差壓式流量儀表在能源計量中的應用

　　節流裝置是根據國家標準設計、制造并應用于企業能源計量。20世紀60、70年代，其它新式流量計較少或應用不成熟，企業90 %以上的測量裝置都是標準或非標準節流裝置。隨著直管道長度要求較短的錐形流量計產品的大量出現，對標準節流裝置應用最多的孔板、錐形的討論也引起生產者和用戶的關注。

　　1標準節流裝置的使用狀況標準節流裝置的研究和使用已有近百年的歷史，它具有豐富嚴密的數據供設計者和用戶使用，它的成熟程度是其它測量裝置無法比擬的，因此標準節流裝置在能源計量中仍占有極為重要的地位。對標準節流裝置的加工、安裝、使用、維護要求都十分嚴格。在長期的使用中，由于工藝管道無法滿足前后直管道長度要求，給設計和計量部門帶來很大困5167：2003已經在國內宣傳、推廣，更長的直管段要求更是難于實現。

　　2錐形流量計的應用近幾年我公司對錐形流量計進行了研制與試生產，根據我們在研制、標定和使用過程中的具體數據，提出一些不成熟的看法，期望得到專家、學者及同行們的不吝指教。

　　21能源計量器具的配備和準確度要求能單位能源計量器具配備和管理通貝必代替GB/ 17167―1997《企業能源計量器具配備與管理導則》，其主要變化：新標準變為強制性標準；增加了非工業企業用能單位能源計量器具的配備和管理要求；其配備原則應滿足能源分類計量的要求和實現用能單位對能源分級分類考核的要求；對能源計量器具的準確度等級進行了調整。

　　對進出用能單位的氣體能源計量中的準確度要求為：煤氣、天然氣2.0級，蒸汽2.5級；水流量表的管徑不大于250mm的為2.5級，大于250mm的為1.5級。對進出用能單位的液體能源計量：成品油為0.5級；重油、渣油為1.0級。

　　際情況，特別是對能源計量器具準確度的要求是很科學的，具有較強的可操作性，絕大多數企業都能按要求執行。

　　2.2錐形流量計的特點2.2.1壓力損失相對較小由于錐形孔板不像標準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流，因而壓力損失小。在長期運行中，能耗費用相對較少，有利于降低消耗。

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

　　3有自清掃能力根據流體力學原理，流體在流過物體曲面時，產生邊界層效應，而脫離物體表面，由于內錐流量計的環形通道，使污物無法滯留而特別適用于臟污流體如焦爐煤氣、高爐煤氣、濕氣體的測量。

　　2.2.4量程比較大由于內錐節流裝置的差壓輸出信號中的背景噪計量技術2008No計量技術聲很小，較低的差壓值也能有效地被檢測出來，因此較小的流量也可以測量出來。經過我公司對DN100.DN200錐形流量計的數十次試驗，量程比可達10：1，其重復性和線性度都較好。

　　3錐形流量計的準確度3.1準確度等級經標定可達0. 5級流量計標定數據。我公司根據美國麥克羅米特的部分技術資料，研制了DN300以內不同錐角及錐體長度的錐形流量計，從標定結果看，流出系數均在0.9 31；加上標定裝置（含電磁流量計、差壓變送器，其合成標準不確定度為0. 28）的不確定度，儀表準確度等級為0.47、0.42達到0. 5級。重復性良好，優于0.25%表1 DN100錐形流量計標定數據（每個量程由計算機自動采樣5個數據）量程電磁流量計平均流量（t/h）錐形流量計平均流量（/h）錐形流量計與電磁流量計誤重復性平均流出系數表2 DN200錐形流量計標定數據（每個量程由計算機自動采樣5個數據）量程電磁流量計平均流量（t/h）錐形流量計平均流量（/h）錐形流量計與電磁流量計誤重復性平均流出系數通過以上數據表明，錐形流量計的準確度是可以信賴的，而流出系數與其它資料不盡相同。由于錐形孔板是一個廓形元件，在錐體設計和加工過程中都可能不同。筆者認為，流出系數的不同不是什么問題，關鍵是離散性不能太大，才能保證良好的準確度和重復性。這正說明制定一個統一的行業標準是十分必要的。

　　3.2錐形流量計的量程比根據其它資料，由于錐形流量計流出系數離散性較大，必須每臺都進行標定。經過測試，量程比10：1比較恰當，管道直徑300mm內可以保證準確度等級為0.5~1級。管道直徑過大基本是卷管，很難保證錐體安裝的同心度，流出系數離散性變大，而且標定也有一定困難。

　　4直管道長度的測試關于錐形流量計前后直管道長度問題，印度德里工學院論文的研究稱受閘閥影響流量系數最大變化約6%僅指P=0.643，L=5D，閥開度25%時的變化；如在P時系數變化高達8%，L=10D時也有約1.7%，要求較高測量準確度時L =10D尚嫌不足。我們在表1數據的基礎上進行了測試，在DN100錐形流量計前面3.5D處（350mm）加上閘閥，開度在2/3、1/2時的測試數據列于表3.從以上測試數據可以看出：3. 5D直管道長度對錐形流量計也有一定影響，誤差明顯增加。從儀表應用的角度來說，我們建議將直管道長度考慮為前10D后5D大多數用戶可能接受，因為這個數據在絕大多數企業應用孔板時就已經熟悉（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流量計準確度的影響到底有多少，還希望行業有關部門能組織力量進行大量的實驗后給出。

　　5錐形流量計的能耗測試我們采用標準表法對流量計進行標定，標準表為電磁流量計。標準器與錐形流量計串聯在一個管道中，介質的物理性質和工作狀態的一致性問題就基本解決了（僅對單相流而言）。只要保證對應于一個流量和到達儀表時的速度分布一致，這樣流量計校準與使用一致性的誤差就可能減小到可以接受的量程（％）電磁流量計平均流量（1/h）錐形流量計平均流量2/3）誤差（%FS）電磁流量計平均流量（t/h）錐形流量計平均流量（VhK)