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楔形流量计的使用与维护
发布时间:2019-02-27

摘要:楔形流量计是一种差压式流量仪表,它由楔形传感器和变送器等组成,是基于在密闭的管道中能量相互转换的伯努利定律测量流量的,经常安装在水平管道。如果安装在垂直管道,应对其高度差进行必要修正。日常维护工作主要是防止引压线堵塞,以及管道内壁结垢。
  楔形流量计是一种差压式流量仪表,由于楔形节流元件结构独特,可用于黏滞性液体的流量测量,如测量燃油、渣油及重油等[1]。楔形节流元件也可适用于含悬浮颗粒的液固混合物,如浆状流体、污水等的测量,也可以测量液体、气体、蒸气、泥浆及带微粒和粉尘的介质,尤其适用于低流速、高黏度、含固体颗粒等流体的测量,还可以测量双向流量。
1楔形流量计结构及工作原理
1.1楔形流量计的结构
  楔形流量计有一体型和分体型两种,它由楔形传感器和变送器等组成,如图1所示。
楔形流量计结构图
  楔形流量计的传感器是由一块V型的节流元件即楔块和测量管组成[2],其节流元件如图2所示,楔块为实心。楔块与管壁的夹角为0°~60°,当夹角为0°即为圆缺孔板,一般为60°,与圆缺孔板相比压损小,具有缓冲导流特点,当测量含有固体杂质或粉尘流体时不会堵塞。
1.2楔形流量计的工作原理
  楔形流量计是基于在密闭的管道中能量相互转换的伯努利定律测量流量的。流体经过楔块,在楔块前后产生与体积流量的平方成正比的差压值,通过测量差压可精确测出体积流量[3]。实心楔块没有临界表面尺寸和锋锐的边缘(否则会由于正常磨损而影响测量精度),其测量稳定性高。
楔形流量计的节流元件图示
  如图2所示,流体经过节流元件楔块时,楔块产生节流,P1为流体在楔块前的静压,P2为流体经过楔块后的静压,在楔块前后产生静差压ΔP=P1-P2,该差压值与体积流量的平方成正比,通过差压变送器测量差压值,经过开方计算,即可测量体积流量。
2楔形流量计的安装
2.1楔形流量计安装位置的选择
  楔形流量计可在水平或垂直管道上与其公称通径相同的管道上安装使用,管道内壁应光滑、清洁、无附着物。楔形流量计上、下游侧应配置相应的直管段[4]。当传感器在垂直管道上安装时,流体应自上而下流动。测量液体时应注意使差压变送器能方便地排除气泡,以免引起仪表零点漂移。水平安装时,楔式差压元件应与管道中心线成90°;对于垂直安装,由于正负压取压口不在同一水平面,应对其高度差进行必要修正,否则影响仪表的测量准确性,所以尽可能的水平安装[5]。
2.2取压口位置的选择
  按照测量仪表取压引压规范,测量气体流量时,取压口在管线的中上部,测量液体流量时取压口在管线的中下侧,测量脏污介质时取压口在管线的中部位置。但楔形流量计与孔板流量计的不同之处在于节流楔块在表体内腔不是均匀分布的,取压口的位置生产厂家已给固定预制好,其在楔块焊接处的前后上方。若严格按照取压规范,当测量液体时,如果取压口安装在管线的中下部,那么其楔形流量计内部的楔块也在管线的中下部,而造成流体要从楔形流量计的上方流过,这种方式会造成流体内介质杂质的颗粒沉淀在楔式流量计的下部表体内腔,有堵塞楔块前方取压口的隐患,易造成流量计失灵,因此在现场安装过程中要根据实际情况区别对待[6]。
  建议楔形流量计安装方式为:当被测介质为气体,取压口斜向上45°安装,取压口竖直向上也可,图3a所示0°~45°为安装允许的角度。当被测介质为蒸汽或液体,取压口斜向下45°安装,图3b所示0°~45°为安装允许的角度[7]。
楔形流量计建议安装角度图示
3楔形流量计的维护及故障处理
  楔形流量计因为没有需要维修的可拆卸部件,维护工作量小。日常维护主要的工作是防止引压线堵塞,以及管道内壁结垢。楔形流量计节流元件的过流面是楔块与表体内腔,当流体的流速较快时或介质中含有颗粒,楔块之前的流体在流经楔块的空隙时会大大地冲刷表体内腔,长时间的侵蚀会造成表体内腔变薄,甚至穿孔渗漏;在严酷条件下工作,也应检查楔块是否受到腐蚀和侵蚀的影响,所以在装置大检修时要对使用中的楔形流量计的表体进行厚度测试,如果表体内腔磨损严重要进行更换,以最大限度地减小意外停机。
  拆卸楔块一般跟生产线的正常维修清洗相似。拆除时,在松动螺栓之前关闭所有压力和排水管道,断开发射器连接,并移除脉冲线或远程密封件,松开并断开元件线的连接,并将其从工艺管线上拆下。否则过程压力和元件流动中的物质留存会导致人身伤害和设备损坏。拆卸零件时,必须遵守厂家安全标准程序。
4结语
  楔形节流元件未能标准化,属于非标准类节流装置,因此每台楔形流量计出厂前其流量系数必须由实流校准来确定,标定后的精度为±0.5%。楔形流量计在使用中相对于孔板流量计来说,具有更低的永久压力损失,且维护维修工作量大大减少,仪表故障率低,过程流量检测精度符合工艺要求,应用范围广,节省了能源消耗,因此在工业生产中得到大量的应用。

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