孔板流量計(jì)與楔形流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及產(chǎn)品選型注意事項(xiàng)

在工業(yè)生產(chǎn)中，流量測量是一項(xiàng)非常重要也非常普遍存在的工作，利用差壓變送器通過測量差壓值從而計(jì)算管道內(nèi)流量的流量計(jì)有很多種，孔板流量計(jì)，楔形流量計(jì)，V錐流量計(jì)，阿牛巴流量計(jì)，威力巴流量計(jì)，彎管流量計(jì)等，其中孔板流量計(jì)和楔形流量計(jì)是兩種使用量很大，也較為常見的兩類差壓式流量計(jì)，孔板流量計(jì)與楔形流量計(jì)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(jì)在維護(hù)方面優(yōu)勢明顯。那么，孔板流量計(jì)又有哪些不可替代的優(yōu)勢呢？本文即從兩類流量計(jì)的不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和測量功能方面來給各位作一個(gè)簡單的介紹。

孔板、楔形流量計(jì)一樣的原理

孔板流量計(jì)、楔形流量計(jì)，屬于恒截面，變壓差型流量計(jì)。也就是說它們的概念相同

孔板流量計(jì)，就是在管道內(nèi)部加裝一個(gè)中間開孔的圓板，然后測量蒸汽在孔板前后的壓力差，經(jīng)過計(jì)算換算出蒸汽的流量。

因?yàn)檎羝牧魉僭诠?jié)流件處（孔板）形成局部收縮，靜壓力降低，流速增加，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。根據(jù)流動(dòng)連續(xù)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)通過溫度和壓力傳感器測出蒸汽的溫度和壓力，積算儀根據(jù)當(dāng)時(shí)的溫度和壓力計(jì)算出補(bǔ)償后的流量。

楔形流量計(jì)是流體通過楔形流量計(jì)時(shí)，由于楔塊的節(jié)流作用，在其上、下游側(cè)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(cè)取壓口引出，送至差壓變送器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵觯俳?jīng)經(jīng)專用智能流量積算儀運(yùn)算后，即可獲知流量值。

孔板、楔形流量計(jì)不一樣的特點(diǎn)

為什么選擇孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn):

▲節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡單、牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長，

▲適用于較大口徑管道的計(jì)量（目前口徑大于DN 600 mm 的流量計(jì)一般只能選用孔板）；

▲經(jīng)久耐用；

▲標(biāo)定全面；

▲價(jià)格便宜。

孔板流量計(jì)的缺點(diǎn)：

▲對節(jié)流裝置、引壓管、冷凝罐安裝要求很高，安裝較為復(fù)雜。

▲孔板流量計(jì)整體校驗(yàn)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(dú)進(jìn)行校驗(yàn)，整體的精度難于確保。

▲孔板的結(jié)構(gòu)決定了流體流經(jīng)孔板時(shí)流體的靜壓明顯減小，流速顯著加大，造成流體沖刷孔板嚴(yán)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(yán)重。

▲孔板的結(jié)構(gòu)形式造成了流體流過孔板后有較大的靜壓損失，從整體上看孔板流量計(jì)是一個(gè)耗能較大的儀表，使機(jī)泵機(jī)械功率的損失加大，不利于裝置的能效提高，對于越來越嚴(yán)格的節(jié)能要求是一個(gè)不利因素。

為什么選擇楔形流量計(jì)

楔形流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

▲特別適合于高粘度、低雷諾數(shù)、帶懸浮顆粒或氣泡的介質(zhì)測量;

▲測量精度不受流體介質(zhì)介電常數(shù)等特性的影響和限制;

▲楔形件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特殊，有導(dǎo)流作用，防堵塞;

▲具有流體粘度變化、溫度變化、密度變化等補(bǔ)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(jié)能減排：楔形流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、牢固、高可靠性，安裝方便，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低;

▲無運(yùn)動(dòng)部件、無磨損，長期使用時(shí)不需要重新標(biāo)定。

楔形流量計(jì)的缺點(diǎn)

但相對于孔板流量計(jì)來說，楔形流量計(jì)還具有價(jià)格高、必須每臺標(biāo)定等不足，無論是在設(shè)計(jì)、制造、計(jì)算，還是安裝使用等方面，楔形流量計(jì)尚缺乏相應(yīng)的數(shù)據(jù)和規(guī)范。

總結(jié)：就目前而言，楔形流量計(jì)與孔板流量計(jì)共存，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，但從長遠(yuǎn)來看，楔形流量計(jì)是新一代差壓式流量計(jì)的發(fā)展趨勢。

安裝注意事項(xiàng)

孔板流量計(jì)安裝前的十條注意事項(xiàng)

1.儀表安裝前，工藝管道應(yīng)進(jìn)行吹掃，防止管道中滯留的鐵磁性物質(zhì)附著在儀表里，影響儀表的性能，甚至?xí)p壞儀表。如果不可避免，應(yīng)在儀表的入口安裝磁過濾器。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(yīng)檢查其有無損壞。

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(yīng)保證儀表的中心垂線與鉛垂線夾角小于2°；如果是水平安裝，應(yīng)保證儀表的水平中心線與水平線夾角小于2°。

4.儀表的上下游管道應(yīng)與儀表的口徑相同，連接法蘭或螺紋應(yīng)與儀表的法蘭和螺紋匹配，儀表上游直管段長度應(yīng)保證至少是儀表公稱口徑的5倍，下游直管段長度大于等于250mm。

5.由于儀表是通過磁耦合傳遞信號的，所以為了保證儀表的性能，安裝周圍至少250px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(zhǔn)的，如果氣體在儀表的出口直接排放到大氣，將會在 ?浮子處產(chǎn)生氣壓降，并引起數(shù)據(jù)失真。如果是這樣的工況條件，應(yīng)在儀表的出口安裝一個(gè)閥門。

7.安裝在管道中的儀表不應(yīng)受到應(yīng)力的作用，儀表的出入口應(yīng)有合適的管道支撐，可以使儀表處于小應(yīng)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會變形，所以法蘭螺母不要隨意擰得過緊。

9.帶有液晶顯示的儀表，安裝時(shí)要盡量避免陽光直射顯示器，降低液晶使用壽命。

10.低溫介質(zhì)測量時(shí)，需選夾套型。

孔板流量計(jì)安裝過程中的二十八條注意事項(xiàng)

1.儀表開孔應(yīng)避免在成型管道上開孔。

2.注意流量計(jì)前后直管段長度。

3.如有接地要求的電磁、質(zhì)量等流量計(jì)，應(yīng)按說明進(jìn)行接地。

4.工藝管道焊接時(shí)，接地線應(yīng)避開儀表本體，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(xì)導(dǎo)壓管。

6.中、高壓引壓管能采用氬弧焊或承插焊的，應(yīng)采用氬弧焊或承插焊。風(fēng)速>2m/s，應(yīng)有防風(fēng)措施，否則應(yīng)采用藥皮焊絲，風(fēng)速>8m/s，必須有防風(fēng)措施，否則應(yīng)停止施焊。

7.注意流量計(jì)節(jié)流裝置取壓口的安裝方向。

8.不銹鋼引壓管嚴(yán)禁熱煨；嚴(yán)禁將引壓管煨扁。

9.儀表引壓管、風(fēng)管、穿線管的安裝位置，應(yīng)避免將來妨礙工藝生產(chǎn)操作，應(yīng)避開高溫腐蝕場所，應(yīng)固定牢固；從上引下的穿線管，其低引線端應(yīng)低于所接儀表的接線進(jìn)口端；穿線管低端應(yīng)增加滴水三通；靠近儀表側(cè)宜增加Y型或錐形防爆密封接頭；儀表主風(fēng)線低處應(yīng)加排凝（污）閥。

10.儀表使用的銅墊片，如無退火處理，使用前應(yīng)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(xiàn)場儀表接線箱內(nèi)，不同接地系統(tǒng)的接地不能混接，所有儀表的屏蔽線應(yīng)單獨(dú)連接上下屏蔽層，嚴(yán)禁擰在一起連接上下屏蔽。

12.儀表處于不易觀察、檢修位置時(shí)，改變位置或加裝平臺。

13.儀表線中間嚴(yán)禁接頭，并做好隱蔽記錄，補(bǔ)償導(dǎo)線接頭應(yīng)采用焊接或壓接。

14.不銹鋼焊口應(yīng)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(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)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(yán)防保管和安裝過程中被二次污染。

16.不銹鋼管線嚴(yán)禁與碳鋼直接接觸。

17.鍍鋅、鋁合金電纜橋架嚴(yán)禁用電、氣焊切割和開孔，應(yīng)采用無齒鋸及專用開孔器等類似機(jī)械切割和開孔。

18.不銹鋼管嚴(yán)禁用電、氣焊切割和開孔，應(yīng)采用等離子或機(jī)械切割、開孔。

19.大于36V的儀表穿線管、柜、盤等應(yīng)接地，接地儀表穿線管絲扣用導(dǎo)電膏處理；小于等于36V的儀表穿線管絲扣至少應(yīng)有防銹處理；外露絲扣不宜大于一個(gè)絲扣。

20.爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的儀表穿線管，應(yīng)保持電氣的連續(xù)性。

21.100伏以下絕緣儀表線路應(yīng)用250V搖表測量線路絕緣電阻，且≥5兆歐。

22.鋁合金橋架應(yīng)跨接短接線，鍍鋅橋架應(yīng)不少于兩個(gè)防松螺絲擰緊，長度30米以內(nèi)應(yīng)兩端可靠接地，超過30米的應(yīng)每隔30米增加一個(gè)接地點(diǎn)。

23.不同接地系統(tǒng)的儀表線或儀表線與電源線共用一個(gè)槽架時(shí)，應(yīng)用金屬隔板隔開。

24.儀表盤、柜、箱、臺的安裝及加工中嚴(yán)禁使用氣焊方法，安裝固定不應(yīng)采用焊接方式，開孔宜采用機(jī)械開孔方法。

25.儀表伴熱、回水的盲端不應(yīng)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(qū)）。

27.儀表及其穿線管、引壓管一端固定于熱膨脹區(qū)（如塔、隨塔熱膨脹移動(dòng)的附件），一端固定于非熱膨脹區(qū)（如勞動(dòng)保護(hù)間），連接儀表時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，其柔性管、穿線管、引壓管必須留出一定熱膨脹裕度。

28.附塔橋架、穿線管應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況留有熱膨脹伸縮節(jié)或柔性連接。

楔形流量計(jì)安裝使用中四條注意事項(xiàng)

1.要按照楔形流量計(jì)標(biāo)注的方向進(jìn)行安裝

雖然有的文章及資料上說，楔形流量計(jì)安裝沒有方向要求，可用于反向流的測量，從楔形流量計(jì)的測量原理看如果是標(biāo)準(zhǔn)的V形楔塊，其對于流體的節(jié)流正反都一樣。但在楔形流量計(jì)的表體上，廠家都標(biāo)注了楔形流量計(jì)流體的流向箭頭，從楔形流量計(jì)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(jì)的正中，因此我們要按照楔形流量計(jì)的標(biāo)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(jì)表體上標(biāo)注了流體的流動(dòng)方向

2.關(guān)于取壓接口的方向問題

按照測量儀表取壓引壓規(guī)范，測量氣體流量時(shí)，取壓口在節(jié)流元件的中上部，測量液體流量時(shí)取壓口在節(jié)流元件的中下側(cè)，測量臟污介質(zhì)時(shí)取壓口在節(jié)流元件的中部位置。但楔形流量計(jì)與孔板流量計(jì)的不同之處在于節(jié)流楔塊在表體內(nèi)腔不是均勻分布的，取壓口的位置廠家已給固定預(yù)制好，其在楔塊焊接處的前后上方。

若嚴(yán)格按照取壓規(guī)范，當(dāng)測量液體時(shí)，如果取壓口安裝在管線的中下部，那么其楔形流量計(jì)內(nèi)部的楔塊也在管線的中下部，而造成流體要從楔形流量計(jì)的上方流過，這種方式會造成流體內(nèi)介質(zhì)雜質(zhì)顆粒的沉淀在楔形流量計(jì)的下部表體內(nèi)腔，有堵塞楔塊前方取壓口的隱患，易造成流量計(jì)失靈，因此在現(xiàn)場安裝過程中要根據(jù)實(shí)際情況區(qū)別對待。

3.垂直管道安裝

楔形流量計(jì)建議水平安裝，盡可能的減少垂直安裝方式，是因?yàn)樵诖怪卑惭b過程中，楔形流量計(jì)零點(diǎn)的校準(zhǔn)無法進(jìn)行。

楔形流量計(jì)零點(diǎn)校準(zhǔn)的要求時(shí)，工況介質(zhì)充滿楔形流量計(jì)，后關(guān)閉管線前后閥門，在確保楔形流量計(jì)內(nèi)部流體靜止?fàn)顟B(tài)下，進(jìn)行流量計(jì)的校準(zhǔn)。由于節(jié)流元件的流量表普遍不設(shè)計(jì)副線切除設(shè)施，因此節(jié)流元件前后普遍無工藝切斷閥門，這種狀況下校準(zhǔn)楔形流量計(jì)就比較困難。如果楔形流量計(jì)水平安裝，我們可以認(rèn)為靜止的流體對于楔形流量計(jì)檢測的差壓沒有附加影響，因此我們只需把楔形流量計(jì)的前后取壓閥門關(guān)閉同時(shí)泄壓通大氣即可實(shí)現(xiàn)流量計(jì)的零點(diǎn)校準(zhǔn)。

若楔形流量計(jì)垂直安裝，此時(shí)靜止的介質(zhì)在楔形流量計(jì)內(nèi)腔會產(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增大差壓變送器的壓差值，使楔形流量計(jì)的零點(diǎn)差壓值不在是零，且負(fù)壓測引壓管內(nèi)也會產(chǎn)生靜壓附件誤差。所以此時(shí)對于零點(diǎn)的校準(zhǔn)變得困難。即使使用雙法蘭變送器，負(fù)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設(shè)計(jì)時(shí)的理想值進(jìn)行計(jì)算，而粗略的算出楔形流量計(jì)測量管內(nèi)的靜壓，在進(jìn)行校準(zhǔn)修訂，這種方法其零點(diǎn)的可信度就會降低。

下圖垂直安的楔形流量計(jì)給流量計(jì)零點(diǎn)校準(zhǔn)帶來困難

因此實(shí)際安裝中好不要垂直安裝楔形流量計(jì)，若工藝無法滿足水平安裝，垂直安裝過程中除保證楔形流量計(jì)滿管的情況下，我們還要對楔形流量計(jì)零點(diǎn)的修正壓差進(jìn)行準(zhǔn)確的換算，而不能只單單的關(guān)閉正負(fù)取壓閥門后就進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)。

4.安裝排污減壓閥

楔形流量計(jì)+雙法蘭變送器的流量檢測模式，在取壓閥門與雙法蘭連接部件之間要設(shè)置排污泄壓閥門。這個(gè)閥門非常重要，在流量計(jì)校準(zhǔn)過程中既可以保證正負(fù)雙法蘭之間的受壓一致都為大氣壓確保校準(zhǔn)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，通過排污泄壓閥門能夠判斷取壓一次閥門是否滲漏，只有在確保安全的情況下，才能拆卸雙法蘭變送器。很多工程安裝過程中，省略了排污泄壓閥門的安裝，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(jì)維護(hù)維修工作更加方便

總結(jié)：無論哪一種流量計(jì)的安裝使用都需要按照說明書所寫以及結(jié)合它自身的特性來操作。

技術(shù)參數(shù):

應(yīng)用范圍

孔板流量計(jì)可**應(yīng)用于石油、化工、天然氣、冶金、電力、制藥、食品、農(nóng)藥、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)中，各種液體、氣體、天燃?xì)庖约罢羝?strong>體積流量或質(zhì)量流量的連續(xù)測量。
 

楔形流量計(jì)是一種新型節(jié)流差壓式流量測量儀表，它可以在高粘度、低雷諾數(shù)、雷諾數(shù)、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合有無可比擬的優(yōu)勢和不可替代的作用。

如在石化/煤化工行業(yè)的應(yīng)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