DYNZ内锥流量计选型安装使用指南

概述

内锥流量计是在孔板、喷嘴、文丘里管等标准节流装置上百年实践经验的基础上，不断创新、不断发展、不断完善的最新差压流量计。随着其标准化的实现，它将是差压流量计百年史上的一次伟大创举和质的飞跃。

内锥流量计起源于美国八十年代，目前已得到广泛的应用。计算模型公式基本一致；系统配置、安装使用并无特殊要求。但以其独特的V形锥体作为节流件，采用锥体圆周与管道内壁形成的环形流通截面逐渐收缩的特殊环形节流方式，避免了孔板前流体逼迫向忠心收缩形成的流体滞留区、污物积沉区；孔板后急剧扩散形成幅值跟大的漩涡流（如图4所示）。独特的V形锥体节流件、特殊的环形节流方式，使内锥流量计在不需配制直管段的工况条件下，扩大了传统差压流量计的应用范围，耐脏，压损小、量程更宽、精度更高、重复性更好、不易磨损、性能长期稳定。是目前市场上具有独特功能的新型差压流量计。

工作原理

内锥流量计与传统差压流量计工作原理完全相同，数学计算模型公式基本一致。即在密闭的管道中，被测流体经V形锥体圆周表面逐渐平稳地向管道内壁均匀收缩，流通截面积逐渐变小，流速逐渐增大，压力降低，在V形锥体前后便产生静压力差（如图1所示），简称为差压。

图1：内锥流量计工作原理图

在稳定流场的工况条件下，管道中的流量与差压的平方根成正比。用差压变送器测量V形锥体前后的差压并以模拟量生日流量积算控制显示仪（或DCS系统），实现对流体流量的计量、调节和控制。

结构特点

由于V形锥体顶尖朝着来流方向同轴固定在管道中心，独特的V形锥体节流件，引导管道中心的高速流束顺着V形锥体圆周表面，平稳渐进地向管道内壁的低流速区均匀收缩，形成流速逐渐增大的环形收缩流通截面，起到了流动调整器的功能（如图2所示），是一种特殊的节流方式。同时环形收缩的高速流束即可疏泄被测气体（饱和蒸汽）管道底部的冷凝液或固相颗粒污物，又能使被测液体管道中析出的气体或蒸汽沿管道顶部流畅流过，起到了自洁管道的作用。

图2：内锥流量计工作时整流功能原理图

流体流经圆锥体时无突然剧烈的波动，而是沿着V形锥体表面形成一个边界层（如图3所示），并引导流体离开锥体的后角。这使得锥体不受不清洁流体的磨损（不会扭曲、不会变形），收缩流通截面大小长期不变，保证了仪表精度长期稳定，不需要重新标定。

图3：V形锥体节流件形成的边界层

内锥流量计独特的V形锥体节流件、特殊的环形节流方式，既消除了中心收缩节流空白前流体逼迫向管道中心收缩形成的流体滞留区、颗粒污物的积沉区；它是取压管路堵塞、差压变送器无信号输出或输出信号不稳定的主要原因；又消除了在孔板后流体急剧扩散形成幅值很大的漩涡流；它是差压变送器输出高幅噪信的主要原因，严重影响孔板流量计的量程比，也是孔板流量计压力损失过大、直管段要求过长的主要原因（如图4所示）。

图4：孔板前污物积沉区及孔板后漩涡流形成示意图

同时急剧的流体扩散严重地磨损了孔板的锐角，降低了孔板流量计的精度，流量系数不稳定、线性差，即使设置很长直管段也无法消除高幅值的信噪。而V形锥体节流件的下游只会产生高频低幅的小涡流，差压变送器的输出是低幅值噪声信号（如图5所示）。

图5：内锥、孔板流量计产生的信号波形对比图

即使不考虑中心收缩节流孔板元件本身的缺陷，在实际应用中GB2624、ISO5167要求的理想工况流场也是不存在的。因为管线上的任何阻力件如：弯头、大小头、阀门、三通等都会影响流场的分布，因而一般流量计都很难在有阻力件的流场中取得精确的测量值。

图6：内锥流量计产生更完美流速分布图

实践证明，即使在邻近阻力件（单弯管或不同平面的双弯管）的下游安装使用，内锥流量计也能以其独特的结构形式使管道流速分布变得平坦和对称，从而准确了测量精度（如图6所示）。

内锥流量计独特的锥体结构设计，不但可以用来测量气体、液体、水蒸汽等常规介质，对困扰传统差压流量计多年的煤气、烟气、天然气、湿气体、重油等低静压、高粘带性、脏污性介质的测量已不是什么难题。另外，其管体结构可根据测量介质的特性易改型设计为夹层拌热保温型（主要用于粘稠性、流动性易受温度变化而结晶、结垢的液体，如原油、渣油等重油）、粉尘吹扫型（如含粉尘烟气及锅炉风量的测量）、耐强酸强碱防腐型；大型管道DN＞500㎜，可改型设计为插入式、形式多样，规格齐全，完全能够满足工业控制、计量的需要。测量介质最高温度可达800℃，压力可达42.0Mpa，在最低雷诺数Re_D8000时，仪表也能正常工作，其重复性为0.1%。压力损失仅是常规差压流量计的三分之一，也是一种运行成本较低的节能产品。

特性及优点

1.精度高：读数的±0.5%

2.重复性好：±0.1%

3.无磨损，长期稳定，无需重新标定。

4.低幅信噪、信号稳定。

5.压损小，仅是孔板流量计的三分之一。

6.量程宽：在低雷诺数Re_D8000~10⁷范围内，量程比可达10：1（量程比15：1可协议订货）。

7.无需配置流动调整器及直管段。

8.适应范围：气体、液体、蒸汽及煤气、烟气、天然气、重油等脏污性、湿气体、易发生相变的气—液两相流。

9.测量温度范围宽：-196℃~+800℃

10.压力等级高：1.0Mpa~42.0 Mpa

11.结构形式多样：管法兰型、管道焊接型、法兰卡装式、插入式、夹层拌热保温型、防尘吹扫型、强酸强碱防腐型。

12.规格齐全：DN15㎜~DN2000㎜（方形管道、特大型管道可协议订货）。

技术参数及外形示意图

管法兰型

公称口径：DN15㎜~DN500㎜

公称压力：PN1.0 Mpa~PN42.0 Mpa

测量介质：液体、气体、蒸汽

介质温度范围：-196℃~+800℃

测量精度：1级、0.5级、0.3级（协议订货）

表体材质：锥体为1Cr18Ni9Ti；测量管段、法兰与管道同材质

法兰卡装型

公称口径：DN15㎜~DN100㎜

公称压力：PN1.0 Mpa~PN42.0 Mpa

测量介质：液体、气体、蒸汽

介质温度范围：-196℃~+800℃

测量精度：1级、0.5级、0.3级（协议订货）

表体材质：锥体为1Cr18Ni9Ti；测量管段、法兰与管道同材质

强酸强碱防腐型

公称口径：DN15㎜~DN500㎜

公称压力：PN1.0 Mpa~PN42.0 Mpa

测量介质：腐蚀性、粘稠性、脏污介质

介质温度范围：-196℃~+800℃

测量精度：1级、0.5级、0.3级（协议订货）

表体材质：锥体为1Cr18Ni9Ti；PTFE或其他防腐材质；测量管段、法兰与管道同材质

管道焊接型

公称口径：DN15㎜~DN500㎜

公称压力：PN1.0 Mpa~PN42.0 Mpa

测量介质：液体、气体、蒸汽

介质温度范围：-196℃~+800℃

测量精度：1级、0.5级、0.3级（协议订货）

表体材质：锥体为1Cr18Ni9Ti；测量管段、法兰与管道同材质

插入式

公称口径：DN600㎜~DN2000㎜

公称压力：PN1.0 Mpa~PN4.0 Mpa

测量介质：液体、气体、蒸汽

介质温度范围：-196℃~+800℃

测量精度：2级、1.5级、1级（协议订货）

表体材质：锥体为1Cr18Ni9Ti；T形法兰短管与管道同材质

外形尺寸图

法兰尺寸按GB/T9119-2000、GB/T9115-2000标准执行

插入式内锥流量计外形尺寸

型号及规格

系统配置及安装示意图

内锥流量计产生的差压信号，必须由差压变送器进行检测及变送输出，输入流量积算控制显示仪（或DCS系统）实现对流体流量的计量、调节和控制。对温度、压力、变化较大的或计量要求较高的介质，还必须进行温度、压力补偿。我公司可系统成套供货并可在出厂前系统编程和标定。

现场系统安装必须符合差压流量计JJG604-94及相关行业规定。

测量气体时，差压变送器、压力变送器安装示意图

测量液体、蒸汽时，差压变送器、压力变送器安装示意图

一体化内锥流量计安装示意图