浅谈威尔巴流量计在工厂中的应用

1 概述

（wellbar威尔巴）威力巴流量计是运用差压式的工作原理设计生产的一种新型流量仪表，由传感器、差压变送器或流量积算仪等组成。传感器形状如头，能快速精确地检测到由流体的平均流速所产生的差压信号。由于低压侧取压孔的特殊设计有效地减少了低压孔的堵塞状况，从而提高了流量计测量的准确性。可测量气体、液体、蒸汽和腐蚀性介质等，适应各种尺寸的圆管和矩形管道的安装。对测量管道的前后直管段要求不高，可在线进行安装和维护，在冶金、化工行业得到广泛的应用。

2 威力巴流量计的测量原理

威尔巴流量探头一般垂直于管道安装，当流体流过探头时，当流体流过测量探头时在其前、后部分别产生一个高、低压分部区，通过在探头上有规律分布的取压孔就能够精确地检测到由流体平均速度所产生的平均差压△p。在气体测量中流量q与△p的对应关系为：

式中，q：标况体积流量，nm3/h；

△p：差压，kpa；

ρ：被测流体工作状态的密度，kg/m3；

pa：流体工作状态绝压，kpa；

ta：流体工作状态绝对温度；

n：单位换算常数（0.36584），与传感器结构，流体温度、压力大小有关，由实验求得；

k：流量系数，其值与传感器结构，流体流动状态，管径大小有关，由实验求得；

y：流体膨胀系数，其值与气体压力，流速面积比，差压大小有关，由实验求得；

d：被测管道的等效直径，mm。

3 实际使用中威力巴流量计的参数的修正

威力巴流量计生产厂家是根据用户提供的相关工艺参数、为满足流量测量要求而往往以原工艺设计图纸的设计值为依据确定的设备型号和计算流量测量的差压值。我公司在投产后的实际生产过程中，由于客观原因导致发生炉燃烧的煤种和出口压力、温度发生了变化，这将使按原设计参数制造的威力巴流量计算仪测量准确性受到较大影响，实际使用和维护过程中对相关参数的重新核准和对计算数据校对工作极为重要。

我公司于2009年采用ece公司生产的vlb640b线安装型威力巴流量计对煤气厂出口煤气流量进行测量，订货时提供的工作压力参数为设计值40kpa，厂家计算差压值为0.263kpa。根据公式：q=0.36584*k*y*d2 δp/ρ *(pa/ta)得出流量为q==50599 m3/h，但生产系统投运后与实际消耗明显不符。

经仔细对现场的安装方式和生产运行后各种数据进行排查，问题出在当初所提供的设计参数存在偏差，其中压力参数影响最大。实际供气工作压力只有37kpa，而以37kpa计算（改正其它有误差参数）威尔巴差压应为0.32kpa，与原差压相差近57pa，修改后投运在相同生产状况下流量显示约为58000m3/h ，与生产消耗基本相符。可见虽然差压只相差57pa，流量却相差了约7000m3/h ，及时调整威尔巴设定参数，保证了测量的准确度。由于发生炉燃烧煤种不同，导致煤气组分浓度改变，工作状态下能否准确获得煤气密度（ρ）也是流量测量准确性的关键。

通过计算ρ（工况下的煤气综合密度）为：1.121 kg/m3。由于在生产中发生炉燃烧煤种发生变化,煤气热值有大的提升，而煤气组分浓度也发生相应的变化。在实际生产过程中通过人工化验和在线煤气成分分析仪综合所得新的煤气组分表如下：

通过计算ρ（工况下的煤气综合密度）为：1.287 kg/m3 , 在计算公式中通过及时调整煤气密度参数，在相同温度、差压和生产状况下流量显示约为59303 m3/h。由于生产实际使用煤种与原设计的不同导致威力巴流量计测量偏差约为1000 m3/h。在投产初期对威力巴流量计产生偏差进行全面分析，找出了偏差原因。对使用中的流量计参数进行及时的修正，保证了流量计测量的准确性。为公司对原燃料消耗和生产指标的控制提供了可靠计算数据。

4 影响威力巴流量计测量精度的因素和解决措施

（1）测量介质（如：煤气）中含尘较多和焦油会导致取压管堵塞，应定期进行吹洗和排污。

（2）由于取压管泄漏导致差压变化，对取压管路定期进行泄漏测试。

（3）威尔巴探头产生差压小，尽量选用高精确度的微差压变送器，如abb 、eja等。

（4）对差压式流量计的静压误差进行修正，由于差压变送器的差压刻度通常是在负压室通大气的条件下校验的，安装到现场后往往发现零位输出与负压室通大气校验时的零位输出不一致，所以在仪表投运前还须通过用现场实际静压对变送器零位再进行一次校准。

（5）在流量计算中必须进行温度、压力的补偿，消除工况变化带来的误差。

（6）在工业煤气进行流量计算时应考虑湿度对测量结果的影响，消除煤气在传输过程中湿度不同造成煤气密度的变化。

5 结束语

利用威尔巴进行流体流量测量，计算中的相关参数必须是工艺实际生产状况下可靠的参数，否则参数不正确，计算结果必定有偏差。当然在实际使用过程中要保证威力巴流量计测量结果准确可靠，流量计的安装方式、传感器前后直管段长度能否满足测量要求也很关键，定期对流量计的测量部件进行清洗尤为必要。