氣體流量計與楔形流量計的優(yōu)缺點(diǎn)及產(chǎn)品選型注意事項

在工業(yè)生產(chǎn)中，流量測量是一項非常重要也非常普遍存在的工作，利用差壓變送器通過(guò)測量差壓值從而計算管道內流量的流量計有很多種，氣體流量計，楔形流量計，V錐流量計，阿牛巴流量計，威力巴流量計，彎管流量計等，其中氣體流量計和楔形流量計是兩種使用量很大，也較為常見(jiàn)的兩類(lèi)差壓式流量計，氣體流量計與楔形流量計同屬于壓差測流量，而不易被臟污介質(zhì)堵死，更適合粘稠、雜質(zhì)、高溫等各種狀況的楔形流量計在維護方面優(yōu)勢明顯。那么，氣體流量計又有哪些不可替代的優(yōu)勢呢？本文即從兩類(lèi)流量計的不同的產(chǎn)品結構和測量功能方面來(lái)給各位作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
孔板、楔形流量計一樣的原理
氣體流量計、楔形流量計，屬于恒截面，變壓差型流量計。也就是說(shuō)它們的概念相同

氣體流量計，就是在管道內部加裝一個(gè)中間開(kāi)孔的圓板，然后測量蒸汽在孔板前后的壓力差，經(jīng)過(guò)計算換算出蒸汽的流量。
因為蒸汽的流速在節流件處（孔板）形成局部收縮，靜壓力降低，流速增加，于是在節流件前后便產(chǎn)生了壓差。根據流動(dòng)連續性方程（質(zhì)量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律），流量的大小與差壓的大小存在一定的比例關(guān)系：M2∝ΔP。式中，M 為流量；ΔP 為差壓。
通過(guò)引壓管將差壓信號引入差壓變送器，差壓變送器將差壓信號送入流量積算儀，積算儀將差壓信號換算成流量信號。同時(shí)通過(guò)溫度和壓力傳感器測出蒸汽的溫度和壓力，積算儀根據當時(shí)的溫度和壓力計算出補償后的流量。

楔形流量計是流體通過(guò)楔形流量計時(shí)，由于楔塊的節流作用，在其上、下游側產(chǎn)生了一個(gè)與流量值成平方關(guān)系的差壓，將此差壓從楔塊兩側取壓口引出，送至差壓變送器轉變?yōu)殡娦盘栞敵?，再?jīng)經(jīng)專(zhuān)用智能流量積算儀運算后，即可獲知流量值。
孔板、楔形流量計不一樣的特點(diǎn)
為什么選擇氣體流量計

氣體流量計的優(yōu)點(diǎn):
▲節流裝置結構易于復制，簡(jiǎn)單、牢固，性能穩定可靠，使用期限長(cháng)，
▲適用于較大口徑管道的計量（目前口徑大于DN 600 mm 的流量計一般只能選用孔板）；
▲經(jīng)久耐用；
▲標定全面；
▲價(jià)格便宜。
氣體流量計的缺點(diǎn)：
▲對節流裝置、引壓管、冷凝罐安裝要求很高，安裝較為復雜。
▲氣體流量計整體校驗比較困難，目前只能對差壓傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器單獨進(jìn)行校驗，整體的精度難于確保。

▲孔板的結構決定了流體流經(jīng)孔板時(shí)流體的靜壓明顯減小，流速顯著(zhù)加大，造成流體沖刷孔板嚴重，侵蝕孔板中心的銳口金屬邊緣，致使孔板精度不斷下降。液化氣、丙烯等易氣化的液體流量測量中，流體物理形態(tài)的改變造成孔板侵蝕更加嚴重。
▲孔板的結構形式造成了流體流過(guò)孔板后有較大的靜壓損失，從整體上看氣體流量計是一個(gè)耗能較大的儀表，使機泵機械功率的損失加大，不利于裝置的能效提高，對于越來(lái)越嚴格的節能要求是一個(gè)不利因素。
為什么選擇楔形流量計
楔形流量計的優(yōu)點(diǎn)
▲特別適合于高粘度、低雷諾數、帶懸浮顆?；驓馀莸慕橘|(zhì)測量;
▲測量精度不受流體介質(zhì)介電常數等特性的影響和限制;
▲楔形件結構設計特殊，有導流作用，防堵塞;
▲具有流體粘度變化、溫度變化、密度變化等補償功能;
▲抗振動(dòng)、抗沖擊、抗臟污、抗腐蝕;
▲具有雙向流量測量功能;
▲節能減排：楔形流量計結構簡(jiǎn)單、牢固、高可靠性，安裝方便，運行維護費用低;
▲無(wú)運動(dòng)部件、無(wú)磨損，長(cháng)期使用時(shí)不需要重新標定。
楔形流量計的缺點(diǎn)
但相對于氣體流量計來(lái)說(shuō)，楔形流量計還具有價(jià)格高、必須每臺標定等不足，無(wú)論是在設計、制造、計算，還是安裝使用等方面，楔形流量計尚缺乏相應的數據和規范。
總結：就目前而言，楔形流量計與氣體流量計共存，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，但從長(cháng)遠來(lái)看，楔形流量計是新一代差壓式流量計的發(fā)展趨勢。
安裝注意事項
氣體流量計安裝前的十條注意事項

1.儀表安裝前，工藝管道應進(jìn)行吹掃，防止管道中滯留的鐵磁性物質(zhì)附著(zhù)在儀表里，影響儀表的性能，甚至會(huì )損壞儀表。如果不可避免，應在儀表的入口安裝磁過(guò)濾器。儀表本身不參加投產(chǎn)前的氣掃，以免損壞儀表。
2.儀表在安裝到工藝管道之前，應檢查其有無(wú)損壞。
3.儀表的安裝形式分為垂直安裝和水平安裝，如果是垂直安裝形式，應保證儀表的中心垂線(xiàn)與鉛垂線(xiàn)夾角小于2°；如果是水平安裝，應保證儀表的水平中心線(xiàn)與水平線(xiàn)夾角小于2°。
4.儀表的上下游管道應與儀表的口徑相同，連接法蘭或螺紋應與儀表的法蘭和螺紋匹配，儀表上游直管段長(cháng)度應保證至少是儀表公稱(chēng)口徑的5倍，下游直管段長(cháng)度大于等于250mm。
5.由于儀表是通過(guò)磁耦合傳遞信號的，所以為了保證儀表的性能，安裝周?chē)辽?50px處，不允許有鐵磁性物質(zhì)存在。
6.測量氣體的儀表，是在特定壓力下校準的，如果氣體在儀表的出口直接排放到大氣，將會(huì )在 ?浮子處產(chǎn)生氣壓降，并引起數據失真。如果是這樣的工況條件，應在儀表的出口安裝一個(gè)閥門(mén)。
7.安裝在管道中的儀表不應受到應力的作用，儀表的出入口應有合適的管道支撐，可以使儀表處于最小應力狀態(tài)。
8.安裝PTFE（聚四氟乙烯）襯里的儀表時(shí)，要特別小心。由于在壓力的作用下，PTFE會(huì )變形，所以法蘭螺母不要隨意擰得過(guò)緊。
9.帶有液晶顯示的儀表，安裝時(shí)要盡量避免陽(yáng)光直射顯示器，降低液晶使用壽命。
10.低溫介質(zhì)測量時(shí)，需選夾套型。
氣體流量計安裝過(guò)程中的二十八條注意事項

1.儀表開(kāi)孔應避免在成型管道上開(kāi)孔。
2.注意流量計前后直管段長(cháng)度。
3.如有接地要求的電磁、質(zhì)量等流量計，應按說(shuō)明進(jìn)行接地。
4.工藝管道焊接時(shí)，接地線(xiàn)應避開(kāi)儀表本體，防止接地電流流經(jīng)儀表本體入地，損壞儀表。
5.工藝焊接時(shí)，避免接地電流流經(jīng)單、雙法蘭儀表的毛細導壓管。
6.中、高壓引壓管能采用氬弧焊或承插焊的，應采用氬弧焊或承插焊。風(fēng)速>2m/s，應有防風(fēng)措施，否則應采用藥皮焊絲，風(fēng)速>8m/s，必須有防風(fēng)措施，否則應停止施焊。
7.注意流量計節流裝置取壓口的安裝方向。
8.不銹鋼引壓管?chē)澜麩犰?；嚴禁將引壓管煨扁?br /> 9.儀表引壓管、風(fēng)管、穿線(xiàn)管的安裝位置，應避免將來(lái)妨礙工藝生產(chǎn)操作，應避開(kāi)高溫腐蝕場(chǎng)所，應固定牢固；從上引下的穿線(xiàn)管，其最低引線(xiàn)端應低于所接儀表的接線(xiàn)進(jìn)口端；穿線(xiàn)管最低端應增加滴水三通；靠近儀表側宜增加Y型或錐形防爆密封接頭；儀表主風(fēng)線(xiàn)最低處應加排凝（污）閥。
10.儀表使用的銅墊片，如無(wú)退火處理，使用前應退火，并注意各種材質(zhì)墊片的許用溫度、介質(zhì)和壓力等條件。
11.現場(chǎng)儀表接線(xiàn)箱內，不同接地系統的接地不能混接，所有儀表的屏蔽線(xiàn)應單獨連接上下屏蔽層，嚴禁擰在一起連接上下屏蔽。
12.儀表處于不易觀(guān)察、檢修位置時(shí)，改變位置或加裝平臺。
13.儀表線(xiàn)中間嚴禁接頭，并做好隱蔽記錄，補償導線(xiàn)接頭應采用焊接或壓接。
14.不銹鋼焊口應進(jìn)行酸洗、鈍化、中和處理。
15.需要進(jìn)行脫脂的儀表、管件，應嚴格按照規范進(jìn)行脫脂處理，并做好儀表、管件脫脂后的密封、保管工作，嚴防保管和安裝過(guò)程中被二次污染。
16.不銹鋼管線(xiàn)嚴禁與碳鋼直接接觸。
17.鍍鋅、鋁合金電纜橋架?chē)澜秒?、氣焊切割和開(kāi)孔，應采用無(wú)齒鋸及專(zhuān)用開(kāi)孔器等類(lèi)似機械切割和開(kāi)孔。
18.不銹鋼管?chē)澜秒?、氣焊切割和開(kāi)孔，應采用等離子或機械切割、開(kāi)孔。
19.大于36V的儀表穿線(xiàn)管、柜、盤(pán)等應接地，接地儀表穿線(xiàn)管絲扣用導電膏處理；小于等于36V的儀表穿線(xiàn)管絲扣至少應有防銹處理；外露絲扣不宜大于一個(gè)絲扣。
20.爆炸危險區域的儀表穿線(xiàn)管，應保持電氣的連續性。
21.100伏以下絕緣儀表線(xiàn)路應用250V搖表測量線(xiàn)路絕緣電阻，且≥5兆歐。
22.鋁合金橋架應跨接短接線(xiàn)，鍍鋅橋架應不少于兩個(gè)防松螺絲擰緊，長(cháng)度30米以?xún)葢獌啥丝煽拷拥?，超過(guò)30米的應每隔30米增加一個(gè)接地點(diǎn)。
23.不同接地系統的儀表線(xiàn)或儀表線(xiàn)與電源線(xiàn)共用一個(gè)槽架時(shí)，應用金屬隔板隔開(kāi)。
24.儀表盤(pán)、柜、箱、臺的安裝及加工中嚴禁使用氣焊方法，安裝固定不應采用焊接方式，開(kāi)孔宜采用機械開(kāi)孔方法。
25.儀表伴熱、回水的盲端不應大于100mm。
26.變送器排污閥下口宜增加防閥泄漏的管帽（特別在防爆區）。
27.儀表及其穿線(xiàn)管、引壓管一端固定于熱膨脹區（如塔、隨塔熱膨脹移動(dòng)的附件），一端固定于非熱膨脹區（如勞動(dòng)保護間），連接儀表時(shí)應根據現場(chǎng)實(shí)際情況，其柔性管、穿線(xiàn)管、引壓管必須留出一定熱膨脹裕度。
28.附塔橋架、穿線(xiàn)管應根據現場(chǎng)實(shí)際情況留有熱膨脹伸縮節或柔性連接。
楔形流量計安裝使用中四條注意事項
1.要按照楔形流量計標注的方向進(jìn)行安裝
雖然有的文章及資料上說(shuō)，楔形流量計安裝沒(méi)有方向要求，可用于反向流的測量，從楔形流量計的測量原理看如果是標準的V形楔塊，其對于流體的節流正反都一樣。但在楔形流量計的表體上，生產(chǎn)廠(chǎng)家都標注了楔形流量計流體的流向箭頭，從楔形流量計的兩端法蘭看進(jìn)去，其楔塊的安裝位置也不在楔形流量計的正中，因此我們要按照楔形流量計的標注方向進(jìn)行安裝，防止安裝方向不對加大測量誤差。

楔形流量計表體上標注了流體的流動(dòng)方向
2.關(guān)于取壓接口的方向問(wèn)題
按照測量?jì)x表取壓引壓規范，測量氣體流量時(shí)，取壓口在節流元件的中上部，測量液體流量時(shí)取壓口在節流元件的中下側，測量臟污介質(zhì)時(shí)取壓口在節流元件的中部位置。但楔形流量計與氣體流量計的不同之處在于節流楔塊在表體內腔不是均勻分布的，取壓口的位置生產(chǎn)廠(chǎng)家已給固定預制好，其在楔塊焊接處的前后上方。
若嚴格按照取壓規范，當測量液體時(shí)，如果取壓口安裝在管線(xiàn)的中下部，那么其楔形流量計內部的楔塊也在管線(xiàn)的中下部，而造成流體要從楔形流量計的上方流過(guò)，這種方式會(huì )造成流體內介質(zhì)雜質(zhì)顆粒的沉淀在楔形流量計的下部表體內腔，有堵塞楔塊前方取壓口的隱患，易造成流量計失靈，因此在現場(chǎng)安裝過(guò)程中要根據實(shí)際情況區別對待。
3.垂直管道安裝
楔形流量計建議水平安裝，盡可能的減少垂直安裝方式，是因為在垂直安裝過(guò)程中，楔形流量計零點(diǎn)的校準無(wú)法進(jìn)行。
楔形流量計零點(diǎn)校準的要求時(shí)，工況介質(zhì)充滿(mǎn)楔形流量計，后關(guān)閉管線(xiàn)前后閥門(mén)，在確保楔形流量計內部流體靜止狀態(tài)下，進(jìn)行流量計的校準。由于節流元件的流量表普遍不設計副線(xiàn)切除設施，因此節流元件前后普遍無(wú)工藝切斷閥門(mén)，這種狀況下校準楔形流量計就比較困難。如果楔形流量計水平安裝，我們可以認為靜止的流體對于楔形流量計檢測的差壓沒(méi)有附加影響，因此我們只需把楔形流量計的前后取壓閥門(mén)關(guān)閉同時(shí)泄壓通大氣即可實(shí)現流量計的零點(diǎn)校準。
若楔形流量計垂直安裝，此時(shí)靜止的介質(zhì)在楔形流量計內腔會(huì )產(chǎn)生一個(gè)靜止的靜壓力，這個(gè)靜壓作用于變送器的正壓室會(huì )增大差壓變送器的壓差值，使楔形流量計的零點(diǎn)差壓值不在是零，且負壓測引壓管內也會(huì )產(chǎn)生靜壓附件誤差。所以此時(shí)對于零點(diǎn)的校準變得困難。即使使用雙法蘭變送器，負壓測的靜壓附加我們可以算出，但被測介質(zhì)的密度我們只能通過(guò)設計時(shí)的理想值進(jìn)行計算，而粗略的算出楔形流量計測量管內的靜壓，在進(jìn)行校準修訂，這種方法其零點(diǎn)的可信度就會(huì )降低。
下圖垂直安的楔形流量計給流量計零點(diǎn)校準帶來(lái)困難

因此實(shí)際安裝中最好不要垂直安裝楔形流量計，若工藝無(wú)法滿(mǎn)足水平安裝，垂直安裝過(guò)程中除保證楔形流量計滿(mǎn)管的情況下，我們還要對楔形流量計零點(diǎn)的修正壓差進(jìn)行準確的換算，而不能只單單的關(guān)閉正負取壓閥門(mén)后就進(jìn)行零點(diǎn)校準。
4.安裝排污減壓閥
楔形流量計+雙法蘭變送器的流量檢測模式，在取壓閥門(mén)與雙法蘭連接部件之間要設置排污泄壓閥門(mén)。這個(gè)閥門(mén)非常重要，在流量計校準過(guò)程中既可以保證正負雙法蘭之間的受壓一致都為大氣壓確保校準可靠，更能保證維修人員的安全。
若雙法蘭變送器損壞需要更換，通過(guò)排污泄壓閥門(mén)能夠判斷取壓一次閥門(mén)是否滲漏，只有在確保安全的情況下，才能拆卸雙法蘭變送器。很多工程安裝過(guò)程中，省略了排污泄壓閥門(mén)的安裝，這是不正確的，一定要進(jìn)行整改。

安裝排污閥的楔形流量計維護維修工作更加方便
總結：無(wú)論哪一種流量計的安裝使用都需要按照說(shuō)明書(shū)所寫(xiě)以及結合它自身的特性來(lái)操作。
技術(shù)參數:

應用范圍
氣體流量計可廣泛應用于石油、化工、天然氣、冶金、電力、制藥、食品、農藥、環(huán)境保護等行業(yè)中，各種液體、氣體、天燃氣以及蒸汽的體積流量或質(zhì)量流量的連續測量。
楔形流量計是一種新型節流差壓式流量測量?jì)x表，它可以在高粘度、低雷諾數、雷諾數、500即可使用的流體情況下進(jìn)行高精度的流量測量，在流速較低、流量小、管徑大的流量測量場(chǎng)合有無(wú)可比擬的優(yōu)勢和不可替代的作用。
如在石化/煤化工行業(yè)的應用：
煉油裝置、乙烯裝置
高粘度和很臟的介質(zhì)
高溫和高壓，高磨損的介質(zhì)
水煤漿（黑水，灰水）、油煤漿等

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