威力巴流量计是一种十分常见的工业仪表,在生产过程中发挥着重要的作用.早期人们主要使用标准节流装置测量流量,标准节流装置具有下列优点:
1)可靠、坚固,使用范围广;
2)不需要用户标定.
与此同时,人们发现标准节流装置也具有明显的缺点:
1)高压力损失,安装、更换困难;
2)需要定期检查、维护,否则精度会大幅度下降;
3)随着管道尺寸的增加,标准节流装置的价格成倍提高;
4)运行、维护费用高.
60年代末期,出现了一种新型流量计———均速管流量计.由于均速管流量计具有结构简单、制造成本低、安装维修简便、压力损失小等突出特点,因而引起人们的注意并得到一定的运用,但在实际使用过程中,均速管流量计也暴露出一些缺点,主要有:
1)精度不能确认;
2)使用时均速管容易堵塞;
3)产生的差压过低,对变送器的要求很高.
虽然上述缺点限制了均速管流量计的使用,但有关生产厂家并没有放弃,仍不断的对均速管流量计进行改进,如探头的形状便出最初的圆形发展到今天的菱形、流线型等多种形状、材质也由不锈钢发展到今天有哈氏合金、蒙乃尔合金等多种材质.这些改进使均速管流量计的性能有了很大的提高.出现了一些新型均速管流量计,如费希尔—罗斯蒙特公司的ProBar体积流量计、美国VERIS公司的Verabar(威力巴)均速管流量计和英国托巴流量计公司的TORBAR均速管流量计.其中美国VERIS公司的威力巴均速管流量计以其独特的外形结构、灵活实用的安装方式、方便快捷的选型软件给作者留下了深刻的印象.下面作者将对威力巴均速管流量计的探头结构、安装方式、选型软件和应用实例进行介绍.
探头结构
同以往其它厂家使用圆形或菱形的均速管流量计探头不同,威力巴均速管流量计采用根据空气动力学原理设计的子弹头形防渗漏单体探头,具有很好的精度和稳定性.这是因为圆形均速管探头的流体分离点不固定,造成其流量系数不稳定,变化量有时可能达到±10%,所以圆形探头的精度很低;菱形均速管探头的精度比圆形探头高,这是因为其流体分离点固定,但随之产生过大的涡街脱落力使探头的差压信号不稳定。附图 威力巴均速管原理图附图可见,威力巴均速管探头采用子弹头外形,所以其流体分离点固定,有利于稳定流量系数.由于对威力巴均速管探头前部表面进行了粗糙处理和防淤槽(在粗糙化表面和光滑表面的交界处加一条浅)设计,因此无论高速流体还是低速流体,都能在均速管表面产生使流量系数稳定的紊流边界层,从而减小流体牵引力和涡街脱落力,在很宽的流量范围内保证流量系数的精确性,使产生的差压信号更稳定.其流量检测精度为±1.0%,重复性为±0.1%,量程比为10:1.由于正压取压孔位于探头上外形宽阔的子弹头前部,因而形成一个静止的高压区,可有效地防止流体中的杂质进入探头的高压腔,而其负压取压孔位于探头侧面的流体分离点之前,因而减少了负压取压孔堵塞的可能性,所以威力巴均速管的防堵性要强于采用其它外形结构的均速管.
安装方式
威力巴均速管探头提供单面支撑、双面支撑、弹簧锁定型、在线安装型和简捷安装型等多种型号的探头,连接方式为螺纹连接或法兰连接.其中单面支撑适用于被测介质流速不大的场合;双面支撑型探头强度高,适用于被测介质流速较大的场合;弹簧锁定型为单面支撑,它利用弹簧锁定装置将均速管的活动端固定在管壁上,适用于被测介质压力、流速较高且现场条件变化大的场合;在线安装型可实现带压不停产安装,能耐高温、高压;简捷安装型也可实现带压不停产安装,特别适用于户外安装多根在线式探头.
选型软件
威力巴均速管流量计使用由美国VERIS公司提供的威力巴均速管选型计算软件Veracalc(4.00版),该软件存储在一张3.5英寸软盘上,由3个文件组成,用户可将其拷贝到硬盘上运行.其运行环境为:286以上微机,256k或更多的内存,DOS3.0以上版本.Veracalc软件的主要功能有:
1)流量计算:可通过流量(质量流量或体积流量)计算差压或通过差压计算流量;
2)选型:通过下拉式菜单选择仪表的完整型号;
3)结构分析:分析不同流量状态下的均速管强度;
4)报警:如温度压力值超过所选型号的温度压力界限会出现报警信息
用户在使用该软件时,只需根据设计条件选择所用威力巴均速管探头的型号,输入管径,被测介质性质(气体、液体或蒸汽),工作流速、温度、压力的范围,密度(如被测介质为蒸汽,此软件可自动计算出介质密度)等参数,则Veracalc软件能计算出威力巴均速管探头产生的差压范围,同时通过结构计算给出允许的最大管道流速,以防均速管使用时因介质流速过大而折断.当威力巴均速探头在某些方面不能满足用户输入的工作条件时,Veracalc软件会在屏幕上给了一些提示,如“使用压力超过允许值”、“使用温度超过允许值”等等.
使用Veracalc选型计算软件,能使设计人员从繁琐复杂的流量计算、选型工作中解脱出来,同时保证所选威力巴均速管探头的型号满足设计要求,避免因选型不当而造成不必要的损失.
应用实例
目前,威力巴均速管流量探头已在国内得到应用,以下列出部分应用实例:
1)用于大连石化电厂的过热蒸气(管径400mm,320℃,950kPa)计量,量程为5～70t/h;在福建漳州后石电厂的60万kW主机上也采用威力巴测量流量;
2)用于武钢高炉冷风计量(管径2000mm),广州黄埔电厂2800mm×2000mm方管测量;
3)用于济源钢厂高炉煤气计量,经半年多的连续运行,在没有进行吹扫的情况下没有出现任何堵塞.后上钢一厂等也在高炉煤气计量上采用威力巴。
