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流量測量在過程變量測量中相對較為復(fù)雜，流量計按測量類型分類有差壓式、浮子式、容積式、渦街式、電磁式、超聲波式和科里奧利式等；按流量原理分類有力學(xué)原理、動量守恒原理、電學(xué)原理和聲學(xué)原理等；按安裝方式分類有封閉管道，插入式等。
本文選取均速管流量計中的德爾塔巴流量計、管道安裝式流量計中的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流孔板以及新型節(jié)流裝置中的平衡流量計來進(jìn)行比較分析，從而使設(shè)計和選型更加優(yōu)化。
１、三種流量計特點分析
ａ）標(biāo)準(zhǔn)孔板作為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的一種，現(xiàn)在被廣泛使用，占整個流量計總數(shù)的７０％以上，它可測量全部單相流體，包括液體、氣體、蒸汽以及部分混相流體。孔板憑借其價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、無須標(biāo)定、安全可靠、使用期限長等優(yōu)勢，至今尚無任何一類流量計可與之比擬。
ｂ）均速管流量計是通過測管道中直徑（圓管）或長與寬（矩形管）上幾點的流速來推算流量的一種插入式流量儀表，基于管道內(nèi)介質(zhì)的平均流速，進(jìn)而計算流量。均速管對管道內(nèi)的流體特性影響小，加工工藝簡單，可以雙向測量。但對直管段要求較高，輸出差壓小，測量精度較低。由于均速管屬于非節(jié)流式流量計，所以壓損很小，運行成本很低。
ｃ）平衡流量計對傳統(tǒng)節(jié)流裝置進(jìn)行了很大的改進(jìn)，將節(jié)流原理由邊緣節(jié)流改為平衡節(jié)流。平衡流量傳感器是一個多孔的圓盤節(jié)流整流器，安裝在管道的截面上，當(dāng)流體穿過圓盤的函數(shù)孔時，流體將被平衡調(diào)整，渦流被zui小化，形成近似理想流體，通過標(biāo)準(zhǔn)取壓裝置，可獲得穩(wěn)定的差壓信號，根據(jù)伯努利方程計算出流量。
這種流量計的測量精度是傳統(tǒng)節(jié)流裝置的５～１０倍，流動噪聲降低到傳統(tǒng)節(jié)流裝置的１／１５，*壓力損失約為１／３，壓力恢復(fù)快，zui小直管段可以小于０．５Ｄ，沒有活動的部件，安裝和使用非常方便簡單，可省去大直管段，大大減少流體運行所消耗的能量，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的節(jié)能儀表。
ｄ）三種流量計中介質(zhì)流動情況如圖１所示。
ｅ）三種流量計的主要性能見表１所列。
２、流量計運行費用分析
２．１ 能耗分析
流量儀表運行費用主要是工作時的能量消耗，包括儀表內(nèi)部電力消耗以及測量過程中消耗的能量，即克服儀表因測量產(chǎn)生壓力損失的泵送能耗費。
根據(jù)流量測量（節(jié)流式流量計）原理，泵送能耗費用計算公式：
年泵送能耗費＝ｈｐｔＲ
式中：ｈｐ———動能損耗，ｋＷ，ｈｐ＝ｐＬｑＶ／η，其中ｑＶ———流體體積流量；ｐＬ———節(jié)流元件產(chǎn)生壓損；η———電動機效率；ｔ———年工作小時數(shù)，ｈ；Ｒ———電價，元／（ｋＷ·ｈ）。
其中，主要是壓損和流量決定泵送能耗費用，以德爾塔巴流量計、平衡流量計和標(biāo)準(zhǔn)孔板做壓損比較（β為孔板的孔徑比，Δｐ為流量計產(chǎn)生的差壓）：
ａ）標(biāo)準(zhǔn)孔板壓損的經(jīng)驗公式：當(dāng)β＝０．６時，ｐＬ＝０．６Δｐ；當(dāng)β＝０．７時，ｐＬ＝０．５Δｐ。
ｂ）平衡流量計的壓損為ｐＬ＝０．２３Δｐ。
ｃ）比較保守地計算，德爾塔巴的壓損為ｐＬ＝０．１Δｐ。
２．２ 舉例說明
２．２．１ 蒸汽測量
設(shè)測量介質(zhì)為過熱蒸汽，管徑為１１４ｍｍ，壓力為３．９ＭＰａ，溫度為４５０℃，在此溫度、壓力下其蒸汽密度為１２．５１１ｋｇ／ｍ３，介質(zhì)流量為５ｔ／ｈ。設(shè)備一年運行３６５ｄ，每天運行２４ｈ，每度電電費為０．８元，電動機效率η＝０．８。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗值，孔板、平衡流量計、德爾塔巴流量計產(chǎn)生的差壓值分別?。保叮保玻?，１．６ｋＰａ；測量時，功率損失分別為１２．２１，４．０８５，０．２２２ｋＷ，能耗換算成年度電費分別為８５?。担叮?，２８?。叮玻?，１ ５５５元。
因此，一年中孔板的直接運行成本比平衡流量計高５６?。梗矗苍?；比德爾塔巴流量計高８４?。埃保吃?BR>２．２．２ 液體測量
設(shè)一水測量點位，管徑為２１９ｍｍ，壓力為０．２ＭＰａ，溫度為２０℃，在此溫度、壓力下水密度為９９８．２５４ｋｇ／ｍ３，流量為２００ｔ／ｈ。
根據(jù)經(jīng)驗值，孔板、平衡流量計、德爾塔巴流量計產(chǎn)生的差壓值分別?。玻担玻?，５．０ｋＰａ；測量時，功率損失分別為０．９６３，０．３２２，０．０３５ｋＷ，能耗換算成年度電費為６ ７４５，２?。玻担罚玻矗翟?。
因此，一年中孔板的直接運行成本比平衡流量計高４?。矗福冈?；比德爾塔巴流量計高６ ５００元。
２．２．３ 氣體測量
設(shè)一氧氣測量點位，管徑為２１９ｍｍ，壓力為４．９ＭＰａ，溫度為１８０℃，標(biāo)況下空氣密度為１．４２８ ６ｋｇ／ｍ３，在此溫度、壓力下空氣密度為４２ｋｇ／ｍ３，流量為３．５×１０４ｍ３／ｈ。
根據(jù)經(jīng)驗，孔板、平衡流量計、德爾塔巴流量計產(chǎn)生的差壓值分別取２０，１６，２．０ｋＰａ；測量時的能耗換算成年度電費分別為３１?。福梗?，１０?。叮罚埃担福霸?。因此，一年中孔板的直接運行成本比平衡流量計高２１?。玻玻翟槐鹊聽査土髁坑嫺撸常薄。常保翟?BR>綜上所述，選用德爾塔巴流量計與選用孔板流量計相比，每年節(jié)省的運行成本是很可觀的，特別是高溫高壓蒸汽，使用德爾塔巴流量計將帶來巨大的經(jīng)濟效益。德爾塔巴流量計輸出差壓很小，導(dǎo)致壓損很低，尤其是管徑越大，壓損越低，從經(jīng)濟性考慮，是非?？捎^的。而且，壓損小也意味著磨損小，壽命長。另一方面，輸出差壓低，會直接導(dǎo)致測量精度低，對有些精度要求較高的重要場合，該流量計就顯得有些力不從心。且均速管流量計對內(nèi)徑和前后直管段有一定要求，使得其在有些場合的應(yīng)用也受到限制。
而平衡流量計相比標(biāo)準(zhǔn)孔板，經(jīng)濟性也得到很大提升，并且平衡流量計對前后直管段要求很低，對各種工況都具有良好的適用性，測量精度高，對重要場合尤其適用，且防堵能力強，使用壽命長，綜合性能好。
因此，從能源消耗角度來講，無論是均速管流量計或者平衡流量計都比傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)孔板經(jīng)濟性高很多。由于孔板本身價格比較低，運行穩(wěn)定可靠，依然在流量計市場中起著重要的作用。在能耗高的場合，孔板逐步被均速管流量計或平衡流量計取代，因而在選擇流量計時，應(yīng)考慮流量儀表的綜合性能和長時間使用時的能耗損失，根據(jù)不同的介
質(zhì)工況和應(yīng)用場合，綜合考慮流量儀表的準(zhǔn)確度及運行成本，使流量計的選用達(dá)到整體的經(jīng)濟性和實用性。
孔板流量計 V錐流量計
