1 引言

在流量儀表中，孔板和噴嘴為主的節(jié)流式差壓流量計壓力損失大，是一個重要的缺點，開發(fā)低壓損節(jié)流件越來越受到人們的重視，因而楔式流量計的發(fā)展及應(yīng)用便引起了人們的濃厚興趣。自19世紀(jì)80年代中國引進美國泰勒公司[1]生產(chǎn)的楔形流量計，在化工企業(yè)的高黏度及臟污流體測量中使用效果令人滿意。截至目前，國內(nèi)已有許多廠專門從事楔式流量計的設(shè)計、制造、安裝等工作，從而也加速了楔式流量計的推廣及應(yīng)用范圍，但由于楔形流量計至今仍未標(biāo)準(zhǔn)化，這也成為其發(fā)展速度及應(yīng)用范圍的障礙。隨著國內(nèi)節(jié)能工作的發(fā)展，各行各業(yè)節(jié)能意識不斷增強，節(jié)能的楔形流量計在石化行業(yè)的應(yīng)用推廣應(yīng)該引起重視

2.測量原理

楔形流量計是一種差壓式儀表儀器，因為契形節(jié)流閥元器件構(gòu)造與眾不同，可用以黏滯性液體的流量計量，如精確測量汽柴油、渣油及燃料油等。契形節(jié)流閥元器件也可適用含飄浮顆粒物的固液化合物，如漿狀流體力學(xué)、廢水等的精確測量，還可以精確測量液體、汽體、蒸汽、沙漿及帶顆粒和煙塵的物質(zhì)，特別是在適用低水流量、高粘度、含固態(tài)顆粒物等流體力學(xué)的精確測量，還能夠精確測量雙重總流量。

3.石化行業(yè)應(yīng)用前景

　　石化行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，其生產(chǎn)過程中需要大量的流量測量。楔形流量計由于其特的優(yōu)點，在石化行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　首先，楔形流量計的測量準(zhǔn)確度高，能夠滿足石化行業(yè)對高精度測量的需求。在石化生產(chǎn)過程中，流體的流量、壓力、溫度等參數(shù)的準(zhǔn)確測量對于生產(chǎn)控制和產(chǎn)品質(zhì)量控制具有重要意義。楔形流量計能夠準(zhǔn)確地測量各種流體參數(shù)，為石化生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

　　其次，楔形流量計具有較高的可靠性，能夠適應(yīng)石化行業(yè)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。石化生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的腐蝕性氣體和固體顆粒物，這些物質(zhì)會對流量計造成嚴(yán)重的腐蝕和磨損。而楔形流量計具有較高的耐腐蝕性和耐磨性，能夠適應(yīng)這種惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，保證測量準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

　　此外，楔形流量計還具有較低的壓力損失，有助于減少能源浪費。在石化生產(chǎn)過程中，能源消耗是一個重要的成本因素。楔形流量計的節(jié)流件設(shè)計能夠減少流體通過時的阻力，降低壓力損失，從而減少能源浪費，有助于降低生產(chǎn)成本。

4.主要特點

（ 1 ）易于通過較污臟的流體，污物不易沉積、附著，提高了測量的準(zhǔn)確性和使用維護周期， 適合于冶金、化工、環(huán)保等多種介質(zhì)的測量。

（ 2 ）改善了對孔板入口尖銳度的要求，提高了測量準(zhǔn)確性。

（ 3 ）適合于高黏度的介質(zhì)，用途廣泛。

（ 4 ）量程比孔板寬，通常可以達到 10∶1 以上；測量準(zhǔn)確度較高，為 ±0.5%～1%FS 。

（ 5 ）壓損比孔板小。

（ 6 ）楔形件具有圓缺孔板的優(yōu)點，當(dāng)流體中含有雜質(zhì)或固體物質(zhì)時，容易從楔形件下部流過，不會沉積在楔形件周圍，也就是說楔形件具有自清洗功能。

（ 7 ）適用于低雷諾數(shù) Re D 流量測量。

5.楔形流量計在特殊介質(zhì)的典型應(yīng)用

?高粘度流體?

適用于燃料油、渣油、煤焦油等介質(zhì)，測量精度不受粘度影響（最高可測3000厘泊的流體）?。

在石油行業(yè)中用于重油、瀝青等高粘度液體的流量監(jiān)測?。

?含懸浮顆粒的液固混合物?

可測量泥漿、水煤漿、污水等含懸浮物的介質(zhì)，楔形結(jié)構(gòu)設(shè)計避免顆粒滯留?。

特別適合化工行業(yè)中的漿狀流體或含固體顆粒的混合物流量控制?。

?腐蝕性介質(zhì)?

通過耐腐蝕材料（如哈氏合金）制造的楔形節(jié)流件，結(jié)合隔膜式差壓變送器，實現(xiàn)腐蝕性介質(zhì)（如酸、堿）的測量?38。

?低雷諾數(shù)流體?

在極低雷諾數(shù)（ReD=300）條件下仍保持高精度，適用于石油化工中流速低、流量小的場景?

6.楔形流量計在石油化工行業(yè)的優(yōu)勢

?高精度與穩(wěn)定性?

標(biāo)定后精度可達0.5級，重復(fù)性好，適用于氣體、蒸汽及復(fù)雜介質(zhì)的精確計量?。

?廣泛的適用性?

覆蓋高粘度流體、含顆粒介質(zhì)、腐蝕性液體等多樣化工況，適應(yīng)石油化工生產(chǎn)中的復(fù)雜需求?。

雷諾數(shù)適用范圍廣（ReD=300至10^6以上），滿足不同流速場景?。

?自清潔與低維護?

楔形節(jié)流件無滯流區(qū)，流體通過時自動清潔污垢，減少維護頻率?。

無活動部件，耐磨設(shè)計延長使用壽命，降低運維成本?。

?安裝便捷與安全性?

一體化結(jié)構(gòu)可直接法蘭連接，簡化安裝流程?。

防爆、防泄漏設(shè)計符合工業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)，適用于易燃易爆環(huán)境?。

?經(jīng)濟性優(yōu)勢?

壓損低于孔板流量計，減少能耗?。

直管段要求低（上游5D，下游2D），節(jié)省安裝空間?。

通過上述特性，楔形流量計在石油化工領(lǐng)域的高精度測量、介質(zhì)適應(yīng)性和長期可靠性方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢?

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(biāo)注的方向進行安裝

雖然有的文章及資料上說，楔形流量計安裝沒有方向要求，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(biāo)準(zhǔn)的V形楔塊，其對于流體的節(jié)流正反都一樣。但在楔形流量計的表體上，生產(chǎn)廠家都標(biāo)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(biāo)注方向進行安裝，防止安裝方向不對加大測量誤差。

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，取壓口在節(jié)流元件的中上部，測量液體流量時取壓口在節(jié)流元件的中下側(cè)，測量臟污介質(zhì)時取壓口在節(jié)流元件的中部位置。但楔形流量計與孔板流量計的不同之處在于節(jié)流楔塊在表體內(nèi)腔不是均勻分布的，取壓口的位置生產(chǎn)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，如果取壓口安裝在管線的中下部，那么其楔形流量計內(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，易造成流量計失靈，因此在現(xiàn)場安裝過程中要根據(jù)實際情況區(qū)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程中，楔形流量計零點的校準(zhǔn)無法進行。

楔形流量計零點校準(zhǔn)的要求時，工況介質(zhì)充滿楔形流量計，后關(guān)閉管線前后閥門，在確保楔形流量計內(nèi)部流體靜止?fàn)顟B(tài)下，進行流量計的校準(zhǔn)。由于節(jié)流元件的流量表普遍不設(shè)計副線切除設(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)楔形流量計就比較困難。如果楔形流量計水平安裝，我們可以認(rèn)為靜止的流體對于楔形流量計檢測的差壓沒有附加影響，因此我們只需把楔形流量計的前后取壓閥門關(guān)閉同時泄壓通大氣即可實現(xiàn)流量計的零點校準(zhǔn)。

若楔形流量計垂直安裝，此時靜止的介質(zhì)在楔形流量計內(nèi)腔會產(chǎn)生一個靜止的靜壓力，這個靜壓作用于變送器的正壓室會增大差壓變送器的壓差值，使楔形流量計的零點差壓值不在是零，且負(fù)壓測引壓管內(nèi)也會產(chǎn)生靜壓附件誤差。所以此時對于零點的校準(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)計時的理想值進行計算，而粗略的算出楔形流量計測量管內(nèi)的靜壓，在進行校準(zhǔn)修訂，這種方法其零點的可信度就會降低。

因此實際安裝中最好不要垂直安裝楔形流量計，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滿管的情況下，我們還要對楔形流量計零點的修正壓差進行準(zhǔn)確的換算，而不能只單單的關(guān)閉正負(fù)取壓閥門后就進行零點校準(zhǔn)。

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，在取壓閥門與雙法蘭連接部件之間要設(shè)置排污泄壓閥門。這個閥門非常重要，在流量計校準(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，一定要進行整改。