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极具推广价值的V锥型流量计
更新时间:2019-5-8 11:36:27 浏览:193 关闭窗口 打印此页
 [导读] V锥型流量计无直管段要求,精度高、重复性好,量程比宽、压损低,耐脏污、不易堵,长期稳定性好,可测高温高压介质和复杂工况介质,是最先进的差压式流量计,极具推广价值。
 
      1 引言
 
      在流量仪表中,差压式、漩涡式、电磁感应式、容积式、热传导式、超声波式、流体振动式、叶轮式、冲靶式等各有所长,各有所短,每种流量计都在特定的应用工况中有其对应的市场。从使用数量统计来看,市场上差压式流量计占了绝对份额,如孔板、文丘里、均速管等。最近几年,一种新型差压流量计正悄然兴起,就是KV锥型流量计。它以先进的原理、独特的结构和卓越的性能,给直接用户和推广商都留下了深刻的印象,拥有极其广阔的市场潜力。
 
       2 KV锥型流量计原理
 
       KV锥形流量计是一种新型的高精度差压式流量计,它与孔板相反,通过在密闭管道中心线悬挂一个特制的流线型锥体来进行中央节流,用上游管壁和锥体尾部测量的差压来计算流量,俗称锥形流量计。
 
      锥形流量计与其他差压式流量计一样,都是基于密闭管道中能量转换的伯努利定理进行测量,即对1KV锥型流量计理想流体,介质的流速与差压的平方根成正比。
 
      如图2所示,当介质以一定的速度迎着锥尖方向流过时,由于锥体的节流作用,会使锥体下游立即形成低压区,通过锥体上游管壁取高压PH,管壁与锥体尾部连通的空心管取低压PL,送到差压变送器,可测出差压值ΔP。根据伯努利方程,可计算出流体的流速,再乘以管道截面积S和仪表系数K,就可计算出体积流量Q。
 
 
 
      
 
       KV锥形流量计同传统差压式流量计一样,由三阀组、引压管、差压变送器、流量计算机组成标准体积流量测量系统。对于气体和蒸汽等可压缩介质,可加温度、压力补偿,组成质量流量测量系统。
 
       KV锥型流量计分为:KVS(管道式平焊法兰型)、KVW (管道式对焊法兰型)、KVF(法兰取压型)、KVH(对夹型)、KVC(长输管线型)、KVI(插入型)、KVT(贸易计量型)、KVR(一体化型)8个系列11个品种,上千种规格。可测量各种工况条件下的气态、液态、蒸汽介质的流量。
 
       3 KV锥型流量计独特性能
 
       3.1 无直管段要求
 
      虽然所有的差压式流量仪表都是依据伯努利定理测量,但伯努利定理有一个基本要求,即被测量的流体必须为理想流体,许多传统差压式流量计(如孔板、文丘里、喷嘴等)的节流方式无法直接形成理想流体。为了尽量满足伯努利定理要求,不得不安装很长的前、后直管段(15~40D),将不规则的流场整流成近似理想流体。
 
      如图3所示,锥形流量计采用独特的中心流线形节流结构设计,巧妙地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0~3D、后0~1D),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。
 
       3.2 测量精度高、重复性好
 
       KV锥形流量计正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,使得负压信号波动很小,输出差压信号非常稳定,测量精度优于士0.5%,重复性为士0.1%。
 
       KVT为高精度的贸易计量型一体化锥型流量计,通过特殊精密加工,系统精度可达士0.3%,有国家级的法定鉴定和标定证书,可适合大部分贸易交接场合,成为一种价廉、可靠的质量流量计,尤其是DN250以上的贸易交接场合,可为用户节省大量投资。此品种一推出,即受到用户欢迎。
 
       3.3 量程比宽、压损低
 
       KV锥形流量计正常情况下量程比可达15:1,流速高时,选择合适的参数可以做到30:1。流线锥形节流体使得在同样的β值下,永久压力损失约为孔板的1/10,接近文丘里管流量计。
 
       3.4 耐脏污、不易堵
 
       KV锥形流量计另一大特点是自吹扫式结构设计,无滞留死区。介质流过锥体时会加速,不断冲刷正压取压孔、锥体外壁、锥体附近管壁,而负压取压孔则被一小段不流动介质所隔离,脏污杂质进不去,因此锥形流量计可用于各种含杂质、易结晶的脏污介质,如焦炉煤气、高炉煤气等,长期使用不易堵。
 
       KVF为法兰取压型锥形流量计。
 
      采用密封截流锥体加双法兰取压,可用于测量粘度高、含杂质、易结垢的特殊脏污介质,如渣油、原油、回炼油、蜡油、水煤浆、含焦油及粉尘的焦炉煤气等,它既吸取了楔式流量计不堵的优点,又将锥型流量计的高精度、无直管段要求和流场高稳定性的优点结合起来,通过修正,雷诺数可向下拓展到1000左右,是一种非常理想的测量高粘稠介质流量的产品。
 
       3.5 长期稳定性好
 
       KV锥形流量计独特的流线型锥体节流时具有“流线体边界层效应”,使脏污流体不会磨损节流缘,其β值可保证长期不变,整个仪表无可动部件,因此无需重复标定,具有长期稳定性。
 
       3.6 可测高温高压介质
 
       KV锥形流量计与孔板一样,工作温度压力取决于管道和法兰的材料和等级,常规设计温度可达850℃.设计压力42.0MPa。
 
       3.7 可测复杂工况介质
 
      由于特殊的节流体构造,KV锥形流量计可测气液两相介质(如湿气)、多相水流、振动水流、电磁干扰介质、各种混合气体等。
 
       4 KV锥型流量计的应用
 
       KV锥形流量计测量范围极广,可测各种气体、液体、蒸汽和气、液两相介质。流体的条件可以从深低温到超临界状态,过程温度可达850℃,设计压力为42.0MPa,雷诺数从8000到500万,锥形节流体所产生的满刻度差压信号从最低小于0.1kPa到几十kPa。
 
      锥形流量计在80年代起源于美国,已经在全世界有了l0多万台的应用,用户遍布石油、化工、油田、天然气、长输管网、热力管网、冶金、电力、水处理、环保、制药、造纸、食品、饮料、半导体、海上石油平台、航空航天等行业。锥型流量计进人中国市场8年,由于价格和技术标准等原因,在中国没有大量使用。2003年起,随着外资在国内投人专门生产、开发KV锥型流量计,且将国外技术、标准与中国技术、标准成功对接,成本将大大下降,可望掀起中国使用锥型流量计的高潮。
 
      (1)案例1:某炼油厂重油催化改造,有许多原油、回炼油浆、循环油浆测量点,原来用的是靶式,半年后误差很大,效果不好。准备用楔式流量计,又担心精度不够和出现流场脉动、信号不稳定现象。经设计院推荐,选用肯威斯KVF法兰取压锥型流量计l7台,投用后效果很好。
 
      (2)案例2:某石化氯碱厂,H:气体贸易交接计量方面,由于工艺上的特殊条件:低压力、低密度、量程比较大、口径较大(P:0.06MPa,P:0.12kg/m3,H/L:10:1,DN:150)的特点,且下限雷诺数低于正常界限值,多年来一直无可靠的计量手段。后选用肯威斯KVT锥型流量计,加上温、压补偿,经实际使用,仪表的示值与工艺计算的理论值基本吻合,又有技术监督部门的鉴定,从而解决了多年的难题。
 
      (3)案例3:焦炉煤气测量,是锥型流量计的应用经典。由于焦炉煤气含较多杂质、易结垢,磨损孔板边缘,造成β比值的改变以及差压测量取压孔的堵塞,采用锥型流量计后,彻底解决了这个难题。宝钢冷轧2030设备1999年使用了8台锥型流量计,是国内较早的焦炉煤气测量成功应用,成为免维护的仪表之一。目前用锥型流量计测焦炉煤气已经被国内行业基本接受,累计使用超过千台。
 
      (4)案例4:某污水处理厂,有一DN800的水管,从地面到3楼,管线长5m左右,虽然电磁、涡街、孔板都可以测水,但显然直管段无法满足测量要求,而锥型流量计在此工况下显示出不要直管段的优势,使用后测量稳定,精度较高,被用户作为一个优秀方案推广到其他厂。
 
       4 结束语
 
       由此可见,KV锥型流量计无论从原理、独特结构、应用实例和价位来看,都是很不错的产品,有着广阔的市场前景和普及推广的价值。它们已陆续进人中国市场,可以预计,随着市场推广的深人,国内用户大量消费这种KV锥型流量计将成为现实
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