一、概述最先進(jìn)的差壓式流量測(cè)量技術(shù)HLV威力巴采用了完全符合空氣動(dòng)力學(xué)原理的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是一種在精度、功效及可靠方面達(dá)到了無比卓越程度的傳感元件。1、用途適用于氣體、液體和蒸汽的高精度流量測(cè)量。威力巴是一種差壓式、速率平均式流量傳感器，通過傳感器在流體中所產(chǎn)生的差壓進(jìn)行流量測(cè)量。威力巴反映流體真實(shí)的流速，其精度達(dá)到 1.0%，重復(fù)性達(dá) 0.1%。威力巴的突出優(yōu)點(diǎn)是：輸出一個(gè)非常穩(wěn)定、無脈動(dòng)的差壓信號(hào)2、探頭的設(shè)計(jì)特點(diǎn)子彈頭截面形狀的探頭能產(chǎn)生精確的壓力分布，固定的流體分離點(diǎn)；位于探頭側(cè)后兩邊、流體分離點(diǎn)之前的低壓取壓孔，可以生成穩(wěn)定的差壓信號(hào)，并且有效防堵。內(nèi)部一體化結(jié)構(gòu)能避免信號(hào)滲漏，提高探頭結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保持長(zhǎng)期高精度。3.威力巴探頭防堵塞設(shè)計(jì)威力巴流量探頭以其卓越的防堵設(shè)計(jì)，徹底擺脫了阿牛巴等插入式流量探頭易堵塞的弊端，使均速管流量探頭的防堵水平達(dá)到了空前的高度。探頭高壓取壓孔不會(huì)被堵探頭的前部形成高壓區(qū)，壓力略高于管道靜壓，阻止了顆粒進(jìn)入。請(qǐng)注意：在探頭的高壓取壓孔處流體的速度是零，沒有物體會(huì)進(jìn)入取壓孔。開機(jī)時(shí)，流體在管道靜壓作用下，進(jìn)入彎管，很快形成了壓力平衡的狀態(tài)。當(dāng)壓力平衡狀態(tài)形成以后，流體在彎管進(jìn)口處遇到高壓，繞道而行，不再進(jìn)入彎管中。威力巴的低壓孔實(shí)現(xiàn)本質(zhì)防堵一般情況下，灰塵、沙子和顆粒在渦街力的作用下，集中在探頭的后部。這就是為什么秋天的樹葉總是集中在背風(fēng)的房子后面的原因。其它的探頭由于低壓取壓孔取在探頭尾部真空區(qū)，在渦街力的作用下，探頭的低壓取壓孔很快地被渦流帶來的雜質(zhì)堵死。威力巴的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使低壓取壓孔位于探頭側(cè)后兩邊，流體分離點(diǎn)和尾跡區(qū)的前部。這種設(shè)計(jì)從本質(zhì)上防止了堵塞并且能產(chǎn)生一個(gè)非常穩(wěn)定的低壓信號(hào)。4.探頭的優(yōu)點(diǎn)●可測(cè)量多種介質(zhì)，應(yīng)用范圍廣泛●精度高、量程比大●探頭取壓孔本質(zhì)防堵●測(cè)量信號(hào)穩(wěn)定、波動(dòng)小●管道永久壓損低●獨(dú)有高強(qiáng)度的子彈頭形單片雙腔結(jié)構(gòu)●安裝費(fèi)用低，基本免維護(hù)●可以在線安裝和檢修5.威力巴均速管流量傳感器的特點(diǎn)●穩(wěn)定的信號(hào)威力巴的低壓取壓孔位于探頭側(cè)后兩邊、流體與探頭分離點(diǎn)之間，遠(yuǎn)離渦流波動(dòng)區(qū)域。●卓越的長(zhǎng)期高精度威力巴能夠保證精度的長(zhǎng)期穩(wěn)定，這是因?yàn)椋孩?它不受磨損、污垢和油污的影響。⑵.結(jié)構(gòu)上沒有可移動(dòng)部件。⑶.設(shè)計(jì)上排除了堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。在探頭前部，高靜壓區(qū)圍繞著探頭，使高壓取壓孔不會(huì)被堵塞。最重要的是，低壓孔取在探頭側(cè)后兩邊，流體從表面斜掠而過，保護(hù)了低壓孔不會(huì)被掠動(dòng)，而其它的探頭容易堵塞，因?yàn)樗鼈兊牡蛪喝嚎自陔s質(zhì)聚集的低壓波動(dòng)區(qū)域?！褡畹偷陌惭b費(fèi)用⑴.只需要進(jìn)行幾英寸的線條焊接，完成安裝是非常簡(jiǎn)單和快捷的。⑵.應(yīng)用專用工具，可以實(shí)現(xiàn)帶壓在線安裝。⑶.全部的閥和各種儀器的接口只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的裝配，需要非常低的裝配費(fèi)用?！穹浅５偷倪\(yùn)行費(fèi)用⑴.它是一種非收縮節(jié)流的設(shè)計(jì)，作為一種插入式流量探頭，威力巴的運(yùn)行費(fèi)用是最低的。⑵.威力巴只產(chǎn)生非常低的永久性壓力損耗，典型的少于0.7KPa⑶.一個(gè)孔板元件所產(chǎn)生的永久性壓力損耗超過14KPa⑷.與孔板比較，威力巴的能量損耗降低了95%?！襁B續(xù)工作的威力巴從根本上杜絕了堵的可能，但是在以下情況下，威力巴仍要注意防堵：⑴.當(dāng)引壓管泄漏，探頭高壓平衡區(qū)遭到破壞，雜質(zhì)中直徑較小的顆粒就有可能進(jìn)入取壓孔。⑵.當(dāng)管道處于停產(chǎn)時(shí)，由于分子的布朗運(yùn)動(dòng)，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔。⑶.系統(tǒng)頻繁開停機(jī)，在高壓區(qū)形成的瞬間，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔，日積月累，就有可能造成探頭的堵塞。⑷.介質(zhì)中含有大量的焦油、藻類生物，或者含有纖維狀的物質(zhì)，也有可能造成探頭的堵塞。6、應(yīng)用新技術(shù)獨(dú)創(chuàng)的設(shè)計(jì)帶閥門的接頭威力巴...全新的設(shè)計(jì)理念提供一個(gè)全新的概念，在儀器的接頭處內(nèi)置儀表截止閥1.使安裝和維護(hù)更加簡(jiǎn)單。2.減少裝配部件的數(shù)量，使硬件連接成本降低?？旖莸陌惭b系統(tǒng)快捷插入和拔出●密封驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠避免損壞元件●能夠分別應(yīng)用于多個(gè)探頭的安裝全部安裝不超過1小時(shí)\二、主要技術(shù)指標(biāo)1、威力巴流量測(cè)量系統(tǒng)性能指標(biāo)測(cè)量精度： 1%重復(fù)精度： 0.1%適用壓力：0～40MPa適用溫度：－180℃～＋550℃測(cè)量上限：取決于探頭強(qiáng)度測(cè)量下限：取決于測(cè)量最小差壓要求量程比：大于10∶1適用管徑：38mm～9,000mm圓管、方管適用介質(zhì)：滿管、單向流動(dòng)的、單向的氣體、蒸汽和粘度不大于10厘泊的液體威力巴的使用范圍及其廣泛，它大量用于各種氣體、液體和蒸汽的測(cè)量，以下為典型應(yīng)用介質(zhì)。氣體/液體/蒸汽天然氣/冷卻水/飽和蒸汽壓縮空氣/鍋爐水/過熱蒸汽燃?xì)?除鹽水氣體碳?xì)浠衔?液體碳?xì)浠衔餆峥諝?低溫液體發(fā)生爐氣體/導(dǎo)熱液體三、威力巴工作原理簡(jiǎn)介當(dāng)流體流過探頭時(shí)，在其前部產(chǎn)生一個(gè)高壓分布區(qū)，高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓。根據(jù)伯努利方程原理，流體流過探頭時(shí)速度加快，在探頭后部產(chǎn)生一個(gè)低壓分布區(qū)，低壓分布區(qū)的壓力略低于管道的靜壓。流體從探頭流過后在探頭后部產(chǎn)生部分真空，并在探頭的兩側(cè)出現(xiàn)旋渦。均速流量探頭的截面形狀、表面粗糙狀況和低壓取壓孔的位置是決定探頭性能的關(guān)鍵因素。低壓信號(hào)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確對(duì)均速探頭的精度和性能起決定性作用。威力巴均速流量探頭能精確地檢測(cè)到由流體的平均速度所產(chǎn)生的平均差壓。威力巴均速流量探頭在高、低壓區(qū)有按一定準(zhǔn)則排布的多對(duì)取壓孔，使準(zhǔn)確測(cè)平均流速成為可能 威力巴流量計(jì)使用中需要注意的相關(guān)事項(xiàng) （1） 在安裝使用時(shí)，當(dāng)管道上、下游的直管段不夠長(zhǎng)時(shí)，推薦在彎管后2倍管道直徑處安裝威力巴。因在彎管后的流體剖面較復(fù)雜，需將流體系數(shù)K做輕微調(diào)整，據(jù)有關(guān)資料表明調(diào)整K系數(shù)以后，測(cè)量精度由原來的 1%下降到 3%，重復(fù)精度由原來的 0.1%下降到 0.3%。 （2） 連續(xù)工作的威力巴從根本上杜絕了堵的可能，但在以下情況，威力巴仍需注意防堵：當(dāng)引壓管泄漏，探頭高壓區(qū)遭到破壞，雜質(zhì)中直徑較小的顆粒就有可能進(jìn)入取壓孔； 當(dāng)管道處于停產(chǎn)時(shí)，由于分子的布朗運(yùn)動(dòng)，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔； 系統(tǒng)頻繁開機(jī)時(shí)，在高壓區(qū)形成的瞬間，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔，日積月累，就有可能造成探頭的堵塞； 介質(zhì)中含有大量的焦油、藻類生物，或者含有纖維狀的物質(zhì)，也有可能造成探頭的堵塞。威力巴的研究本文通過對(duì)威力巴工作原理、性能指標(biāo)及威力巴均速流量探頭優(yōu)點(diǎn)的介紹，并從四個(gè)方面對(duì)威力巴流量測(cè)量系統(tǒng)和孔板流量測(cè)量系統(tǒng)做了比較，得出威力巴是一種高效、節(jié)能的均速流量探頭的結(jié)論，最后結(jié)合實(shí)踐指出威力巴使用過程中應(yīng)注意的問題。關(guān)鍵詞威力巴均速探頭系統(tǒng)節(jié)能1.概述利用差壓原理進(jìn)行流量測(cè)量是當(dāng)今世界上最可靠的流量測(cè)量方式之一，代表產(chǎn)品 孔板有著悠久的歷史，人們對(duì)它的安裝、使用和檢修都非常熟悉。流量測(cè)量系統(tǒng)由節(jié)流裝置（差壓發(fā)生器）、差壓變送器以及流量積算儀等二次儀表組成。隨著電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)，變送器、積算儀等二次儀表的精度、靈敏度發(fā)生了質(zhì)的變化，達(dá)到了極高的水平。但是，幾十年來一次源的檢測(cè)水平始終沒有重大突破，成了制約差壓式流量測(cè)量系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸，使得高水平的下游儀表無法發(fā)揮出應(yīng)有的高效率。進(jìn)入九十年代，美國(guó)VERIS公司推出的全新均速流量探頭 威力巴，使得一次源的測(cè)量精度、重復(fù)性和可靠性達(dá)到一個(gè)嶄新的高度。威力巴探頭、差壓變送器加上積算儀等二次儀表，構(gòu)成了當(dāng)今世界上最高水平的差壓流量測(cè)量系統(tǒng)。1.1威力巴均速流量探頭的八大優(yōu)點(diǎn)●可測(cè)量多種介質(zhì)，應(yīng)用范圍廣泛●精度高，量程比大●探頭取壓孔本質(zhì)防堵●測(cè)量信號(hào)穩(wěn)定、波動(dòng)小●管道永久壓損低●獨(dú)有高強(qiáng)度的子彈頭型單片雙腔結(jié)構(gòu)●安裝費(fèi)用低，基本免維護(hù)●可以在線安裝和檢測(cè)1.2威力巴流量測(cè)量系統(tǒng)的性能指標(biāo)●測(cè)量精度： 1%●重復(fù)精度： 0.1%●適用壓力：0~40MPa●使用溫度：-180℃~550℃●測(cè)量上限：取決于探頭強(qiáng)度●測(cè)量下限：取決于測(cè)量最小差壓要求●量程比：大于10:1●適用管徑：38mm~9,000mm圓管、方管●適用介質(zhì)：滿管、單向流動(dòng)的、單相的氣體、蒸汽和粘度不大于10厘泊的液體2．威力巴工作原理當(dāng)流體流過探頭時(shí)，在其前部產(chǎn)生一個(gè)高壓分布區(qū)，高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓。根據(jù)伯努利方程原理，流體流過探頭時(shí)速度加快，在探頭后部產(chǎn)生一個(gè)低壓分布區(qū)，低壓分布區(qū)的壓力略低于管道的靜壓。流體從探頭流過后，在探頭后部產(chǎn)生部分真空，并且在探頭的兩側(cè)出現(xiàn)旋渦。均速流量探頭的截面形狀、表面粗糙狀況和低壓取壓孔的位置是決定探頭性能的關(guān)鍵因素。低壓信號(hào)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確對(duì)均速探頭的精度和性能起著決定性作用。威力巴均速流量探頭能精確地檢測(cè)到由流體的平均速度所產(chǎn)生的平均差壓，它在高、低壓區(qū)有按一定準(zhǔn)則排布的多對(duì)取壓孔，使準(zhǔn)確檢測(cè)平均流速成為可能。3．威力巴流量測(cè)量系統(tǒng)和孔板流量測(cè)量系統(tǒng)的比較3.1威力巴與孔板長(zhǎng)期精度比較威力巴和孔板相比能保持長(zhǎng)期的高精度。這是因?yàn)?，威力巴的?dú)特結(jié)構(gòu)不受磨損、雜質(zhì)和油脂的影響，沒有可以活動(dòng)的部件，一體化結(jié)構(gòu)避免了高、低壓腔室之間的信號(hào)滲漏；相反，孔板使用時(shí)間一長(zhǎng)，精度就會(huì)急劇下降，需要進(jìn)行定期檢測(cè)和清洗，導(dǎo)致孔板精度下降的原因很多。美國(guó)FloridaGasTransmissionCompany進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，定量測(cè)量各種因數(shù)對(duì)孔板所導(dǎo)致的精度損失。部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：3.2安裝費(fèi)用的比較威力巴和孔板相比節(jié)省了大量的安裝費(fèi)用。威力巴在安裝過程中，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的焊接，焊接的工作量從幾厘米到十幾厘米不等，基本上與管道的直徑大小無關(guān)，相比孔板需要一個(gè)2倍管道圓周的焊接所需的費(fèi)用小等多。例如，在DN250的管道上安裝威力巴，只需進(jìn)行10cm的焊接；同樣的管道，安裝孔板則需要進(jìn)行160cm的焊接，相比之下威力巴至少節(jié)約了60%的安裝費(fèi)用。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，管道的管徑越大，威力巴在安裝上節(jié)約的費(fèi)用越多。3.3運(yùn)行費(fèi)用的比較威力巴和孔板相比節(jié)省了大量的運(yùn)行費(fèi)用。同孔板相比威力巴的長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用非常低，投入運(yùn)行不到一年所節(jié)省的電費(fèi)就可以收回采購(gòu)成本。威力巴采用非收縮節(jié)流設(shè)計(jì)，比孔板的永久壓損至少降低了95%以上，是一種高效、節(jié)能的均速流量探頭。（具體見下面的壓損比較的計(jì)算）3.4壓損的比較節(jié)流式流量計(jì)是一種典型的差壓式流量計(jì)，是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來測(cè)量氣體、液體和蒸汽流量最常用的一種流量計(jì)。其測(cè)量的理論基礎(chǔ)是：在充滿流體的管道中，固定放置一個(gè)流通面積小于管道截面積的阻力件（節(jié)流件），則管道內(nèi)流體在通過該節(jié)流件時(shí)就會(huì)造成局部收縮，在收縮處流速增加，靜壓力降低，因此，在節(jié)流件前后將產(chǎn)生一定的壓力差。對(duì)于一定形狀和尺寸的節(jié)流件、一定的測(cè)壓位置和前后直管段、一定的流體參數(shù)情況下，節(jié)流件前后的差壓△P與流量Q之間關(guān)系符合伯努利方程。這種流量計(jì)不可避免地會(huì)在管道中產(chǎn)生永久壓損。以孔板為例，其流體壓力損失的主要原因是孔板前后渦流的形成以及流體的沿程摩擦，它使得流體具有的總機(jī)械能的一部分不可逆轉(zhuǎn)地變成了熱能，消失在流體內(nèi)。人們采用了噴嘴、文丘里管等節(jié)流件，以盡量減少節(jié)流件前后的渦流區(qū)，盡而減少流體的壓力損失。威力巴流量計(jì)采用了子彈頭形的革命性設(shè)計(jì)，使得其不僅在流量測(cè)量上保持了高精度、高強(qiáng)度和大量程比，還使得管道壓損大大降低。威力巴和孔板的壓損比較：孔板壓損的經(jīng)驗(yàn)公式：當(dāng) =0.6時(shí)，PPLo=0.6 △P當(dāng) =0.7時(shí)，PPLo=0.5 △P其中： －－－－－－-孔板的孔徑比△P－－－－－－孔板產(chǎn)生的差壓PPLo－－－－-孔板產(chǎn)生的壓損標(biāo)準(zhǔn)噴嘴壓損大約為：PPLn=0.28 △P~0.33 △P通過實(shí)驗(yàn)可以得出，威力巴的壓損大約為：PPLv=0.03 △P由于威力巴的差壓△P比孔板的差壓△P小一個(gè)數(shù)量級(jí)，而壓損的比例又小了一個(gè)數(shù)量級(jí)，所以威力巴的壓損和孔板的壓損相比是微乎其微的。下面我們將壓力損失的表示式寫出來：節(jié)流件壓損帶來的功率損失，其計(jì)算表達(dá)式為：Hp =Q PPL其中：Q－－－－－－流體體積流量PPL－－－－節(jié)流件產(chǎn)生的壓損假設(shè)為了彌補(bǔ)節(jié)流件帶來的不可恢復(fù)的壓損，我們?cè)谄浜笤黾右慌_(tái)壓力泵，該泵的效率假定為 。則：Hp=Q PPL 其中:Q－－－－－－－－-流體體積流量AM3/SPPL－－－－－－節(jié)流件產(chǎn)生的壓損KPa －－－－－－電動(dòng)機(jī)效率無量綱常數(shù)Hp－－－－－－－－功率損失KW舉例說明：以蒸汽測(cè)量為例假設(shè)一測(cè)點(diǎn)，測(cè)量介質(zhì)為過熱蒸汽，管徑為 325 13mm，壓力為3900KPaG，溫度為450℃，在此溫度、壓力下其蒸汽密度為12.511Kg/M3，介質(zhì)流量為50T/H時(shí)威力巴所產(chǎn)生的差壓為5.600KPa。威力巴所產(chǎn)生的壓損：PPLv=0.03 △P=0.03 5.600=0.168KPa根據(jù)上述公式，功率損失：Hp=Q PPL 因工況下過熱蒸汽的密度為12.511Kg/M3，所以工況下（3900KPaG,450℃）介質(zhì)體積流量為：體積流量=質(zhì)量流量/介質(zhì)密度Q=50 1000 12.511 3996.5M3/H=1.110M3/S（3900KPaG,450℃）假設(shè)電動(dòng)機(jī)效率 =0.8則：威力巴損失的功率為Hp=1.110 0.168 0.8=0.233（KW）假設(shè)一年運(yùn)行365天，每天運(yùn)行24小時(shí)，每度電的電費(fèi)為0.8元，那么一年威力巴的能耗換算成電費(fèi)：￥/年=365 24 0.233 0.8 1633￥/年假設(shè)另一相同測(cè)點(diǎn)使用孔板測(cè)量，同樣條件下孔板的壓差30Kpa，孔板的 =0.7，孔板所產(chǎn)生的壓損：PPLo=0.5 30=15.0KPa威力巴比孔板的永久壓損降低的百分比為：（15.0－0.168） 15.0 100%=98.88%很明顯，它是一種高效、節(jié)能的均速流量探頭。根據(jù)上述公式，孔板損失的功率為：Hp=1.110 15.0 0.8 20.813（KW）一年運(yùn)行365天，每天運(yùn)行24小時(shí)，每度電的電費(fèi)為0.8元，那么一年孔板的能耗換算成電費(fèi)：￥/年=365 24 20.813 0.8 145858￥/年那么，每運(yùn)行一年，威力巴比孔板節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用為：145858-1633=144225￥/年4．威力巴使用注意事項(xiàng)威力巴流量探頭以其卓越的防堵設(shè)計(jì)，徹底擺脫了阿牛巴等插入式流量探頭易堵塞的弊端，使均速管流量探頭的防堵水平達(dá)到了空前的高度。4.1威力巴探頭的高壓取壓孔不會(huì)被堵探頭前部形成高壓區(qū)，壓力略高于管道靜壓，阻止了顆粒進(jìn)入。請(qǐng)注意，在探頭的高壓取壓孔處流體的速度是零，沒有物體會(huì)進(jìn)入取壓孔。因?yàn)?，剛開機(jī)時(shí)，流體在管道靜壓作用下進(jìn)入彎管，很快形成了壓力平衡的狀態(tài)。當(dāng)壓力平衡狀態(tài)形成以后，流體在彎管進(jìn)口處遇到高壓，繞道而行，不再進(jìn)入彎管中。4.2威力巴探頭的低壓取壓孔實(shí)現(xiàn)本質(zhì)防堵一般情況下，灰塵、沙子和顆粒在渦街力的作用下，集中在探頭的后部。這就是為什么秋天的樹葉總是集中在背風(fēng)的房子后面的原因。其它的探頭由于低壓取壓孔取在探頭尾部真空區(qū)，在渦街力的作用下，探頭的低壓取壓孔很快地被渦流帶來的雜質(zhì)堵死。威力巴的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使低壓取壓孔位于探頭側(cè)后兩邊、流體分離點(diǎn)和尾跡區(qū)的前部。這種設(shè)計(jì)從本質(zhì)上防止了堵塞并且能產(chǎn)生一個(gè)非常穩(wěn)定的低壓信號(hào)。4.3探頭使用時(shí)需注意事項(xiàng)當(dāng)管道上、下游的直管段不夠長(zhǎng)時(shí)，推薦在彎管后2倍管道直徑處安裝威力巴。因在彎管后的流體剖面較復(fù)雜，需將流體系數(shù)K做輕微調(diào)整。調(diào)整K系數(shù)以后，測(cè)量精度為 3%，重復(fù)精度為 0.3%。連續(xù)工作的威力巴從根本上杜絕了堵的可能，但在以下情況，威力巴仍需注意防堵：※當(dāng)引壓管泄漏，探頭高壓區(qū)遭到破壞，雜質(zhì)中直徑較小的顆粒就有可能進(jìn)入取壓孔；※當(dāng)管道處于停產(chǎn)時(shí)，由于分子的布朗運(yùn)動(dòng)，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔；※系統(tǒng)頻繁開機(jī)時(shí)，在高壓區(qū)形成的瞬間，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔，日積月累，就有可能造成探頭的堵塞；※介質(zhì)中含有大量的焦油、藻類生物，或者含有纖維狀的物質(zhì)，也有可能造成探頭的堵塞。