[导读] 文章介绍了楔形流量计的工作原理、组成、特点以及在焦炉煤气流量计量中的应用。
楔形流量计是一种新型的差压式流量计，其设计突破了炼焦、炼油、化工等企业中的焦油、沥青、残渣油、石蜡油、易结晶萘油等各种高粘度液体介质的流量测量难题，同时也在化工企业有极强腐蚀性并随温度变化而析出结晶的饱和或过饱和酸、碱、盐溶液流量中测量获得广泛应用。在我厂使用的康家庄煤气流量测量上使用了该流量计。
1 原理
楔形流量计的工作原理是：当充满管道的流体流经楔形孔板时，在楔形孔板上游侧和下游侧测到流体的差压，差压变送器将差压信号转换成4～20mA电流信号输出，此信号经人工智能流量运算器处理后，得到流量值。其中，它的节流装置（如图1所示）是一块V形节流件（楔形孔板）。
流量计算公式为：
式中：qv为体积流量，m3/s；C为流出系数；ε为可膨胀性系数；m为节流面积比，m=S1/（πD2/4）；S1为弓形流通面积，m2；D为管道内径，m；Δp为差压，Pa；ρ为被测介质密度，kg/m3。
S1的计算：
式中：h为弓形高度，mm；r为管道半径，mm；l为弓形弧长；x为弓形弦长，mm；α为弓形所围的弧度。
2 组成
（1）基本组成
楔形流量计由楔形流量传感器、三阀组板和差压变送器以及人工智能流量运算单元构成，如图3。
（2）实用中组成
在我厂测量焦炉煤气所使用的楔形流量计的组成如图4所示。它由一体化楔形流量变换器、温度测量、压力测量和人工智能流量运算器四部分组成。其中温度、压力的测量是用于对流体的测量进行温压补偿。
3 特点
（1）一体化
它集楔形流量传感器、三阀组板和差压变送器于一体，去掉了导压管路、各种阀门和管件，大大提高了系统的测量精度与可靠性。
（2）智能型
通过智能型差压变送器的按键或通讯方式设定。在线修改差压变送器的量程，可大大拓宽系统的流量测量范围度。
（3）长期运行精度高、稳定性好
测量误差：±0.5%F·S；长期稳定性：±0.2%F·S/a
（4）传感器结构简单、可靠性高、使用寿命长
楔形流量传感器结构简单、可靠，无可移动部件与易损部件，使用寿命长达10年以上。
（5）适用范围广
测量介质：除应用于一般气体、液体、蒸汽外，特别适用于高粘度、高腐蚀、易结晶、含悬浮物、长纤维的液体及高含尘气体的流量测量。
测量管径：10～1500mm
工作范围：工作温度上限560℃，工作压力上限40MPa。
雷诺系数使用范围广：下限Red=300，上限Red=1×106以上，它可适用于极低雷诺数（Red=300）的液体流量测量。
（6）流量测量范围度：1z25，最高可达1z33，当改变差压变送器差压后，可达1z100以上。
（7）介质粘度上限：500MPa·s。
（8）最低流速：测量介质最低流速0.01m/s。
4 评价
楔形流量计自2007年6月安装投用以来，稳定性良好，测量数据在误差范围之内，避免了阿牛巴流量计易堵、超声波流量计不耐腐蚀的缺陷，体现出它在测量焦炉煤气上优势。如今，它所提供的数据已作为康家庄向我厂送焦炉煤气计量的重要依据。