[導(dǎo)讀]
V錐型流量計(jì)無直管段要求，精度高、重復(fù)性好，量程比寬、壓損低，耐臟污、不易堵，長期穩(wěn)定性好，可測(cè)高溫高壓介質(zhì)和復(fù)雜工況介質(zhì)，是最先進(jìn)的差壓式流量計(jì)，極具推廣價(jià)值。
1 引言
在流量儀表中，差壓式、漩渦式、電磁感應(yīng)式、容積式、熱傳導(dǎo)式、超聲波式、流體振動(dòng)式、葉輪式、沖靶式等各有所長，各有所短，每種流量計(jì)都在特定的應(yīng)用工況中有其對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)。從使用數(shù)量統(tǒng)計(jì)來看，市場(chǎng)上差壓式流量計(jì)占了絕對(duì)份額，如孔板、文丘里、均速管等。最近幾年，一種新型差壓流量計(jì)正悄然興起，就是KV錐型流量計(jì)。它以先進(jìn)的原理、獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和卓越的性能，給直接用戶和推廣商都留下了深刻的印象，擁有極其廣闊的市場(chǎng)潛力。
2 KV錐型流量計(jì)原理
KV錐形流量計(jì)是一種新型的高精度差壓式流量計(jì)，它與孔板相反，通過在密閉管道中心線懸掛一個(gè)特制的流線型錐體來進(jìn)行中央節(jié)流，用上游管壁和錐體尾部測(cè)量的差壓來計(jì)算流量，俗稱錐形流量計(jì)。
錐形流量計(jì)與其他差壓式流量計(jì)一樣，都是基于密閉管道中能量轉(zhuǎn)換的伯努利定理進(jìn)行測(cè)量，即對(duì)1KV錐型流量計(jì)理想流體，介質(zhì)的流速與差壓的平方根成正比。
如圖2所示，當(dāng)介質(zhì)以一定的速度迎著錐尖方向流過時(shí)，由于錐體的節(jié)流作用，會(huì)使錐體下游立即形成低壓區(qū)，通過錐體上游管壁取高壓PH，管壁與錐體尾部連通的空心管取低壓PL，送到差壓變送器，可測(cè)出差壓值ΔP。根據(jù)伯努利方程，可計(jì)算出流體的流速，再乘以管道截面積S和儀表系數(shù)K，就可計(jì)算出體積流量Q。
KV錐形流量計(jì)同傳統(tǒng)差壓式流量計(jì)一樣，由三閥組、引壓管、差壓變送器、流量計(jì)算機(jī)組成標(biāo)準(zhǔn)體積流量測(cè)量系統(tǒng)。對(duì)于氣體和蒸汽等可壓縮介質(zhì)，可加溫度、壓力補(bǔ)償，組成質(zhì)量流量測(cè)量系統(tǒng)。
KV錐型流量計(jì)分為：KVS（管道式平焊法蘭型）、KVW （管道式對(duì)焊法蘭型）、KVF（法蘭取壓型）、KVH（對(duì)夾型）、KVC（長輸管線型）、KVI（插入型）、KVT（貿(mào)易計(jì)量型）、KVR（一體化型）8個(gè)系列11個(gè)品種，上千種規(guī)格。可測(cè)量各種工況條件下的氣態(tài)、液態(tài)、蒸汽介質(zhì)的流量。
3 KV錐型流量計(jì)獨(dú)特性能
3.1 無直管段要求
雖然所有的差壓式流量儀表都是依據(jù)伯努利定理測(cè)量，但伯努利定理有一個(gè)基本要求，即被測(cè)量的流體必須為理想流體，許多傳統(tǒng)差壓式流量計(jì)（如孔板、文丘里、噴嘴等）的節(jié)流方式無法直接形成理想流體。為了盡量滿足伯努利定理要求，不得不安裝很長的前、后直管段（15～40D），將不規(guī)則的流場(chǎng)整流成近似理想流體。
如圖3所示，錐形流量計(jì)采用獨(dú)特的中心流線形節(jié)流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，巧妙地解決了長直管段整流的問題。中心懸掛的流線型錐體能重塑流速曲線，在緊靠錐體上游和下游較窄的區(qū)域內(nèi)（前0～3D、后0～1D），將流速不規(guī)則的流體直接整流成理想流體，可充分滿足伯努利定理的要求，獲得很高的測(cè)量精度和重復(fù)性，不需要直管段整流。
3.2 測(cè)量精度高、重復(fù)性好
KV錐形流量計(jì)正壓孔取在錐體上游的管壁上，取壓位置選在理想流體的等速區(qū)域，符合伯努利定理，正壓信號(hào)穩(wěn)定；負(fù)壓孔位于錐體尾部中心，正好落在下游壓力最小的區(qū)域，由于錐體中心對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，使得錐尾中心區(qū)域流場(chǎng)呈現(xiàn)相對(duì)靜態(tài)，流體節(jié)流后在負(fù)壓區(qū)只出現(xiàn)高頻低幅的小漩渦，使得負(fù)壓信號(hào)波動(dòng)很小，輸出差壓信號(hào)非常穩(wěn)定，測(cè)量精度優(yōu)于士0.5%，重復(fù)性為士0.1%。
KVT為高精度的貿(mào)易計(jì)量型一體化錐型流量計(jì)，通過特殊精密加工，系統(tǒng)精度可達(dá)士0.3%，有國家級(jí)的法定鑒定和標(biāo)定證書，可適合大部分貿(mào)易交接場(chǎng)合，成為一種價(jià)廉、可靠的質(zhì)量流量計(jì)，尤其是DN250以上的貿(mào)易交接場(chǎng)合，可為用戶節(jié)省大量投資。此品種一推出，即受到用戶歡迎。
3.3 量程比寬、壓損低
KV錐形流量計(jì)正常情況下量程比可達(dá)15:1，流速高時(shí)，選擇合適的參數(shù)可以做到30:1。流線錐形節(jié)流體使得在同樣的β值下，永久壓力損失約為孔板的1/10，接近文丘里管流量計(jì)。
3.4 耐臟污、不易堵
KV錐形流量計(jì)另一大特點(diǎn)是自吹掃式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無滯留死區(qū)。介質(zhì)流過錐體時(shí)會(huì)加速，不斷沖刷正壓取壓孔、錐體外壁、錐體附近管壁，而負(fù)壓取壓孔則被一小段不流動(dòng)介質(zhì)所隔離，臟污雜質(zhì)進(jìn)不去，因此錐形流量計(jì)可用于各種含雜質(zhì)、易結(jié)晶的臟污介質(zhì)，如焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣等，長期使用不易堵。
KVF為法蘭取壓型錐形流量計(jì)。
采用密封截流錐體加雙法蘭取壓，可用于測(cè)量粘度高、含雜質(zhì)、易結(jié)垢的特殊臟污介質(zhì)，如渣油、原油、回?zé)捰汀⑾炗汀⑺簼{、含焦油及粉塵的焦?fàn)t煤氣等，它既吸取了楔式流量計(jì)不堵的優(yōu)點(diǎn)，又將錐型流量計(jì)的高精度、無直管段要求和流場(chǎng)高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，通過修正，雷諾數(shù)可向下拓展到1000左右，是一種非常理想的測(cè)量高粘稠介質(zhì)流量的產(chǎn)品。
3.5 長期穩(wěn)定性好
KV錐形流量計(jì)獨(dú)特的流線型錐體節(jié)流時(shí)具有“流線體邊界層效應(yīng)”，使臟污流體不會(huì)磨損節(jié)流緣，其β值可保證長期不變，整個(gè)儀表無可動(dòng)部件，因此無需重復(fù)標(biāo)定，具有長期穩(wěn)定性。
3.6 可測(cè)高溫高壓介質(zhì)
KV錐形流量計(jì)與孔板一樣，工作溫度壓力取決于管道和法蘭的材料和等級(jí)，常規(guī)設(shè)計(jì)溫度可達(dá)850℃.設(shè)計(jì)壓力42.0MPa。
3.7 可測(cè)復(fù)雜工況介質(zhì)
由于特殊的節(jié)流體構(gòu)造，KV錐形流量計(jì)可測(cè)氣液兩相介質(zhì)（如濕氣）、多相水流、振動(dòng)水流、電磁干擾介質(zhì)、各種混合氣體等。
4 KV錐型流量計(jì)的應(yīng)用
KV錐形流量計(jì)測(cè)量范圍極廣，可測(cè)各種氣體、液體、蒸汽和氣、液兩相介質(zhì)。流體的條件可以從深低溫到超臨界狀態(tài)，過程溫度可達(dá)850℃，設(shè)計(jì)壓力為42.0MPa，雷諾數(shù)從8000到500萬，錐形節(jié)流體所產(chǎn)生的滿刻度差壓信號(hào)從最低小于0.1kPa到幾十kPa。
錐形流量計(jì)在80年代起源于美國，已經(jīng)在全世界有了l0多萬臺(tái)的應(yīng)用，用戶遍布石油、化工、油田、天然氣、長輸管網(wǎng)、熱力管網(wǎng)、冶金、電力、水處理、環(huán)保、制藥、造紙、食品、飲料、半導(dǎo)體、海上石油平臺(tái)、航空航天等行業(yè)。錐型流量計(jì)進(jìn)人中國市場(chǎng)8年，由于價(jià)格和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等原因，在中國沒有大量使用。2003年起，隨著外資在國內(nèi)投人專門生產(chǎn)、開發(fā)KV錐型流量計(jì)，且將國外技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與中國技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)成功對(duì)接，成本將大大下降，可望掀起中國使用錐型流量計(jì)的高潮。
（1）案例1：某煉油廠重油催化改造，有許多原油、回?zé)捰蜐{、循環(huán)油漿測(cè)量點(diǎn)，原來用的是靶式，半年后誤差很大，效果不好。準(zhǔn)備用楔式流量計(jì)，又擔(dān)心精度不夠和出現(xiàn)流場(chǎng)脈動(dòng)、信號(hào)不穩(wěn)定現(xiàn)象。經(jīng)設(shè)計(jì)院推薦，選用肯威斯KVF法蘭取壓錐型流量計(jì)l7臺(tái)，投用后效果很好。
（2）案例2：某石化氯堿廠，H：氣體貿(mào)易交接計(jì)量方面，由于工藝上的特殊條件：低壓力、低密度、量程比較大、口徑較大（P：0.06MPa，P：0.12kg/m3，H/L：10：1，DN：150）的特點(diǎn)，且下限雷諾數(shù)低于正常界限值，多年來一直無可靠的計(jì)量手段。后選用肯威斯KVT錐型流量計(jì)，加上溫、壓補(bǔ)償，經(jīng)實(shí)際使用，儀表的示值與工藝計(jì)算的理論值基本吻合，又有技術(shù)監(jiān)督部門的鑒定，從而解決了多年的難題。
（3）案例3：焦?fàn)t煤氣測(cè)量，是錐型流量計(jì)的應(yīng)用經(jīng)典。由于焦?fàn)t煤氣含較多雜質(zhì)、易結(jié)垢，磨損孔板邊緣，造成β比值的改變以及差壓測(cè)量取壓孔的堵塞，采用錐型流量計(jì)后，徹底解決了這個(gè)難題。寶鋼冷軋2030設(shè)備1999年使用了8臺(tái)錐型流量計(jì)，是國內(nèi)較早的焦?fàn)t煤氣測(cè)量成功應(yīng)用，成為免維護(hù)的儀表之一。目前用錐型流量計(jì)測(cè)焦?fàn)t煤氣已經(jīng)被國內(nèi)行業(yè)基本接受，累計(jì)使用超過千臺(tái)。
（4）案例4：某污水處理廠，有一DN800的水管，從地面到3樓，管線長5m左右，雖然電磁、渦街、孔板都可以測(cè)水，但顯然直管段無法滿足測(cè)量要求，而錐型流量計(jì)在此工況下顯示出不要直管段的優(yōu)勢(shì)，使用后測(cè)量穩(wěn)定，精度較高，被用戶作為一個(gè)優(yōu)秀方案推廣到其他廠。
4 結(jié)束語
由此可見，KV錐型流量計(jì)無論從原理、獨(dú)特結(jié)構(gòu)、應(yīng)用實(shí)例和價(jià)位來看，都是很不錯(cuò)的產(chǎn)品，有著廣闊的市場(chǎng)前景和普及推廣的價(jià)值。它們已陸續(xù)進(jìn)人中國市場(chǎng)，可以預(yù)計(jì)，隨著市場(chǎng)推廣的深人，國內(nèi)用戶大量消費(fèi)這種KV錐型流量計(jì)將成為現(xiàn)實(shí)