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v锥流量计在焦化厂的应用

日期:2019-02-14 14:58:24

摘要;V锥流量计是一种根据质量守恒定律和能量守恒定律来测量管内流体流量的差压式仪表。它利用悬挂在管道中心处的V型锥作为节流件,使其具有自整流和自清洁的优点。在结构工艺上设计了压力与温度检测装置,并在电路设计中采用了超大规模集成电路,运用最新数学运算模型,使得流量计能够同时测量流量、差压、压力和温度等参数;配备了质量流量(差压)变送器,直接测量质量流量。

1前言

以孔板、喷嘴和文丘里管为代表的差压式流量计已统领流量领域近百年。尽管人们从未间断对它们进行了大量的研究和改善工作,但是由于先天结构上的缺陷,其本身固有的一些缺点,至今没有得到很好的解决,实际应用效果也不理想。如:流出系数不稳定,线性差,重复性不高,从而影响到准确度不高。如孔板入口锐角这个关键部位易磨损,前部易积污,压力损失大,范围度(量程比)小,特别是十分苛刻的直管段要求在实际使用中很难满足。为克服上述这些不足,人们曾研制出1/4圆孔板、锥形入口孔板、偏心孔板、楔形孔板等诸多非标准节流件,试图解决这些问题。但是这些节流件同标准节流件一样都没有突破“流体中心收缩”这个模式。只是或多或少改善了局部某一个问题,并没有从根本上解决所有问题。

2V型流量计在焦化厂应用简介

焦化厂8#9#焦炉工程中,对焦炉煤气和高炉煤气的测量采用了管段式V锥流量计,DN150、DN250、DN400、DN600、DN1200、DN1400、DN2000;如下图1、2所示,分别为V型锥的正压侧和负压侧正面图。

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安装使用后,焦炉煤气液量的发生量与焦炉煤气的理论值接近,较好地指导了生产。

3V型锥流量计的特点

3.1无直管段的要求

对于V型锥流量计,由于它采用独特的中心流线型节流结构设计,巧妙的解决了长直管段整流的问题。中心悬挂的流线型锥体能重塑流速曲线,在紧靠锥体上游和下游较窄的区域内(前0~1D、后0~3D),将流速不规则的流体直接整流成理想流体,可充分满足伯努利定理的要求,获得很高的测量精度和重复性,不需要直管段整流。

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3.1.1测量精度高,重复性好

V型锥流量计的正取压孔取在锥体上游的管壁上,取压位置选在理想流体的等速区域,符合伯努利定理,正压信号稳定;负压孔位于锥体尾部中心,正好落在下游压力最小的区域,由于锥体中心对称的结构,使得锥尾中心区域流场呈现相对静态,流体节流后在负压区只出现高频低幅的小漩涡,使得低压信号波动很小,输出差压信号非常稳定,因此可以达到很高的测量精度和很好的重复性。

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3.1.2量程比宽,压损小

V型锥流量计正常情况下的量程比能够达到10:1,如果流速高时,选择合适的参数则能够达到更高的量程比。

流线型的节流体使得在相同的β下,永久压力损失约为孔板的十分之一,接近文丘里管。

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3.1.3耐脏污,不易堵

V型锥流量计的另一个特点是自吹扫式结构设计,无滞留区。介质流过锥体时会加速,不断冲刷正取压孔,锥体外壁、锥体附近管壁,而负压取压孔为一小段不流动的介质所隔离,脏污杂质进不去,因此V型锥流量计可用于各种含杂质、易结晶的脏污介质,如高炉煤气、焦炉煤气等,长期使用不易堵塞。

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图为焦炉煤气输送管,管壁上粘结了大量污垢。V型锥型流量计安装在此管上用于流量测量。

流量计锥面和锥尾负压侧上没有明显的脏物堆积。

3.1.4耐磨损,长期稳定性好

V型锥流量计独特的流线型锥体节流时具有“流线体边层效应”,使脏污流体离开锥体边缘,不会磨损节流缘,其β值保证长期不变,整个仪表无可动部件,无需重复标定,具有长期稳定性。

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3.1.5智能化设计,操作简单方便

(1)各类参数可直接通过面板键盘进行设置,无需对线路板进行操作;

(2)双排LCD显示,6位瞬时流量、8位累积流量显示,读数清晰直观;

(3)采用EEPROM存储器,测量及运算数据存贮十年,安全可靠;

(4)具有非线性修正功能;

(5)HART协议通讯接口;

4结束语

焦化厂8#9#焦炉工程中,对焦炉煤气和高炉煤气的测量采用了14台管段式V型锥流量计,焦炉煤气DN150、DN250、DN300、DN400、DN600、DN1200、DN1400、高炉煤气DN2000;其中DN400、DN600、DN1400、DN2000分别用于外线的计量,测量精度较高,达到了精确计量的要求,该管段式V型锥流量计具有较大的推广应用价值。


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