威力巴流量計的優勢與應用

均速管流量探頭的發展亦是歷經波折，自20世紀60年代圓形探頭的商用均速皮托管的出現，到70年代中期的鉆石I型探頭，再到80年代中期的三片式多腔室鉆石II型探頭，即使它的出現比之前探頭優化了很多，但均速管遺留的“易堵塞、信號波動大、長期精度不高等”歷史問題，仍無法解決。

為了克服鉆石II型探頭的缺點，又出現了橢圓形探頭，但其測量精度不穩，探頭的流體系數與雷諾數相關，對安裝要求非常高，只能作為過渡產品。

直到20世紀90年代初，流量探頭技術進一步研制，出現了動力學結構的彈頭型探頭。彈頭型探頭設計通過大量實驗證實：威力巴的流體系數是與雷諾數無關的常數，且實際的K系數與理論預測的K系數的偏差僅為±0.5%。

3 威力巴流量計技術特點

威力巴是一種彈頭型斷面的均速管。威力巴（探頭）迎向流體的取壓孔讀取高壓信號；側后兩面的取壓孔讀取低壓信號。通過引壓管將威力巴探頭測得的差壓信號與差壓變送器連接，變成電信號傳至二次儀表（計算機系統），構成流量測量系統。

3.1 流量系數穩定

威力巴流量計彈頭型斷面的探頭有明顯的拐點，使流體通過探頭后流體分離點固定，流量系數K的穩定性好。威力巴探頭成功應用了流體邊界層理論研究的成果。在探頭前端表面進行粗糙化處理并加防淤槽，相當于加入一個紊流發生器，使探頭不再形成邊界層流而始終保持邊界紊流，降低流體牽引力和渦街脫落力，并使流體產生穩定的流線，從而使流量系數K更加穩定。

3.2 防堵塞性好

灰塵、沙子和顆粒在渦街力的作用下，集中在探頭的尾部。其他均速管探頭由于低壓取壓孔取在探頭尾部，在渦街力的作用下，探頭很快被渦街力帶來的雜質堵塞。雖然可以采取增設吹掃裝置等措施，但無法從根本上解決堵的問題，因而影響正常計量。

威力巴探頭的高壓測孔因彈頭形狀的前部較寬，形成高壓區，阻止流體中固體顆粒的進入。低壓取壓孔取在側后兩邊，在流體與探頭的分離點之前，避開了渦流影響的半真空區域，避免了渦流帶來的雜質對取壓孔的堵塞。其防堵塞性能優于其他均速管探頭。正是威力巴探頭新穎的防堵設計，為煤氣等較臟流體的準確測量提供了應用空間。

3.3 一體化結構高精度取壓

加強高強度彈頭形單片雙腔結構，使其內部成一體化結構，避免了信號滲漏，提高了探頭結構強度，能夠保持長期的高精度測量。

3.4 測得真實的平均流速

威力巴探頭插入管道后，探頭通過流體的整個速度剖面。探頭上有多個取壓孔，其位置經面積積分后確立。通過多孔均速取壓，所測信號能反映流體截面真實的平均流速。即使直管不足夠長或流體波動較大，也能準確測得真實流量。

3.5 性能指標

威力巴探頭具有量程比寬、管道的壓力損失低、安裝方便、基本免維護、使用壽命長等特點，可用于38~12000mm各種材質的圓管、方管的流量測量。常規產品工作壓力為10MPa，工作溫度為427°C。特殊產品工作壓力為40MPa，工作溫度為800°C。

4 威力巴流量計安裝

4.1 威力巴探頭安裝

為了得到精確的流量測量，要選取合理的安裝位置，滿足威力巴流量計直管段的要求。一般前直管段為管道直徑的10倍，后直管段為管道直徑的5倍。核實正確的管道流向，區分水平管和垂直管以及測量介質對探頭的安裝要求。對空氣和氣體類介質，威力巴安置在圓管上部160°的任何方位；對于液體和蒸汽類介質，威力巴探頭安置在圓管下部160°的任何方位。對于液體可使任何氣泡回流到管道中；對于蒸汽允許冷凝水進入儀器管道流入冷凝管道中。對于垂直管道，威力巴可安裝在圍繞垂直管道的任何方位（要滿足直管段的要求）。

4.2 差壓變送器安裝

對于液體和蒸汽類介質，變送器必須安置在低于威力巴的位置。對于空氣和氣體類介質，變送器必須安置在高于威力巴的位置。

5 威力巴流量計的應用

由于威力巴流量計具有安裝方便、壓損小、基本免維護、使用壽命長等特點，在電廠得到了廣泛應用。康平電廠在凝結水流量、小機進汽流量、凝結水補水流量及鍋爐側水流量等多處選用了威力巴流量計。

威力巴流量計計算書中介紹了傳感器型、支撐結構、探頭規格和差壓接管方式以及主要參數計算。對于小機進汽流量，經過溫度補償后流量公式為

 （3）

式中ρ為溫度和壓力參數。由于密度差壓的微小變化，對流量會引起大幅的變化，對于溫度、壓力、差壓的測量精度要求就非常嚴格。溫度可以采用高精度的熱阻，壓力和差壓必須選用高精度的變送器和差壓變送器。威力巴流量計對流體的壓縮很小，取得的差壓也較小。對于差壓的測量，盡量選用精度高量程適合的差壓變送器。

6 結束語

本文闡述了威力巴流量計的工作原理及其在生產中的應用。威力巴流量計具有穩定的流量系數、高精度取壓、管道壓力損失低、安裝方便、基本免維護等特點。缺點為流量計由于對流體的壓縮很小，取得的差壓較小，對流速很低的流體測量效果不是很理想。另外，威力巴流量計對于溫度、壓力、差壓的測量要求高，應當選擇高精度變送器、差壓變送器和熱阻。