黃莉莉

（中國石油遼寧銷售高速公路分公司,沈陽 110000）

能源是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，而在石油、化工行業(yè)對(duì)于能耗的準(zhǔn)確計(jì)量關(guān)系到生產(chǎn)的成本，其中蒸汽消耗在企業(yè)能耗的權(quán)重相對(duì)較大，這樣如何在蒸汽計(jì)量工作中，選用適宜的計(jì)量?jī)x表一直是能源計(jì)量人員面臨的重要課題。

1 現(xiàn)有蒸汽計(jì)量狀況分析

從目前石油、化工企業(yè)蒸汽計(jì)量運(yùn)行現(xiàn)狀來看，孔板流量計(jì)因適應(yīng)性較強(qiáng)被大量使用，其中直徑在DN200mm以上的場(chǎng)合尤為如此。

孔板流量計(jì)的利弊如下：

1.1 優(yōu)點(diǎn)

①標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件得到了國際標(biāo)準(zhǔn)組織的認(rèn)可，全世界通用。在流量計(jì)中是唯一的，無需實(shí)流校準(zhǔn)。②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、易于復(fù)制，性能穩(wěn)定可靠。③ 適應(yīng)范圍廣，包括全部單相流體和部分混相流。④檢測(cè)件、差壓顯示儀表等關(guān)鍵部件可由不同制造商生產(chǎn)，便于專業(yè)化、規(guī)模生產(chǎn)。

1.2 缺點(diǎn)

（1）計(jì)量的精確度屬于中等水平，由于影響因素較多，精確度難于提高。（2）適應(yīng)范圍度窄，一般范圍度僅3∶1 ～ 4∶1。（3）孔板流量計(jì)安裝在管路直管段的長度要求高并且規(guī)范，受管道上安裝的彎頭、閥門、擴(kuò)徑、縮徑、分管及會(huì)管等因素影響，這樣在實(shí)際安裝位置因直管段長度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求或因孔板安裝不規(guī)范而造成的附加測(cè)量誤差，總是存在的。（4）由于采用孔板限流就會(huì)產(chǎn)生壓力損失，為維持一臺(tái)孔板流量計(jì)正常運(yùn)行需要附加額外的動(dòng)力來克服孔板的壓力損失。該附加耗能耗可直接通過壓力損失及流量計(jì)算確定，孔板節(jié)流產(chǎn)生的附加運(yùn)行費(fèi)用是極高的，一年約多耗能折合電能可達(dá)數(shù)萬度，經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)萬元。而采用彎管流量計(jì)該運(yùn)行費(fèi)用為零。（5）由于采用法蘭連接，易產(chǎn)生跑、冒、滴、漏問題，增加了維護(hù)工作量。（6）孔板流量計(jì)是通過內(nèi)孔銳角線來保證精度的。因此對(duì)腐蝕、結(jié)垢、磨損、臟污等因素都敏感，需每年拆下檢查一次。（7）現(xiàn)在已經(jīng)有可在線更換式孔板，在一定程度上可以通過更換的方式控制來減小因“掛污”、“磨損”等造成的測(cè)量偏差，但不能徹底消除這種測(cè)量偏差（總不能頻繁地進(jìn)行更換或清洗），而孔板的其它弊病也是依然存在。而且可更換孔板的安裝附加誤差也很難把握，密封問題，特別是高差壓下的內(nèi)漏問題，更是不能令使用者放心。

1.3 結(jié)論

通過綜上分析，使用孔板流量計(jì)（含在線活動(dòng)孔板）的實(shí)際測(cè)量偏差值要比孔板通過標(biāo)定（無論是干標(biāo)，還是濕標(biāo)）得到的誤差值偏大。多數(shù)情況下是賣方吃虧。

2 其他幾種蒸汽計(jì)量方式探討

鑒于孔板流量計(jì)的自身存在一定的弊端，伴隨著對(duì)流量測(cè)量技術(shù)不斷深入研究，測(cè)量技術(shù)得到了加速發(fā)展。若干新型、改進(jìn)型流量測(cè)量?jī)x表已陸續(xù)廣泛投入使用。即使它們?cè)谀承┯?jì)量場(chǎng)合也取得了較好的計(jì)量效果，但孔板一直占據(jù)計(jì)量?jī)x表主導(dǎo)位勢(shì)。下面就幾種可能取代孔板用于蒸汽計(jì)量的測(cè)量手段予以簡(jiǎn)要分析。

2.1 內(nèi)文丘里管流量計(jì)

內(nèi)文丘里管流量計(jì)是在集傳統(tǒng)文丘里管、耐磨型孔板、環(huán)形孔板等優(yōu)點(diǎn)的計(jì)量方式，是新一代差壓式流量?jī)x表。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是：（1）對(duì)被測(cè)介質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)。適用于各種液體、氣體及蒸汽的計(jì)量。（2）測(cè)量精度高，穩(wěn)定性好。不存在孔板銳邊磨蝕和積污問題，在測(cè)量過程中流出系數(shù)能保持恒定。（3）測(cè)量范圍度較寬，量程比可大于10∶1，甚至能達(dá)16∶1，26∶1，其流出系數(shù)線性度仍低于0.5%。（4）壓力損失小，約為孔板的1/3-1/5。（5）由于改善了內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式對(duì)于直管段安裝長度相比沒有那么高是要求，最短直管段長度只需孔板的12%左右，即達(dá)到管徑的1—3倍就可滿足需要。但同時(shí)內(nèi)文丘里管欲獲得高的測(cè)量精度必須配置性能優(yōu)良的差壓變送器，這樣就又增加了計(jì)量設(shè)備費(fèi)用。

2.2 渦街流量計(jì)

渦街流量計(jì)具有相對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝及維護(hù)管理方便的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于蒸汽測(cè)量精度為1～1.5%（不包含對(duì)于溫度及壓力進(jìn)行的修正）,量程比較寬一般為20∶1。近年來渦街在DN200mm以下，用于測(cè)量蒸汽，發(fā)展較快。在實(shí)際使用中渦街流量計(jì)也存在局限性，主要以下幾點(diǎn)：（1）受采用的檢測(cè)原理限制，在測(cè)量管徑的選取方面應(yīng)在DN300mm以下；由于信號(hào)檢測(cè)設(shè)備受耐溫能力限制要求，需將所測(cè)介質(zhì)溫度應(yīng)在350℃以下。（2）受檢測(cè)原理限制，要求測(cè)量的流動(dòng)雷諾數(shù)下限較高。在強(qiáng)烈振動(dòng)場(chǎng)的環(huán)境下工作不可靠。（3）對(duì)入口管路直管段長度的要求高（稍高于孔板的要求），否則會(huì)產(chǎn)生較大的附加測(cè)量誤差。

2.3 彎頭流量計(jì)

彎頭流量計(jì)又被稱為彎管流量計(jì)，其原理是利用流體通過彎頭弧形通道時(shí)，在彎頭內(nèi)側(cè)半徑與外側(cè)半徑之間形成的靜壓力差與平均流速之間的形成定量關(guān)系通過建立數(shù)學(xué)模型計(jì)算，從而得到流體流量的，同屬于差壓式流量計(jì)。其多用于氣體流量方面的測(cè)量。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、重復(fù)性好及性價(jià)比高等優(yōu)勢(shì)。主要缺點(diǎn)是計(jì)量精度偏低，流量系數(shù)不確定度一般為6%左右，且不適于對(duì)低壓、低流速流體進(jìn)行計(jì)量，其測(cè)量精度低是由于采用的測(cè)量模型決定的。并且當(dāng)流體在流經(jīng)彎頭各斷面時(shí)的流場(chǎng)速度分布及其復(fù)雜，且長時(shí)間使用會(huì)出現(xiàn)掛垢、沖刷及化學(xué)腐蝕等現(xiàn)象，流動(dòng)雷諾數(shù)及管壁粗糙度的變化，對(duì)于流量系數(shù)變化影響非常敏感。流體流入彎頭之前的非軸對(duì)稱速度分布對(duì)于流量系數(shù)的影響，也遠(yuǎn)大于流體經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)孔板。需采用計(jì)算機(jī)軟件修正技術(shù)對(duì)流量系數(shù)進(jìn)行實(shí)流標(biāo)定，這樣可以改善彎頭流量計(jì)的精度，但是除了雷諾數(shù)數(shù)值可進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正以外，其它變量因素很難通過使用采用軟件的方法進(jìn)行修正，并予以解決。在理論上，如在實(shí)測(cè)工況范圍內(nèi)，通過采用實(shí)測(cè)介質(zhì)方式進(jìn)行實(shí)流標(biāo)定進(jìn)行實(shí)際測(cè)量時(shí)，再按依據(jù)標(biāo)定結(jié)果通過回歸出的數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行來實(shí)時(shí)修正。就能夠獲得相對(duì)滿意的計(jì)量精度指標(biāo)。但是，就一般的在實(shí)際生產(chǎn)中的計(jì)量而言是難以辦到的。彎頭流量計(jì)選取原則只適合用于工況變化幅度?。粚?duì)于測(cè)量精度要求低；且能有較好計(jì)量重復(fù)性即可的工況。

3 建議

為改善石油、化工企業(yè)現(xiàn)有蒸汽計(jì)量現(xiàn)狀，應(yīng)當(dāng)從多角度進(jìn)行綜合分析，并根據(jù)實(shí)際的測(cè)量條件和改善計(jì)量效果的需要，通過對(duì)于不同工況及對(duì)于計(jì)量精度的要求，正確客觀地分析比較后做出選型。