在供熱企業(yè)中， 蒸汽的計量是關(guān)系到整個企業(yè)生產(chǎn)成本的主要因素， 特別是在貿(mào)易結(jié)算中的使用， 更是關(guān)系到供需雙方經(jīng)濟利益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 因此，在蒸汽計量中如何最大限度地保障計量的準確率， 正確設(shè)計和選用合理。
在經(jīng)過 10 余年的供汽生產(chǎn)，在蒸汽計量過程中，使用的孔、噴嘴等標準節(jié)流裝置、 渦街流量計、 彎管流量計、以及最近使用過的 V 形內(nèi)錐節(jié)流裝置。在此，根據(jù)自己的經(jīng)驗，談一下對這幾種流量計在實際應(yīng)用中的看法。
1孔板流量計
在蒸汽測量中， 孔板流量計已廣泛使用達幾十年之久，其優(yōu)勢是不言而喻的。 孔板流量計的價格便宜，國外早有成熟的國際標準，我國也早已制定出標準節(jié)流裝置的國家標準 ，GB/T2624-93 就 是 等 效 采 用 ISO5157-（1991）的國際標準。 因此孔板流量計是公認的標準全面、使用廣泛的節(jié)流裝置，其具體原理與流量公式不再累述。 但是在長期的使用過程中， 孔板流量計的缺點也越來越明顯，主要為：
（1）孔板存在著不可避免的 “銳角磨損 ”和“積污”問題，隨著使用時間的增加流量系數(shù)越來越大，儀表示值越來越小，流速較高的場合，這種變化更是驚人。
（2）孔板的量程比較小，在實際應(yīng)用中為4：1～5：1，存在線性差等缺點。 在供汽、供熱計量中，由于用戶用量波動很大，流量的上下限常常超過 10：1，甚至達到 20：1，這對孔板計量是非常困難的。 孔板流量計其實際的流量系數(shù)是隨著被測流體的雷諾數(shù) Re 的變化而變化，特別是在雷諾數(shù)為 2×103<Re<105內(nèi)，流量系數(shù)對 Re 的變化非常敏感。 例如一個β=0.73 的角接取壓孔板因流量減少導(dǎo)致 Re由 5×103降到 Re=104時， 相當于流量從額定工況下降到 20%額定工況下工作， 而這時的流出系數(shù)將不會保持設(shè)計的數(shù)值， 其變化增大 2.2%。
（3） 孔板的管路直管段長度及孔板安裝的規(guī)范性要求高，而管道上閥門、彎頭、縮徑、分管等往往是不可避免的。 孔板對直管段的要求大多數(shù)很難滿足要求， 特別是國際標準化組織公布了新修訂的 ISO5167:2003 （E）新標準后，提出了全新的和加長的要求。 如：一個 β=0.6 的孔板安在單個 90 度彎頭后，舊標準前直管段為 18D 而新標準為 42D。
（4）在多年的使用中發(fā)現(xiàn)，往往孔板的機械幾何尺寸難以保證。 按照國標規(guī)定孔板的開孔邊緣圓弧半徑不大于 0.0004d，這在加工中是難以保證的。
（5）在實際使用中，在設(shè)計時很難提供正確的管道直徑參數(shù)， 往往以公稱直徑代替管道直徑。 這樣一來，與實際值相差越大帶來的誤差越大。
（6）孔板流量計的壓損過大，一個孔板的β=0.45~0.75， 其壓力損失為最大差壓值的78%～47%， 顯然這對終端壓力已非常低的用戶是不合適的。
雖然孔板流量計有以上許多缺點， 但孔板流量計是所有節(jié)流式流量計內(nèi)外獲取數(shù)據(jù)最多的計量裝置， 如何對付孔板孔口鈍化、 流出系數(shù)不穩(wěn)定已取得了豐碩的成果。 它是一種可以干校驗的標準節(jié)流裝置，因此在實際使用中，如果流量較為穩(wěn)定，充分考慮磨損問題，及時對孔板進行修正，在蒸汽計量中依然是十分可靠的。
2渦街流量計
對于渦街流量計，受早期國內(nèi)渦街流量生產(chǎn)質(zhì)量和技術(shù)條件的影晌， 渦街在蒸汽計量中未能得到普及和使用。 隨著技術(shù)水平的提高，渦街流量計的優(yōu)點也得到重視。
渦街流量計的優(yōu)點主要為結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護方便；量程比較寬；在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)輸出信號不受流體的物性（密度、粘度）影晌， 因此可以在一種介質(zhì)中標定系數(shù)而用于其他介質(zhì)；壓損小。
但是， 渦街流量計的缺點也是非常明顯的，主要為：
（1）它不適用于低雷諾數(shù)測量，所以低流速蒸汽測量受限。
（2）測量蒸汽溫度不能高于 300℃。
（3）不適合于測量不干凈的介質(zhì)。
（4）渦街流量計直管段要求較長，在實際使用中不能低于 20D， 在孔板流量計直管段要求加長的情況下， 渦街流量計如何獲取更多的實驗數(shù)據(jù)， 對于現(xiàn)場安裝前直管段的重要性更為突出。
（5）受現(xiàn)場震動和電磁干擾影晌大，對現(xiàn)場情況要求較嚴格。
（6）當介質(zhì)流速過大，層流邊界層向湍流過渡，雷諾數(shù)超出測量范圍，系統(tǒng)無法建立，測量結(jié)果變小。
（7） 至于渦街流量計的干校驗?zāi)壳吧袩o統(tǒng)一國家標準， 因此各個廠家生產(chǎn)加工物理參數(shù)及標定方式方法不能統(tǒng)一。
綜上所述，在蒸汽計量中，對于渦街流量計應(yīng)慎重使用， 合理選型， 充分考慮現(xiàn)場條件、雷諾數(shù)、流量波動范圍等因素，對于每一臺渦街流量計必須實流標定。 在充分積累實驗數(shù)據(jù)的情況下盡早建立干校驗標準。
3彎管流量計
彎管流量計雖然距今已有 90 多年的歷史， 但是只是近十余年來在我國才有了實際應(yīng)用，在我公司使用已有 7、8 年的歷史。彎管流量計的優(yōu)點是：無壓力損失，在蒸汽測量中節(jié)流件無可動部件，堅固結(jié)實，耐壓耐溫也較高。
對于彎管流量計在實際中的測量精度及可用性，提出幾點看法：
（1）在國際國內(nèi)所有的著書立學中，認為彎管流量計測量精度較低，在《流量測量節(jié)流裝置設(shè)計手冊》 中明確指出： 在 R/D≥1.25，Re>104時， 彎管流量計的流出系數(shù)相對不確定度為±4%，因此精度并不高。
（2） 彎管在測量蒸汽時要求蒸汽流速不能低于 7m/s，否則會引起較大誤差。 這表明彎管流量計只能工作在高雷諾數(shù)區(qū)域內(nèi)， 流量下限的測量是比較困難的。
（3） 彎管流量計在對其測量原理的分析中，把流體在管道中流動認定是均速流動的。在實際中， 流體在管道中流動的速度是沿著管半徑方向開形成一定的梯度的： 管中心的流速最快，越接近管壁速度越慢，把不是平均流速的流體當成平均流速的流體來對待，對流量計的測量精度肯定要帶來一定的影晌。
（4）彎管流量計的差壓值較低，這樣對變送器就提出較高的要求，增大了投資成本。
（5）無法實現(xiàn)節(jié)流裝置的干校驗，必須每臺表實流標定。
因此，基于以上考慮，認為彎管流量計在貿(mào)易結(jié)算中的使用還需實驗數(shù)據(jù)的支持和時間的考驗。
4 V形內(nèi)錐流量計
V形內(nèi)錐流量計的英文名為 V-CONE，它是近幾年發(fā)展起來的新型流量計， 它確實有許多其它流量計達不到的優(yōu)點。 主要有：①測量穩(wěn)定性好；②對被測介質(zhì)適應(yīng)能力強；③測量范圍寬；④適用雷諾數(shù)范圍寬；⑤對直管段要求短；⑥壓力損失�。虎卟顗捍�。 這些都是我們采用 V 形內(nèi)錐流量計原因。
但 V 形內(nèi)錐節(jié)流裝置目前仍是一種非標準節(jié)流裝置，它目前無法替代孔板，主要有以下幾個問題：
（1）V 形內(nèi)錐節(jié)流裝置迄今為止，國內(nèi)外資料都只有 V 形內(nèi)錐節(jié)流裝置的一些照片、簡圖，沒有結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求的詳細資料。目前， 國內(nèi)各生產(chǎn)廠仿制皆是自行設(shè)計、制造。 顯然結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求不統(tǒng)一，無法進行各廠產(chǎn)品性能的相互比較和評價。
（2） 目前 V 形內(nèi)錐節(jié)流出系數(shù)尚未見提出流出系數(shù)公式。 在某些廠家中有可膨脹性系數(shù)公式， 但是在結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求尚未標準化時， 可膨脹性系數(shù)公式只是代表該廠家試驗的結(jié)構(gòu)形狀的結(jié)果， 現(xiàn)在采用它作為通用的一個公式是沒有試驗的根據(jù)的， 它只能作為一個參考的公式使用。
（3） 節(jié)流式差壓流量計現(xiàn)場影響量主要為二種流動特性的干擾， 即非充分發(fā)展管流和 非 定 常 流 的 干 擾 。 節(jié) 流 裝 置 國 際 標 準ISO5167（1980 年版）經(jīng)典文丘里管的直管段長度要求是很短的，其數(shù)據(jù)如下：
90°單彎頭 β＝0.3~0.75 時 ，L=0.5D~4.5D（L－節(jié)流件上游直管段長度）； 在同一平面上90°雙彎頭 β＝0.3~0.75 時，L=1.5D~4.5D；在不同平面上 90°雙彎頭 β＝0.3~0.75 時，L=0.5D~29.5D。
新修訂標準 ISO5167:2003（E）的數(shù)據(jù)如下：
90°單彎頭 β＝0.3~0.75 時，L=8D~16D；在同一平面或不同平面上 90°雙彎頭 β＝0.3~0.75 時，L=8D~22D。
在 FLOMEKO2004 會議上， 英國流量專家 Reader-Harris 介紹關(guān)于 ISO5167:2003（E）制訂的演講中特別提到近年對經(jīng)典文丘里管的研究試驗，發(fā)現(xiàn) ISO5167（1980 年版）規(guī)定的直管段是太短了， 并且發(fā)現(xiàn)在不同介質(zhì)的試驗中經(jīng)典文丘里管的特性不大一樣， 干氣體的 C 值甚至比水高 3％，說明試驗應(yīng)在更廣泛的范圍內(nèi)進行，才能得出正確的結(jié)論。 所以按此例，V 形內(nèi)錐節(jié)流裝置現(xiàn)場安裝條件的研究試驗應(yīng)該繼續(xù)進行， 才能得出可靠的結(jié)論。
（4）壓損問題
標準節(jié)流裝置（孔板、噴嘴和文丘里管）和 V 形內(nèi)錐節(jié)流裝置的壓損如下：
孔板：β＝0.45~0.75，ΔwΔp=0.78%~0.47%；
它是某一結(jié)構(gòu)形式產(chǎn)品的壓損。 比較上述節(jié)流裝置的壓損， 可見孔板、V 形內(nèi)錐、噴嘴屬于高壓損節(jié)流件，V 形內(nèi)錐處于孔板與噴嘴之間。 文丘里管為低壓損節(jié)流件。
總之，V 形內(nèi)錐流量計為我們蒸汽計量提供了一種新的方法和思路， 但它是一種非標準的節(jié)流裝置， 在使用中亦應(yīng)要求其實流標定，嚴格安裝條件，在可能的情況下盡量加大直管段，減少現(xiàn)場影響量。
以上是我公司在使用中遇到的幾種用于蒸汽計量的流量計。 蒸汽計量是一個難題，每一種計量裝置都有其優(yōu)缺點， 分析其優(yōu)劣點在于在實際使用中根據(jù)現(xiàn)場的使用條件應(yīng)合理設(shè)計和選型，靈活使用流量計，不可拘泥于一格，努力保證計量的準確性。
以上內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系即刪除!
