楔形流量計在石化行業與特殊介質應用優勢

1 引言

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

2.測量原理

楔形流量計是一種差壓式儀表儀器，因為契形節流閥元器件構造與眾不同，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、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，特別是在適用低水流量、高粘度、含固態顆粒物等流體力學的精確測量，還能夠精確測量雙重總流量。

3.石化行業應用前景

　　石化行業是國民經濟的重要支柱產業之一，其生產過程中需要大量的流量測量。楔形流量計由于其特的優點，在石化行業中具有廣泛的應用前景。

　　首先，楔形流量計的測量準確度高，能夠滿足石化行業對高精度測量的需求。在石化生產過程中，流體的流量、壓力、溫度等參數的準確測量對于生產控制和產品質量控制具有重要意義。楔形流量計能夠準確地測量各種流體參數，為石化生產提供可靠的數據支持。

　　其次，楔形流量計具有較高的可靠性，能夠適應石化行業惡劣的生產環境。石化生產過程中會產生大量的腐蝕性氣體和固體顆粒物，這些物質會對流量計造成嚴重的腐蝕和磨損。而楔形流量計具有較高的耐腐蝕性和耐磨性，能夠適應這種惡劣的生產環境，保證測量準確性和穩定性。

　　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。在石化生產過程中，能源消耗是一個重要的成本因素。楔形流量計的節流件設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，提高了測量的準確性和使用維護周期， 適合于冶金、化工、環保等多種介質的測量。

（ 2 ）改善了對孔板入口尖銳度的要求，提高了測量準確性。

（ 3 ）適合于高黏度的介質，用途廣泛。

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

（ 5 ）壓損比孔板小。

（ 6 ）楔形件具有圓缺孔板的優點，當流體中含有雜質或固體物質時，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 Re D 流量測量。

5.楔形流量計在特殊介質的典型應用

?高粘度流體?

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

在石油行業中用于重油、瀝青等高粘度液體的流量監測?。

?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，楔形結構設計避免顆粒滯留?。

特別適合化工行業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?

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

?低雷諾數流體?

在極低雷諾數（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的優勢

?高精度與穩定性?

標定后精度可達0.5級，重復性好，適用于氣體、蒸汽及復雜介質的精確計量?。

?廣泛的適用性?

覆蓋高粘度流體、含顆粒介質、腐蝕性液體等多樣化工況，適應石油化工生產中的復雜需求?。

雷諾數適用范圍廣（ReD=300至10^6以上），滿足不同流速場景?。

?自清潔與低維護?

楔形節流件無滯流區，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?

一體化結構可直接法蘭連接，簡化安裝流程?。

防爆、防泄漏設計符合工業安全標準，適用于易燃易爆環境?。

?經濟性優勢?

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），節省安裝空間?。

通過上述特性，楔形流量計在石油化工領域的高精度測量、介質適應性和長期可靠性方面表現出顯著優勢?

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，生產廠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行安裝，防止安裝方向不對加大測量誤差。

2.關于取壓接口的方向問題

按照測量儀表取壓引壓規范，測量氣體流量時，取壓口在節流元件的中上部，測量液體流量時取壓口在節流元件的中下側，測量臟污介質時取壓口在節流元件的中部位置。但楔形流量計與孔板流量計的不同之處在于節流楔塊在表體內腔不是均勻分布的，取壓口的位置生產廠家已給固定預制好，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，如果取壓口安裝在管線的中下部，那么其楔形流量計內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介質雜質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，因此在現場安裝過程中要根據實際情況區別對待。

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程中，楔形流量計零點的校準無法進行。

楔形流量計零點校準的要求時，工況介質充滿楔形流量計，后關閉管線前后閥門，在確保楔形流量計內部流體靜止狀態下，進行流量計的校準。由于節流元件的流量表普遍不設計副線切除設施，因此節流元件前后普遍無工藝切斷閥門，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閉同時泄壓通大氣即可實現流量計的零點校準。

若楔形流量計垂直安裝，此時靜止的介質在楔形流量計內腔會產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，且負壓測引壓管內也會產生靜壓附件誤差。所以此時對于零點的校準變得困難。即使使用雙法蘭變送器，負壓測的靜壓附加我們可以算出，但被測介質的密度我們只能通過設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的靜壓，在進行校準修訂，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確的換算，而不能只單單的關閉正負取壓閥門后就進行零點校準。

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，在取壓閥門與雙法蘭連接部件之間要設置排污泄壓閥門。這個閥門非常重要，在流量計校準過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。