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楔形流量計在測量焦爐煤氣流量中的應用
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、化工等企業中的焦油、瀝青、殘渣油、石蠟油、易結晶萘油等各種高粘度液體介質的流量測量難題,同時也在化工企業有極強腐蝕性并隨溫度變化而析出結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楔形孔板時,在楔形孔板上游側和下游側測到流體的差壓,差壓變送器將差壓信號轉換成4~20mA電流信號輸出,此信號經人工智能流量運算器處理后,得到流量值。其中,它的節流裝置(如圖1所示)是一塊Ⅴ形節流件(楔形孔板)。
流量計算公式為:
式中:qv 體積流量,m³/s;C流出系數;? 可膨脹性系數;m節流面積比,m=S1/(7D²/4);S1為弓形流通面積,m²;D為管道內徑,m;△p為差壓,Pa;p被測介質密度,kg/m³。
S1的計算:
S1的計算:
式中:h弓形高度,mm;r管道半徑,mm;l 弓形弧長;x為弓形弦長,mm;a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,可大大拓寬系統的流量測量范圍度。
(3)長期運行精度高、穩定性好
測量誤差:±0.5%F.S;長期穩定性:±0.2%F.S/a
(4)傳感器結構簡單、可靠性高、使用壽命長
楔形流量傳感器結構簡單、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:除應用于一般氣體、液體、蒸汽外,特別適用于髙粘度、高腐蝕、易結晶、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。
雷諾系數使用范圍廣:下限 Red=300,上限 Red=1×10的6次方以上,它可適用于極低雷諾數(Red=300)的液體流量測量。
(6)流量測量范圍度:1:25,zui高可達1:33,當改變差壓變送器差壓后,可達1:100以上。
(7)介質粘度上限:500MPa•s。
(8)zui低流速:測量介質zui低流速0.0lm/s。
4.評價
楔形流量計自安裝投用以來,穩定性良好,測量數據在誤差范圍之內,避免了阿牛巴流量計易堵、超聲波流量計不耐腐蝕的缺陷,體現出它在測量焦爐煤氣上優勢。如今,它所提供的數據已作為康家莊向我廠送焦爐煤氣計量的重要依據。
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