幾種能源監(jiān)測流量儀表的比較:
1、節(jié)流裝置:基于節(jié)流產(chǎn)生差壓,測差壓的平方根可知流量大小。長期以來這類儀表由于可承受惡劣的工況,且已有國際標準作依據(jù),曾占據(jù)了流量儀表的60~70%市場,類型多達二、三十種。
①經(jīng)典式:已建立國際、國內(nèi)標準,以孔板、噴咀、文丘利為代表,其中孔板如表1所示,壓損較大,噴咀多用于測蒸汽,壓損僅次于孔板(見圖1)。當管徑大于0.3米時,建議不再選用,文丘利管壓損雖較小,但體積龐大,耗費大量高耗能鋼材,制造、運輸都非易事,選用也應(yīng)慎重。
②V錐流量計:近3~5年內(nèi)宣傳力度很大,被認為是一種壓損小、準確度高,幾乎不要求直管段的儀表,其壓損在不同β下(圖1),僅次于孔板,比噴咀略高,并不是節(jié)能儀表;其準確度有人做過標定*1,在大管徑下(D>300mm);流出系數(shù)的分散度約為5%。其主要優(yōu)點是采取了環(huán)形通道,具有整流效果,因而要求直管段長度較其他節(jié)流裝置小得多,在管徑日益增大,現(xiàn)場難以滿足流量儀表所需的直管段長度,還是一個應(yīng)肯定的突出優(yōu)點。
③低壓損管(lo-loss)相關(guān)資料公布已三十年,類似縮短了的文丘利管,主要特點是永久壓損小。
④梭式*2:取內(nèi)錐、低壓損管二者之所長,具有環(huán)形通道可縮短前直管段長度的優(yōu)點;又具有l(wèi)o-loss管節(jié)流后壓力恢復的功能,為專利產(chǎn)品。
2、插入式流量計:結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,價廉,且可不斷流裝折,但準確度較低,僅適用于大管道流量檢測,在能源監(jiān)測中可用于準確度要求不高的場合。
①測點速:通過測管道中一點的流速推算流量的儀表,如雙文丘利管;插入式渦街、渦輪、電磁,皮托管。據(jù)ISO7145評估,準確度為±3%,如直管段不足30D,準確度將低于±5%*3。
最近在市場上推出一種類似變形皮托管的測管,最大優(yōu)點是不易堵塞,在管道上方安放三支,每支需用一個差壓變送器,價格較貴。據(jù)稱按ISO3966設(shè)計,但并未達到該標準所要求在橫截面上安排20個測點的要求。有關(guān)文章對其做了誤差分析*4,并未考慮到速度分布不理想時,影響準確度最大的干擾系數(shù)γ*5。因此,測量誤差將會超出±3%。
②測徑向多點流速:典型的儀表為均速管,由于測點多,準確度可優(yōu)于測點速的插入式流量計。通常僅測橫截面直徑方向上的多點流速,在需提高準確度時,也可插互成900的二支均速管,則更符合ISO3966的測點要求。
3、無阻力件流量儀表。這類儀表的特點是機械結(jié)構(gòu)簡單,管道內(nèi)無任何阻力件,壓損小、準確高,是有發(fā)展?jié)摿Φ牧髁績x表,如超聲、科氏、電磁、近五年市場年增長率分別達到10.4%、6.9%、2.4%。
①電磁流量計:在流量計量市場中雖居首位,但僅可測電導率大于10-5S/cm的流體,不能測油品及天然氣等能源,只能測載能工質(zhì)水。
②科氏:管內(nèi)雖無阻力件,但要求流體在儀表中流向轉(zhuǎn)1800,因此壓損較大,準確度可高達±0.5%以上,管徑目前均小于0.25米,可用于貿(mào)易核算要求精確計量的場合。
③超聲流量計:可用于多種流體,準確度可高達±0.5%,壓損小,量程比大,國內(nèi)外已制定相關(guān)標準,是理想的能源監(jiān)測儀表。
五、小結(jié)
1、儀表選型應(yīng)全面、理性。本文從能源監(jiān)測的角度出發(fā),強調(diào)了流量儀表具有準確度高、永久壓損小,價格低廉的幾個特點。從上所述,目前還沒有十全十美的儀表,有些儀表如孔板、科氏、容積式、雖然壓損大,但也有特點,或是有標準可遵循(如孔板)、或是準確較高,當管徑不大時,壓損的問題也并不突出,不必因噎廢食。因此,選型應(yīng)全面,綜合考慮,過分地夸大或貶低某一種儀表都是片面、不可取的。
2、發(fā)展趨勢:目前流量儀表有很多類型,處于一種“春秋戰(zhàn)國”的狀態(tài),但科技在飛速的發(fā)展,新型儀表如電磁流量計、超聲波流量計、科氏流量計,以其結(jié)構(gòu)簡單,功能完善,日益受到用戶的青睞。經(jīng)典式(孔板、噴咀、文丘利)或因壓損大,要求直管段過長難以滿足等缺點,市場發(fā)展呈下降趨勢,年增長率為-2.3%。新的節(jié)流裝置也在不斷地涌現(xiàn),所以新型流量儀表取代經(jīng)典式傳統(tǒng)儀表將是一個較漫長的過程,并非一朝一夕之事。
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