[導讀] 文章介紹了楔形流量計的工作原理、組成、特點以及在焦爐煤氣流量計量中的應用。
楔形流量計是一種新型的差壓式流量計，其設計突破了煉焦、煉油、化工等企業(yè)中的焦油、瀝青、殘渣油、石蠟油、易結(jié)晶萘油等各種高粘度液體介質(zhì)的流量測量難題，同時也在化工企業(yè)有極強腐蝕性并隨溫度變化而析出結(jié)晶的飽和或過飽和酸、堿、鹽溶液流量中測量獲得廣泛應用。在我廠使用的康家莊煤氣流量測量上使用了該流量計。
1 原理
楔形流量計的工作原理是：當充滿管道的流體流經(jīng)楔形孔板時，在楔形孔板上游側(cè)和下游側(cè)測到流體的差壓，差壓變送器將差壓信號轉(zhuǎn)換成4～20mA電流信號輸出，此信號經(jīng)人工智能流量運算器處理后，得到流量值。其中，它的節(jié)流裝置（如圖1所示）是一塊V形節(jié)流件（楔形孔板）。
流量計算公式為：
式中：qv為體積流量，m3/s；C為流出系數(shù)；ε為可膨脹性系數(shù)；m為節(jié)流面積比，m=S1/（πD2/4）；S1為弓形流通面積，m2；D為管道內(nèi)徑，m；Δp為差壓，Pa；ρ為被測介質(zhì)密度，kg/m3。
S1的計算：
式中：h為弓形高度，mm；r為管道半徑，mm；l為弓形弧長；x為弓形弦長，mm；α為弓形所圍的弧度。
2 組成
（1）基本組成
楔形流量計由楔形流量傳感器、三閥組板和差壓變送器以及人工智能流量運算單元構成，如圖3。
（2）實用中組成
在我廠測量焦爐煤氣所使用的楔形流量計的組成如圖4所示。它由一體化楔形流量變換器、溫度測量、壓力測量和人工智能流量運算器四部分組成。其中溫度、壓力的測量是用于對流體的測量進行溫壓補償。
3 特點
（1）一體化
它集楔形流量傳感器、三閥組板和差壓變送器于一體，去掉了導壓管路、各種閥門和管件，大大提高了系統(tǒng)的測量精度與可靠性。
（2）智能型
通過智能型差壓變送器的按鍵或通訊方式設定。在線修改差壓變送器的量程，可大大拓寬系統(tǒng)的流量測量范圍度。
（3）長期運行精度高、穩(wěn)定性好
測量誤差：±0.5%F·S；長期穩(wěn)定性：±0.2%F·S/a
（4）傳感器結(jié)構簡單、可靠性高、使用壽命長
楔形流量傳感器結(jié)構簡單、可靠，無可移動部件與易損部件，使用壽命長達10年以上。
（5）適用范圍廣
測量介質(zhì)：除應用于一般氣體、液體、蒸汽外，特別適用于高粘度、高腐蝕、易結(jié)晶、含懸浮物、長纖維的液體及高含塵氣體的流量測量。
測量管徑：10～1500mm
工作范圍：工作溫度上限560℃，工作壓力上限40MPa。
雷諾系數(shù)使用范圍廣：下限Red=300，上限Red=1×106以上，它可適用于極低雷諾數(shù)（Red=300）的液體流量測量。
（6）流量測量范圍度：1z25，最高可達1z33，當改變差壓變送器差壓后，可達1z100以上。
（7）介質(zhì)粘度上限：500MPa·s。
（8）最低流速：測量介質(zhì)最低流速0.01m/s。
4 評價
楔形流量計自2007年6月安裝投用以來，穩(wěn)定性良好，測量數(shù)據(jù)在誤差范圍之內(nèi)，避免了阿牛巴流量計易堵、超聲波流量計不耐腐蝕的缺陷，體現(xiàn)出它在測量焦爐煤氣上優(yōu)勢。如今，它所提供的數(shù)據(jù)已作為康家莊向我廠送焦爐煤氣計量的重要依據(jù)。