锥形流量计的应用

    流量在石化生产过程中是一种非常重要的测量参数,对于贸易结算、关联交易、计算装置的物料平衡起着不可替代的作用。差压式流量计在工业装置中是应用最广泛的一种流量计。差压式流量计是根据能量守恒定律,在一定条件下动压能和静压能可以相互转换的原理进行测量的。当流体流过节流件时,在节流件的上、下游之间产生静差压。这个静差压的大小和流过的流体的流量有关,因此可通过此静差压来求出流量。

    在这种流量测量方法中,主要是利用节流件来产生差压,节流件的形式较多,常用的节流件有同心圆孔板、圆缺孔板、文丘利管、喷嘴等,这些节流件各有优缺点,主要以同心圆孔板应用最多。这些节流件产生的差压的取得多种多样,其中主要以法兰取压应用最为广泛。这里介绍的差压流量计是一种锥形流量计,与其他形式的差压流量计相比它具有许多优点。

    1　工作原理(见图1)

    锥形流量计基本的工作原理是基于能量守恒原理,利用伯努利方程,在流体流过锥形体时产生差压,在锥形体的上游区域流体压力为p_1,流体流过锥形体后,由于锥形体的作用使流体流速加快,在锥形体后部产生低压为p₂,使用差压变送器测量出p₁和p₂的差压Δp,根据流量方程式可测出流量。

    对于液体,其流量方程式为:

式中　K1———流量常数;

      Δp———锥形体产生的差压( p₁-p₂);

      ρ———流体实际密度;

      q_V———实际流量。

    对于可压缩流体,其流量方程式为:

式中　q_V工况———工作条件下的流量;

      q_V标况———标准状况下的流量;

      Y———气体膨胀因子;

      p———操作状况下的压力;

      T———操作状况下的温度;

      Z———气体压缩系数;

      p_b———基准压力;

      T_b———基准温度;

      Z_b———基准气体压缩系数;

    其余参数意义同上。

    2　锥形流量计的特点

    虽然锥形流量计的流量方程与其他差压流量计的流量方程相似,但是锥形流量计中锥形体的几何形状很不同于传统的差压流量计。它是在管道中心安装一个锥形体来阻挡流体,使管道中心的流体绕锥形体流动。这种流量测量方式与其他传统的差压流量计相比,有许多其他差压流量计无法比拟的优点。