用戶要求不同，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：
1．V錐傳感器
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。由用戶自己進(jìn)行配套。
2．V錐流量計
由V錐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(jié)構(gòu)。
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自己完成。而差壓變送器可以配套供應(yīng)。
一體型安裝是產(chǎn)品出廠時己將差壓變送器、三閥組與V錐傳感器連接成一體，用戶購買一體型V錐流量計后，使用時不需再連接引壓管。若需配接相應(yīng)的流量積算器、壓力變送器和溫度變送器可以配套供應(yīng)。

可以成功測量的流體：
1．氣體
煤氣：焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、城市煤氣
天然氣：包括含濕量５％以上的天然氣
各種碳?xì)浠衔餁怏w：烷烴類，烯烴類等氣體
各種氣體制造：氫、氦、氬、氧、氮氣等
腐蝕性氣體：濕的氯化物氣體等
空氣：包括含水，含塵埃的空氣、壓縮空氣等
煙道氣：各種鍋爐、加熱爐排放的煙道氣
2．蒸汽：飽和蒸汽、過熱蒸汽
3．液體
油類：原油、燃料油、含水乳化油、柴油、液壓油等
水：原水、飲用水、生產(chǎn)水、污水等
各種水溶液：酸、堿、鹽水溶液等
有機(jī)物化學(xué)品：甲醇、乙二醇、二甲苯等
4．特殊流體
油＋HC氣＋沙
加氣的水：H2O+N2+空氣；H2O+CO2等

六、V錐流量計選型時所注意的事項:

(1)流體名稱
(2)管道內(nèi)外徑(mm)
(3)選用V錐流量傳感器的型式
(4)刻度流量單位(kg/h，t/h，m3/h，Nm3/h)
(5)常用流量、小流量、大流量
a.在工作狀態(tài)下
b.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(介質(zhì)為氣體時應(yīng)該說明流量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))
(6)工作壓力(MPa)
(7)流體溫度(℃)：、低、常用的溫度
(8)流體密度(kg/m3)
a.在工作狀態(tài)下
b.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(介質(zhì)為氣體時應(yīng)該說明密度值的狀態(tài))
(9) 流體粘度(Pa·s)
(10) 相對濕度
(11) 氣體成分：容積百分比(用于二種以上的混合氣體)
(12) 傳感器的安裝方式
a.水平
b.自下而上
(13) 管道法蘭
a.按法蘭標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,代號為提供法蘭標(biāo)準(zhǔn)及型號
b.乙方設(shè)計提供法蘭圖紙

注意：
·測量水和水蒸汽須提供(1)、(2)、(4)、(5)、(6)、(7)、(12)
·測量一般氣體須提供(1)～(13)
·測量一般溶液及油類須提供(1)、(2)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(12)、(13)
·各項數(shù)據(jù)必須填寫工藝設(shè)計的一個具體數(shù)值，請勿填寫由大約多少的某一段范圍。

注：V錐流量計需選配：差壓變送器、三閥組、針型閥、冷凝罐、冷凝圈、壓力變送器、溫度變送器、智能計算儀

七、產(chǎn)品選型

型號	說明
LF- V	錐形流量計
口徑(mm)	15～3000	DN15～DN3000mm
各部件材料材質(zhì)			錐體	鋼管	法蘭
		A	SS304	20#	20#
		B	SS304	15CrMo	15CrMo
		C	SS304	SS304	20#
		D	SS304	SS304	SS304
		E	SS316L	SS304	SS304
		G	SS316L	SS316L	SS316L
被測介質(zhì)			1	液體
			2	氣體
			3	蒸汽
			4	高溫介質(zhì)
補(bǔ)償形式				N	不帶壓力、溫度補(bǔ)償
				Q	帶壓力、溫度補(bǔ)償輸出
壓力等級					1	1.6 MPa
					2	2.5 MPa
					3	4.0 MPa
					4	6.3 MPa