悬堤流量计的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种悬堤流量计，属于流量测量领域。
【背景技术】
[0002] 在煤裂解气化工艺工程中，主要用煤和水合成水煤浆(黑水)进入气化炉进行裂解 反应，生成一氧化碳，反应气出气化炉后经洗涤塔水洗分成气相和液相。气相反应气作为进 一步处理反应的原料直接冷却后进入下一道工序，洗涤塔出来的液相再进入高压闪蒸槽分 离将反应生成液与未反应的煤粉和水分离开来，经过水洗、分离、再水洗将煤粉和水分离开 来。高压闪蒸槽底部出来的就是黑水，洗涤塔回流的洗涤水就是灰水。这种洗涤和闪蒸分离 过程往往要经过几级才能将反应生成物与反应残余物分离开来。这个过程中产生的黑水和 灰水等都含坚硬固体颗粒(煤粉）。
[0003] 在这个过程中，进出气化炉和闪蒸釜的黑水介质、洗涤塔减压回流的灰水介质等 均需要精确监控计量，从而达到精确控制反应和洗涤温度，优化反应过程，提高反应生成 率。
[0004] 在这种环境下，需要高压的流量测量元件，测量元件需要具有较强的耐磨损性能、 防固体粉尘积聚堵塞的功能和耐强腐蚀功能。
[0005] -般流量测量元件难以使用在这种场合，目前一般会选用电磁流量计，但是电磁 流量计电磁头却难以满足耐磨蚀的要求。电磁流量计更换频率高，购买价格昂贵、使用成本 高。楔形流量计由于其成本大大低于电磁流量计，具有防固体积聚堵塞的功能，从而成为是 最有吸引力的测量元件之一。但是楔形流量计的测量精度也仅能保持几个月的时间。楔形 流量计在几个月内测量精度就会由于楔块棱角磨损而大大降低，一年左右时间管壁就会严 重磨损而不得不更换。为解决这个问题，流量计领域的专家一直在探索新的测量手段以用 于含催化剂的油浆，煤浆、黑水、灰水、油砂输送以及其他含固体颗粒流体输送中流量的长 期精确测量。
[0006] 目前对高粘度和含固体颗粒的介质流量的测量采用的是以上所提及的楔形流量 计，参见附图1。楔形流量计通常包括楔式节流块，以及分别布置在该楔式节流块上下游的 两个取压管。
[0007] 这种流量计靠楔式节流块的棱角处产生节流效果，从而产生差压，达到测量流量 的效果，楔形流量计由于其上部节流下部直筒的结构，可以用于粘稠和含固体颗粒的介质 流量测量，相比较圆缺孔板流量计，楔形流量计耐磨蚀的能力和使用寿命大大提高，从而得 到了广泛的应用。
[0008] 其缺点是：
[0009] 1.楔块的棱角（图1中A处)是保持测量精度的关键点，但是又有该棱角采用90度直 角，长期工作极易磨损，用过一段时间就会磨损，从而使流通面积变大，流动状态改变，直接 影响流量测量精度和重复性。
[0010] 从流体流动状态来看，流体经过楔形节流装置时在棱角处急速缩流，而后又急速 恢复压力，在棱角处会产生强烈的涡流，这种涡流不但强烈的冲刷楔棱的背面，也反冲节流 棱角，产生强烈的磨损，即使堆焊了司太莱和喷镀了碳化物进行了硬化，仍阻止不了对节流 棱角的冲蚀。和孔板流量计的节流锐孔板锐角一样，楔形流量计的棱角直接决定着楔形流 量计的测量精度。在含有固体煤粉的工况下，楔块棱角会很快磨损掉，测量精度会从0.5% 恶化为5%左右。这种磨损一般在2~3个月内就会达到，因此需要定期更换楔块，而在正常 生产中，这种定期更换是不可能的。因此被磨损的楔式节流块只好将就继续使用，其测量误 差会越来越大，甚至引起工艺操作的误判断。
[0011] 2.用于粘稠介质流量测量时，棱角处容易结焦或粘结脏物，影响流量测量精度。
[0012] 3.用于含固体颗粒的介质（例如炼油中的催化渣油、煤制化肥和煤化工煤气化部 分的黑水、灰水、油砂炼油中的中间过程流体，等等)流量测量时，流体会很快将棱角磨损， 影响流量测量。
[0013] 4.流体流过节流块时流动状态如图所示，流体首先产生涡流冲击楔块棱角后下方 的管道（图1中B处），然后向上旋流，冲击楔块后上方管道（图1中C处）。经过很多现场调查， 半年时间内就可以将这两处管道内壁喷镀的碳化钨镀层冲刷掉，并开始冲蚀管壁，在一年 左右的时间内就会将这两处管道磨蚀穿孔，从而使流量计报废。
[0014] 5.流量测量精度差。楔开少流量计制造测量精度± 5%~± 2 %，标定后可达到± 2% ~±0.5%。使用过一段时间后，由于上述原因，流量测量精度就会降到±5%~±10%左 右。
[0015] 6.压头损失大。压头损失是指流体经过流量计楔块时，由于楔块的节流作用，流体 压力下降、流速变快，流过节流孔后，压力仅能够抜复一部分，在节流块上能量损耗的部分 就是节流产生的不可恢复压力降，又叫压头损失，楔形流量计的压头损失是测量压差的 30%~50%。
[0016] 7.为保证测量精度，楔形流量计一般要求长度为上游10倍测量管径、下游5倍测量 管径的直管段，在有些情况下，这些要求限制了流量计的安装使用。
[0017]目前还存在有文丘里流量计。文丘里流量计要求安装直管段上游最少具有相当于 节流部处两倍的直径。另外，文丘里流量计还具有缺点，例如只能用于清洁介质和低粘度介 质的测量。
【发明内容】
[0018] 根据本发明的一个方面，提出了一种悬堤流量计，所述悬堤流量计包括：
[0019] 管道，待测量的流体通过所述管道流动；
[0020] 悬堤形节流部，所述悬堤形节流部具有平坦的节流平面，所述节流平面与所述管 道的轴向大致平行，并且所述节流平面设有开口；
[0021] 第一测量管，所述第一测量管延伸穿过所述管道从而与所述管道流体连通;以及
[0022] 第二测量管，所述第二测量管延伸穿过所述悬堤形节流部直到所述节流平面，并 且通过所述节流平面上的所述开口与所述管道流体连通。
[0023] 优选地，所述第二测量管的接近管道中心的近侧段的横截面的面积可以比远离管 道中心的远侧段的横截面的面积小。
[0024] 优选地，所述第二测量管的接近管道中心的近侧段的横截面可以呈椭圆形，并且 所述第二测量管的远离管道中心的远侧段的横截面可以呈圆形。
[0025] 优选地，所述椭圆形的短轴可以平行于所述管道的轴向。
[0026] 优选地，所述悬堤形节流部可以包括处于所述节流平面的上游侧的上游段和处于 所述节流平面的下游侧的下游段，并且其中所述上游段和所述下游段与所述节流平面的夹 角均为钝角。
[0027] 优选地，所述下游段的尾部可以被截断。
[0028] 优选地，所述悬堤形节流部的节流平面的轴向长度可以大于或等于所述节流平面 与面对所述节流平面的所述管道内壁的顶部之间的距离的一半，并且小于或等于所述管道 的内径。
[0029] 优选地，所述悬堤形节流部的上游段可以具有50°-60°的流体入射角。
[0030] 优选地，所述悬堤形节流部的下游段可以具有10°-20°的流体出射角。
[0031] 优选地，所述第二测量管的中心到所述悬堤形节流部的节流平面的前沿的距离可 以是所述节流平面的轴向长度的65%_75%。
[0032] 优选地，所述上游段和所述下游段与所述节流平面相交处的棱边可以被倒圆。
[0033] 优选地，所述上游段的上游端与所述管道的入口之间的距离可以为所述管道的一 倍以上。
[0034] 优选地，所述下游段的下游端可以靠近所述管道的出口。
[0035] 优选地，中所述悬堤形节流部可以通过镶嵌焊接的形式或借助于紧固件被固定在 所述管道内。
[0036] 优选地，所述悬堤形节流部可以采用硬质合金或喷镀碳化钨制成。
[0037] 优选地，所述硬质合金可以是堆焊硬质合金。
[0038] 优选地，所述管道的横截面可以呈圆形或方形。
[0039] 根据本发明的悬堤流量计解决了以上所提及的现有技术中的多种缺点，并且具有 多种优点，例如：
[0040] 1.提高测量精度；
[0041] 2.降低压头损失；
[0042] 3.提高使用寿命；以及
[0043] 4.减少安装空间，等等。
【附图说明】
[0044]下面将参照附图描述本发明的优选实施方式，其中：
[0045]图1示出了现有技术中的楔形流量计；
[0046] 图2示出了根据本发明的第一实施方式的悬堤流量计100的示意图；
[0047] 图3示出了根据本发明的第二实施方式的悬堤流量计200的侧视图和剖视图；
[0048]图4示出了根据本发明的第三实施方式的悬堤流量计300的侧视图和剖视图；
[0049]图5A示出了根据本发明的第四实施方式的悬堤流量计400的示意性横截面视图； [0050]图5B示出了根据本发明的第四实施方式的悬堤流量计400的示意性侧视图；
[0051]图6A示出了根据本发明的第五实施方式的悬堤流量计500的示意性立体透视图； 以及
[0052] 图6B示出了根据本发明的第五实施方式的悬堤流量计500的悬堤形节流部520的 不意性侧视图和仰视图。
【具体实施方式】
[0053] 参见图2,其示出了根据本发明的第一实施方式的悬堤流量计100的示意图。所述 悬堤流量计100包括管道110、悬堤形节流部120