用同心的標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)量臟污氣體或液體時(shí)，流體中的不潔物質(zhì)容易沉積于孔板前后，因而改變管道的有效截面，導(dǎo)致孔板的實(shí)際截面比m及流量系數(shù)a均逐漸變得與計(jì)算時(shí)所采用的數(shù)值不同，從而降低了流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。楔形流量計(jì)是在水平及傾斜管道中測(cè)量臟污流體的裝置。本文就鋼鐵企業(yè)使用較多的高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦油、污水等采用的楔形流量計(jì)測(cè)量的情況進(jìn)行探討。

　　楔形流量計(jì)1.測(cè)量原理

　　楔形流量計(jì)根據(jù)伯努利公式，利用流體在流動(dòng)過(guò)程中遵守能量守恒定律，即動(dòng)能和靜壓能之和不變，以流體通過(guò)起節(jié)流作用的楔時(shí)產(chǎn)生壓差的原理而進(jìn)行流量測(cè)量。楔形件由兩塊平板（一般為不銹鋼）制作而成，這兩塊平板在臨界角上焊接在一起，然后插入槽內(nèi)，差壓引出管在位于楔形片中心兩邊等距離的地方。

　　當(dāng)流體流經(jīng)V形節(jié)流塊時(shí)，流通面積減少，流速增大，靜壓減小，從而產(chǎn)生靜壓力差。而壓差的平方根與流量成正比。測(cè)得壓差即可求得管道中的流量。楔形流量計(jì)的流量公式為

　　式中∶g;體積流量，m/s;C流出系數(shù);e可膨脹系數(shù);m流通面積與管道截面積之比;D管道內(nèi)徑，m;AP楔形件前后產(chǎn)生的差壓，Pa;p被測(cè)流體密度，kg/m。

　　2.楔形流量計(jì)基本結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）

　　變送器流量

　　計(jì)算機(jī)流量數(shù)據(jù)處壓力溫度

　　楔形件

　　流體流向

　　圖1楔形流量計(jì)基本結(jié)構(gòu)圖

　　由于楔形流量計(jì)的結(jié)構(gòu)形式較好，兼顧了其他幾種節(jié)流式流量計(jì)的特點(diǎn)，具有較好的適應(yīng)性。

　　3.主要特點(diǎn)

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

　?。?）改善了對(duì)孔板入口尖銳度的要求，提高了測(cè)量準(zhǔn)確性。

　?。?）適合于高黏度的介質(zhì)，用途廣泛。

　?。?）量程比孔板寬，通?？梢赃_(dá)到10∶1以上;測(cè)量準(zhǔn)確度較高，為0.5%~1%FS。

　　（5）壓損比孔板小。

　　圖2為楔形件與標(biāo)準(zhǔn)孔板產(chǎn)生的壓力損失比較。

　　圖2楔形孔板與標(biāo)準(zhǔn)孔板的壓力損失比較（6）楔形件具有圓缺孔板的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)流體中含有雜質(zhì)或固體物質(zhì)時(shí)，容易從楔形件下部流過(guò)，不會(huì)沉積在楔形件周圍，也就是說(shuō)楔形件具有自清洗功能。

　?。?）適用于低雷諾數(shù)Re流量測(cè)量。

　　標(biāo)準(zhǔn)孔板、文丘里管等不宜在低雷諾數(shù)下進(jìn)行測(cè)量，標(biāo)準(zhǔn)孔板的流量系數(shù)通常在雷諾數(shù)400以上時(shí)趨于穩(wěn)定，在低雷諾數(shù)時(shí)，其流量系數(shù)會(huì)隨雷諾數(shù)的變化而變化，當(dāng)雷諾數(shù)小于1800時(shí)，則流量與差壓之間會(huì)偏離基本的平方根關(guān)系，對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度造成較大影響。而楔形是V形節(jié)流元件，其流量系數(shù)線性好，具有噴嘴入口曲線流暢、無(wú)滯流區(qū)的特點(diǎn)，雷諾數(shù)對(duì)它影響小。當(dāng)雷諾數(shù)小至500時(shí)，楔形流量計(jì)的準(zhǔn)確度和流量系數(shù)的變化不大，雷諾數(shù)在400~10之間進(jìn)行流量測(cè)量，其誤差小于3%。

　　4.適用范圍

　　由于楔形流量計(jì)量程比寬，雷諾數(shù)適用范圍在300~10*之間，因而特別適合于高黏度流體的測(cè)量，如化工廠各種高黏度流體以及污水、較臟污的氣體（如高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣）的測(cè)量。5.楔形流量計(jì)的標(biāo)定

　?。?）楔形流量計(jì)是非標(biāo)儀表，出廠時(shí)每臺(tái)儀表必須經(jīng)過(guò)實(shí)流標(biāo)定。楔形流量計(jì)的標(biāo)定需建有高位水塔，采用標(biāo)準(zhǔn)表法、用水作介質(zhì)對(duì)每臺(tái)儀表進(jìn)行標(biāo)定。楔形流量計(jì)在設(shè)計(jì)時(shí)選擇的流出系數(shù)由于很難準(zhǔn)確測(cè)量楔形件的流通面積，找出等效孔徑，因而大多憑經(jīng)驗(yàn)先選擇流出系數(shù)，只有通過(guò)標(biāo)定才能計(jì)算出實(shí)際的流出系數(shù)，確定該臺(tái)儀表的誤差，并對(duì)原設(shè)計(jì)的差壓進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到儀表準(zhǔn)確度等級(jí)的要求。

　?。?）標(biāo)定及數(shù)據(jù)處理

　　為了保證在儀表使用范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性，標(biāo)定點(diǎn)應(yīng)選擇在常用流量范圍內(nèi)，一般選取流量上限的20%、40%、60%、80%、100%。每一標(biāo)定點(diǎn)按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用計(jì)算機(jī)多次采樣后取其平均值，再求出各標(biāo)定點(diǎn)的流出系數(shù)平均值作為這臺(tái)儀表的流出系數(shù)。其C值的計(jì)算公式如下;

　　萘初塔循環(huán)流量方面嘗試采用了楔形流量計(jì)進(jìn)行流量檢測(cè)，實(shí)踐證明其運(yùn)行穩(wěn)定、可靠;然后又在其他幾個(gè)點(diǎn)上采用了楔形流量計(jì)，包括精塔循環(huán)、初塔原料、精塔原料、一段焦油流量、二段焦油流量。目前基本取消了靶式流量計(jì)，流量檢測(cè)穩(wěn)定性、可靠性得到大大提高，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，維護(hù)工作量大為減少，故障率極低，效果顯著。楔形流量計(jì)3年多實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明∶楔形流量計(jì)能夠很好地解決焦化化工流量檢測(cè)難的問(wèn)題，提高了流量檢測(cè)的穩(wěn)定性、可靠性，為生產(chǎn)順利運(yùn)行提供可靠保障，從而降低生產(chǎn)能源消耗、節(jié)約生產(chǎn)成本，帶來(lái)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

　　（2）煉鐵廠易地大修的3號(hào)高爐（750m?）煤氣發(fā)生量和熱風(fēng)爐用高爐煤氣（管道直徑為D182010mm和D142010mm）均采用楔形流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)已使用兩年多的情況來(lái)看，既未發(fā)生取壓管堵塞，數(shù)據(jù)也十分穩(wěn)定。

　?。?）重鋼公司各單位使用最多的是工業(yè)水流量的測(cè)量，目前已用了10多臺(tái)。由于工業(yè)水含有一定的泥沙和雜質(zhì)，以往使用孔板容易使雜質(zhì)在孔板前堆積，堆積的雜質(zhì)易造成取壓管堵塞，儀表維護(hù)工作量很大，改用楔形流量計(jì)后，以前存在的問(wèn)題大大減少，效果十分明顯。

　?。?）重鋼公司整體環(huán)保搬遷至重慶長(zhǎng)壽，根據(jù)原重鋼廠區(qū)使用情況，決定在新區(qū)高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等臟污流體測(cè)量方面基本上采用楔形流量計(jì)、圓缺孔板流量計(jì)。