球阀插入式V锥流量计在大管径介质测量中的应用（在线安装）

球阀插入式V锥流量计在大管径介质测量中的应用（在线安装）

---山东立轩测控设备有限公司

[概述]

流量仪表是能源计量器具的重要组成部分，流量仪表的合理选型、科学管理和新技术应用是关键环节。为了有效贯彻实施Guo家及行业节能标准，尽快提高我国的能源计量技术水平，实现节能、降耗与减排，研制推广流量测量新技术成为我们计量行业的重要职责。国内企业生产大型化发展成为趋势，工程中流量管道口径大于300毫米的管道已十分普遍，其流量检测（特别对空气、煤气、供水、蒸汽等）已显重要。通常满管式计量仪表的口径都不超过DN300，大多种类的仪表，一旦口径尺寸再继续增加，其外形就变得特别庞大，相应重量成倍增加，加大了运输难度，甚至导致无法现场安装。传统节流装置例如孔板，大口径孔板外形较大，运输困难，压损大，运行费用高，节流装置技术标准GB2624(ISO5167)中规定的前后直管段很长，现场根本没有办法满足使用要求，另外在技术标准中，标准节流装置没有规定管径超过1000mm的数据。

一、大口径管道介质测量现状

大管径介质的流量计量问题是目前各企业尤其是冶金、焦化、电厂、城市供热等的难点和焦点问题。上述行业中相关企业遇到的大管径介质如煤气、压缩空气、蒸汽等介质在计量上存在比较多的问题，如能源损耗、现场安装、现场堵塞等诸多问题。流量计的可靠性和准确性直接影响到计量的准确性，对企业的节能降耗、成本核算起至关重要的作用。近年来，插入式流量仪表以结构简单、运输安装方便、体积小、重量轻、压损低、运行费用低等诸多优点越来越受到重视。山东立轩测控设备有限公司生产的球阀插入式V锥流量计是解决上述问题的理想方法，该类型的流量计已获得Guo家发明专利（ZL2006 1 0044765.0）及多项实用专利，具有管道压损极小、可在线安装、不堵塞等诸多优点，具有广泛的应用前景。

二、工作原理

从原理上讲，大多插入式流量计都是需要测得管道中的平均流速，然后根据管道截面积得到管道的瞬时流量。由于实际的现场工艺条件、测量原理的限制目前计量精度都不是很高，但是也基本可以满足工艺参数监视的要求。那么计量仪表的长期运行可靠性就成为衡量此计量仪表性能的重要指标之一。拿高炉煤气来说，煤气中含有粉尘、奈、水份等固体和液态物质，导致差压类流量仪表的测压管路易于堵塞。

V锥流量计，内锥流量计（V-coneflowmeter）是美国MCCROMETER公司于上世纪八十年研制推向市场的。二十年来，在国外主要用于测湿气体、气固、气液二相脏污流体的流量，取得了较好的效果。内锥流量计的优点不仅是由于有整流作用，适用于现场直管段长度不足的地方；还在于它的环形通，使污手无法滞留而适用于测脏污流体。如高炉煤气、焦炉煤气，性能优于偏心孔板流量计。运用V锥流量计较耐脏污的特点，威海会盟公司研制了插入式V锥，通过现场实际应用，效果良好。

插入式V锥原理：因为插入式V锥也是节流式原理的，所以其流量与差压的关系也是开方的关系。总理论公式：

三、球阀插入式V锥节能情况说明

插入式V锥流量计有着常规插入式流量计的结构简单、重量轻、安装方便（可在线拆装）、运行费用低等诸多优点。下面举例说明节能省耗情况：

某常用组分焦炉煤气，（0℃，101.325kPa）下干煤气密度0.46kg/m³；工作状态下相对湿度100％；动力粘度0.0127mPa；等熵指数1.36；工作温度25℃；工作表压力60kPa；使用地点平均大气压100.06kPa；20℃下管道内径508mm；流量范围（0℃，101.325kPa）：樶大流量20000m³/h，常用流量16000m³/h，樶小流量8000m³/h；节流件材料1Cr18Ni9Ti；管道材料20＃，新轧制无缝钢管。

选用某孔板结果：流出系数0.6058，膨胀系数0.99473，节流孔径（20℃）279.4mm，樶大流量对应差压值2992Pa,此使用状态下樶大压力损失为2030Pa；

选用插入式V锥的话，压力损失低于15Pa（对于总压力来说可以忽略）,

能耗计算公式：

按每度电费0.8元估算年可节省电费约9.9万元。本示例是按照樶低运行情况举例，而很多大口径的运行负荷都远大于此例情况，很多仪表年可以节省数万乃至几十万电费，节耗效益显著。

四、球阀插入式V锥的检定

山东立轩公司生产的球阀插入式V锥流量计在大口径水介质检定装置和空气检定装置上进行多个口径的检定，在1：5的流量范围里，标定误差可以达到0.5％,当然在实际现场使用时，由于安装情况和管道形状、尺寸精度及介质属性等条件的不可知性，会造成误差加大，但可以控制在1%以内，这对于工业现场大管道介质尤其是脏污介质的测量已完全可以满足要求。

插入V锥流量计的周期检定：目前国内大口径检定设备匮乏，插入式V锥流量计的检定可以只标定测头，这样虽然有误差，但是也解决了用户的周期检定问题。

五、插入式V锥现场应用情况

某大型钢铁集团焦化厂选用山东立轩测控设备有限公司生产的LX-VZ7型球阀插入式V锥流量计主要应用在高炉煤气的测量（现场图一），自2006年安装投运以来，一直没有发生堵塞现象，中间曾组织人员将流量计现场在线拆出，发现测量装置已黏结上很脏的黑色物质，即便在这样的情况下，流量计还可以正常运行，说明该流量计确实是不怕堵。该流量计经现场使用发现具有如下特点：

1、 结构简单紧凑，该流量计采用结构，重量较轻，运输、搬运方便。

2、 可以实现在线不停流安装、检修，这一点对于连续生产企业非常关键，可以大幅度的减少停机时间，避免因停机造成的经济损失。安装过程简单易操作，可以节省大量的安装费用。

3、 应用V锥检测原理生产制造，具有自整流功能，取压方式为流体流动取压，从而解决了其它差压流量计易堵的问题，现场维护量几乎没有，给现场维护带来了方便，可节省大量的维护时间和费用。

4、 流量计测量精度较高，长期运行稳定性很好。

5、 该流量计采用插入式结构，现场使用几乎不会造成压力损失，节能效果明显。

附：流量计现场效果图

结束语：

LX-VZ7型球阀插入式V锥流量计特点突出，性能优良，经过长时间的使用，确认其具有结构紧凑、安装简便、稳定性好、可靠性高、耐脏污、不堵塞、压力损失极小、节能效果显著等优点，在Guo家大力提倡节能降耗的背景下，具有很好的推广前景。