差壓式流量?jī)x表在能源計(jì)量中的應(yīng)用

　　節(jié)流裝置是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造并應(yīng)用于企業(yè)能源計(jì)量。20世紀(jì)60、70年代，其它新式流量計(jì)較少或應(yīng)用不成熟，企業(yè)90 %以上的測(cè)量裝置都是標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。隨著直管道長(zhǎng)度要求較短的錐形流量計(jì)產(chǎn)品的大量出現(xiàn)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置應(yīng)用最多的孔板、錐形的討論也引起生產(chǎn)者和用戶的關(guān)注。

　　1標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的使用狀況標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的研究和使用已有近百年的歷史，它具有豐富嚴(yán)密的數(shù)據(jù)供設(shè)計(jì)者和用戶使用，它的成熟程度是其它測(cè)量裝置無法比擬的，因此標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置在能源計(jì)量中仍占有極為重要的地位。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的加工、安裝、使用、維護(hù)要求都十分嚴(yán)格。在長(zhǎng)期的使用中，由于工藝管道無法滿足前后直管道長(zhǎng)度要求，給設(shè)計(jì)和計(jì)量部門帶來很大困5167：2003已經(jīng)在國(guó)內(nèi)宣傳、推廣，更長(zhǎng)的直管段要求更是難于實(shí)現(xiàn)。

　　2錐形流量計(jì)的應(yīng)用近幾年我公司對(duì)錐形流量計(jì)進(jìn)行了研制與試生產(chǎn)，根據(jù)我們?cè)谘兄啤?biāo)定和使用過程中的具體數(shù)據(jù)，提出一些不成熟的看法，期望得到專家、學(xué)者及同行們的不吝指教。

　　21能源計(jì)量器具的配備和準(zhǔn)確度要求能單位能源計(jì)量器具配備和管理通貝必代替GB/ 17167―1997《企業(yè)能源計(jì)量器具配備與管理導(dǎo)則》，其主要變化：新標(biāo)準(zhǔn)變?yōu)閺?qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)；增加了非工業(yè)企業(yè)用能單位能源計(jì)量器具的配備和管理要求；其配備原則應(yīng)滿足能源分類計(jì)量的要求和實(shí)現(xiàn)用能單位對(duì)能源分級(jí)分類考核的要求；對(duì)能源計(jì)量器具的準(zhǔn)確度等級(jí)進(jìn)行了調(diào)整。

　　對(duì)進(jìn)出用能單位的氣體能源計(jì)量中的準(zhǔn)確度要求為：煤氣、天然氣2.0級(jí)，蒸汽2.5級(jí)；水流量表的管徑不大于250mm的為2.5級(jí)，大于250mm的為1.5級(jí)。對(duì)進(jìn)出用能單位的液體能源計(jì)量：成品油為0.5級(jí)；重油、渣油為1.0級(jí)。

　　際情況，特別是對(duì)能源計(jì)量器具準(zhǔn)確度的要求是很科學(xué)的，具有較強(qiáng)的可操作性，絕大多數(shù)企業(yè)都能按要求執(zhí)行。

　　2.2錐形流量計(jì)的特點(diǎn)2.2.1壓力損失相對(duì)較小由于錐形孔板不像標(biāo)準(zhǔn)孔板那樣直接正面阻擋流體流過向中心收縮，而是比較平滑地向管道邊緣節(jié)流，因而壓力損失小。在長(zhǎng)期運(yùn)行中，能耗費(fèi)用相對(duì)較少，有利于降低消耗。

　　2要求直管段長(zhǎng)度較短由于錐體所形成的環(huán)形通道逐漸減小，流體流速加快，壓力降低，因而可減少或消除漩渦。由于內(nèi)錐不僅具有節(jié)流作用，還具有類似于流動(dòng)調(diào)整器整流作甩因此比孔板要求的直管道長(zhǎng)度要短。

　　3有自清掃能力根據(jù)流體力學(xué)原理，流體在流過物體曲面時(shí)，產(chǎn)生邊界層效應(yīng)，而脫離物體表面，由于內(nèi)錐流量計(jì)的環(huán)形通道，使污物無法滯留而特別適用于臟污流體如焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、濕氣體的測(cè)量。

　　2.2.4量程比較大由于內(nèi)錐節(jié)流裝置的差壓輸出信號(hào)中的背景噪計(jì)量技術(shù)2008No計(jì)量技術(shù)聲很小，較低的差壓值也能有效地被檢測(cè)出來，因此較小的流量也可以測(cè)量出來。經(jīng)過我公司對(duì)DN100.DN200錐形流量計(jì)的數(shù)十次試驗(yàn)，量程比可達(dá)10：1，其重復(fù)性和線性度都較好。

　　3錐形流量計(jì)的準(zhǔn)確度3.1準(zhǔn)確度等級(jí)經(jīng)標(biāo)定可達(dá)0. 5級(jí)流量計(jì)標(biāo)定數(shù)據(jù)。我公司根據(jù)美國(guó)麥克羅米特的部分技術(shù)資料，研制了DN300以內(nèi)不同錐角及錐體長(zhǎng)度的錐形流量計(jì)，從標(biāo)定結(jié)果看，流出系數(shù)均在0.9 31；加上標(biāo)定裝置（含電磁流量計(jì)、差壓變送器，其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0. 28）的不確定度，儀表準(zhǔn)確度等級(jí)為0.47、0.42達(dá)到0. 5級(jí)。重復(fù)性良好，優(yōu)于0.25%表1 DN100錐形流量計(jì)標(biāo)定數(shù)據(jù)（每個(gè)量程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)采樣5個(gè)數(shù)據(jù)）量程電磁流量計(jì)平均流量（t/h）錐形流量計(jì)平均流量（/h）錐形流量計(jì)與電磁流量計(jì)誤重復(fù)性平均流出系數(shù)表2 DN200錐形流量計(jì)標(biāo)定數(shù)據(jù)（每個(gè)量程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)采樣5個(gè)數(shù)據(jù)）量程電磁流量計(jì)平均流量（t/h）錐形流量計(jì)平均流量（/h）錐形流量計(jì)與電磁流量計(jì)誤重復(fù)性平均流出系數(shù)通過以上數(shù)據(jù)表明，錐形流量計(jì)的準(zhǔn)確度是可以信賴的，而流出系數(shù)與其它資料不盡相同。由于錐形孔板是一個(gè)廓形元件，在錐體設(shè)計(jì)和加工過程中都可能不同。筆者認(rèn)為，流出系數(shù)的不同不是什么問題，關(guān)鍵是離散性不能太大，才能保證良好的準(zhǔn)確度和重復(fù)性。這正說明制定一個(gè)統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是十分必要的。

　　3.2錐形流量計(jì)的量程比根據(jù)其它資料，由于錐形流量計(jì)流出系數(shù)離散性較大，必須每臺(tái)都進(jìn)行標(biāo)定。經(jīng)過測(cè)試，量程比10：1比較恰當(dāng)，管道直徑300mm內(nèi)可以保證準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5~1級(jí)。管道直徑過大基本是卷管，很難保證錐體安裝的同心度，流出系數(shù)離散性變大，而且標(biāo)定也有一定困難。

　　4直管道長(zhǎng)度的測(cè)試關(guān)于錐形流量計(jì)前后直管道長(zhǎng)度問題，印度德里工學(xué)院論文的研究稱受閘閥影響流量系數(shù)最大變化約6%僅指P=0.643，L=5D，閥開度25%時(shí)的變化；如在P時(shí)系數(shù)變化高達(dá)8%，L=10D時(shí)也有約1.7%，要求較高測(cè)量準(zhǔn)確度時(shí)L =10D尚嫌不足。我們?cè)诒?數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了測(cè)試，在DN100錐形流量計(jì)前面3.5D處（350mm）加上閘閥，開度在2/3、1/2時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)列于表3.從以上測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出：3. 5D直管道長(zhǎng)度對(duì)錐形流量計(jì)也有一定影響，誤差明顯增加。從儀表應(yīng)用的角度來說，我們建議將直管道長(zhǎng)度考慮為前10D后5D大多數(shù)用戶可能接受，因?yàn)檫@個(gè)數(shù)據(jù)在絕大多數(shù)企業(yè)應(yīng)用孔板時(shí)就已經(jīng)熟悉（盡管不完全合理），至于閘閥、彎頭以及不在同一平面彎頭等對(duì)流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響到底有多少，還希望行業(yè)有關(guān)部門能組織力量進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)后給出。

　　5錐形流量計(jì)的能耗測(cè)試我們采用標(biāo)準(zhǔn)表法對(duì)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)準(zhǔn)表為電磁流量計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)器與錐形流量計(jì)串聯(lián)在一個(gè)管道中，介質(zhì)的物理性質(zhì)和工作狀態(tài)的一致性問題就基本解決了（僅對(duì)單相流而言）。只要保證對(duì)應(yīng)于一個(gè)流量和到達(dá)儀表時(shí)的速度分布一致，這樣流量計(jì)校準(zhǔn)與使用一致性的誤差就可能減小到可以接受的量程（％）電磁流量計(jì)平均流量（1/h）錐形流量計(jì)平均流量2/3）誤差（%FS）電磁流量計(jì)平均流量（t/h）錐形流量計(jì)平均流量（VhK)