球閥插入式V錐流量計在大管徑介質測量中的應用（在線安裝）

                     ---山東立軒測控設備有限公司

[概述]

流量儀表是能源計量器具的重要組成部分，流量儀表的合理選型、科學管理和新技術應用是關鍵環節。為了有效貫徹實施Guo家及行業節能標準，盡快提高我國的能源計量技術水平，實現節能、降耗與減排，研制推廣流量測量新技術成為我們計量行業的重要職責。國內企業生產大型化發展成為趨勢，工程中流量管道口徑大于300毫米的管道已十分普遍，其流量檢測（特別對空氣、煤氣、供水、蒸汽等）已顯重要。通常滿管式計量儀表的口徑都不超過DN300，大多種類的儀表，一旦口徑尺寸再繼續增加，其外形就變得特別龐大，相應重量成倍增加，加大了運輸難度，甚至導致無法現場安裝。傳統節流裝置例如孔板，大口徑孔板外形較大，運輸困難，壓損大，運行費用高，節流裝置技術標準GB2624(ISO5167)中規定的前后直管段很長，現場根本沒有辦法滿足使用要求，另外在技術標準中，標準節流裝置沒有規定管徑超過1000mm的數據。

一、大口徑管道介質測量現狀

大管徑介質的流量計量問題是目前各企業尤其是冶金、焦化、電廠、城市供熱等的難點和焦點問題。上述行業中相關企業遇到的大管徑介質如煤氣、壓縮空氣、蒸汽等介質在計量上存在比較多的問題，如能源損耗、現場安裝、現場堵塞等諸多問題。流量計的可靠性和準確性直接影響到計量的準確性，對企業的節能降耗、成本核算起至關重要的作用。近年來，插入式流量儀表以結構簡單、運輸安裝方便、體積小、重量輕、壓損低、運行費用低等諸多優點越來越受到重視。山東立軒測控設備有限公司生產的球閥插入式V錐流量計是解決上述問題的理想方法，該類型的流量計已獲得Guo家發明專利（ZL2006 1 0044765.0）及多項實用專利，具有管道壓損極小、可在線安裝、不堵塞等諸多優點，具有廣泛的應用前景。

二、工作原理

從原理上講，大多插入式流量計都是需要測得管道中的平均流速，然后根據管道截面積得到管道的瞬時流量。由于實際的現場工藝條件、測量原理的限制目前計量精度都不是很高，但是也基本可以滿足工藝參數監視的要求。那么計量儀表的長期運行可靠性就成為衡量此計量儀表性能的重要指標之一。拿高爐煤氣來說，煤氣中含有粉塵、奈、水份等固體和液態物質，導致差壓類流量儀表的測壓管路易于堵塞。

V錐流量計，內錐流量計（V-coneflowmeter）是美國MCCROMETER公司于上世紀八十年研制推向市場的。二十年來，在國外主要用于測濕氣體、氣固、氣液二相臟污流體的流量，取得了較好的效果。內錐流量計的優點不僅是由于有整流作用，適用于現場直管段長度不足的地方；還在于它的環形通，使污手無法滯留而適用于測臟污流體。如高爐煤氣、焦爐煤氣，性能優于偏心孔板流量計。運用V錐流量計較耐臟污的特點，威海會盟公司研制了插入式V錐，通過現場實際應用，效果良好。

插入式V錐原理：因為插入式V錐也是節流式原理的，所以其流量與差壓的關系也是開方的關系。總理論公式： 

三、球閥插入式V錐節能情況說明

插入式V錐流量計有著常規插入式流量計的結構簡單、重量輕、安裝方便（可在線拆裝）、運行費用低等諸多優點。下面舉例說明節能省耗情況：

   某常用組分焦爐煤氣，（0℃，101.325kPa）下干煤氣密度0.46kg/m³；工作狀態下相對濕度100％；動力粘度0.0127mPa；等熵指數1.36；工作溫度25℃；工作表壓力60kPa；使用地點平均大氣壓100.06kPa；20℃下管道內徑508mm；流量范圍（0℃，101.325kPa）：樶大流量20000m³/h，常用流量16000m³/h，樶小流量8000m³/h；節流件材料1Cr18Ni9Ti；管道材料20＃，新軋制無縫鋼管。

選用某孔板結果：流出系數0.6058，膨脹系數0.99473，節流孔徑（20℃）279.4mm，樶大流量對應差壓值2992Pa,此使用狀態下樶大壓力損失為2030Pa；

選用插入式V錐的話，壓力損失低于15Pa（對于總壓力來說可以忽略）,

能耗計算公式：

按每度電費0.8元估算年可節省電費約9.9萬元。本示例是按照樶低運行情況舉例，而很多大口徑的運行負荷都遠大于此例情況，很多儀表年可以節省數萬乃至幾十萬電費，節耗效益顯著。

四、球閥插入式V錐的檢定

山東立軒公司生產的球閥插入式V錐流量計在大口徑水介質檢定裝置和空氣檢定裝置上進行多個口徑的檢定，在1：5的流量范圍里，標定誤差可以達到0.5％,當然在實際現場使用時，由于安裝情況和管道形狀、尺寸精度及介質屬性等條件的不可知性，會造成誤差加大，但可以控制在1%以內，這對于工業現場大管道介質尤其是臟污介質的測量已完全可以滿足要求。

插入V錐流量計的周期檢定：目前國內大口徑檢定設備匱乏，插入式V錐流量計的檢定可以只標定測頭，這樣雖然有誤差，但是也解決了用戶的周期檢定問題。

五、插入式V錐現場應用情況

某大型鋼鐵集團焦化廠選用山東立軒測控設備有限公司生產的LX-VZ7型球閥插入式V錐流量計主要應用在高爐煤氣的測量（現場圖一），自2006年安裝投運以來，一直沒有發生堵塞現象，中間曾組織人員將流量計現場在線拆出，發現測量裝置已黏結上很臟的黑色物質，即便在這樣的情況下，流量計還可以正常運行，說明該流量計確實是不怕堵。該流量計經現場使用發現具有如下特點：

1、 結構簡單緊湊，該流量計采用結構，重量較輕，運輸、搬運方便。

2、 可以實現在線不停流安裝、檢修，這一點對于連續生產企業非常關鍵，可以大幅度的減少停機時間，避免因停機造成的經濟損失。安裝過程簡單易操作，可以節省大量的安裝費用。

3、 應用V錐檢測原理生產制造，具有自整流功能，取壓方式為流體流動取壓，從而解決了其它差壓流量計易堵的問題，現場維護量幾乎沒有，給現場維護帶來了方便，可節省大量的維護時間和費用。

4、 流量計測量精度較高，長期運行穩定性很好。

5、 該流量計采用插入式結構，現場使用幾乎不會造成壓力損失，節能效果明顯。

附：流量計現場效果圖    

結束語：

LX-VZ7型球閥插入式V錐流量計特點突出，性能優良，經過長時間的使用，確認其具有結構緊湊、安裝簡便、穩定性好、可靠性高、耐臟污、不堵塞、壓力損失極小、節能效果顯著等優點，在Guo家大力提倡節能降耗的背景下，具有很好的推廣前景。