在供熱(re)企業中， 蒸(zheng)汽的計量(liang)是關系到(dao)整個企業(ye)生産成本(ben)的主要因(yin)素， 特别是(shi)在貿易結(jie)算中的使(shi)用， 更是關(guan)系到供需(xu)雙方經濟(ji)利益的關(guan)鍵環節。 因(yin)此，在蒸汽(qi)計量中如(ru)何最大限(xian)度地保障(zhang)計量的準(zhun)确率， 正确(que)設計和選(xuan)用合理。
　　在(zai)經過 10 餘年(nian)的供汽生(sheng)産，在蒸汽(qi)計量過程(cheng)中，使用的(de)孔、噴嘴等(deng)标準節流(liu)裝置、 渦街(jie)流量計、 彎(wan)管流量計(ji)、以及最近(jin)使用過的(de) V 形内錐節(jie)流裝置。在(zai)此，根據自(zi)己的經驗(yan)，談一下對(dui)這幾種流(liu)量計在實(shi)際應用中(zhong)的看法。
1孔(kong)闆流量計(ji)
　　在蒸汽測(ce)量中， 孔闆(pan)流量計 已(yi)廣泛使用(yong)達幾十年(nian)之久，其優(you)勢是不言(yan)而喻的。 孔(kong)闆流量計(ji)的價格便(bian)宜，國外早(zao)有成熟的(de)國際标準(zhun)，我國也早(zao)已制定出(chu)标準節流(liu)裝置的國(guo)家标準 ，GB/T2624-93 就(jiu) 是 等 效 采(cai) 用 ISO5157-（1991）的國際(ji)标準。 因此(ci)孔闆流量(liang)計是公認(ren)的标準全(quan)面、使用廣(guang)泛的節流(liu)裝置，其具(ju)體原理與(yu)流量公式(shi)不再累述(shu)。 但是在長(zhang)期的使用(yong)過程中， 孔(kong)闆流量計(ji)的缺點也(ye)越來越明(ming)顯，主要爲(wei)：
（1）孔闆存在(zai)着不可避(bi)免的 “銳角(jiao)磨損 ”和“積(ji)污”問題，随(sui)着使用時(shi)間的增加(jia)流量系數(shu)越來越大(da)，儀表示值(zhi)越來越小(xiao)，流速較高(gao)的場合，這(zhe)種變化更(geng)是驚人。
（2）孔(kong)闆的量程(cheng)比較小，在(zai)實際應用(yong)中爲4：1～5：1，存在(zai)線性差等(deng)缺點。 在供(gong)汽、供熱計(ji)量中，由于(yu)用戶用量(liang)波動很大(da)，流量的上(shang)下限常常(chang)超過 10：1，甚至(zhi)達到 20：1，這對(dui)孔闆計量(liang)是非常困(kun)難的。 孔闆(pan)流量計其(qi)實際的流(liu)量系數是(shi)随着被測(ce)流體的雷(lei)諾數 Re 的變(bian)化而變化(hua)，特别是在(zai)雷諾數爲(wei) 2×103<Re<105内，流量系(xi)數對 Re 的變(bian)化非常敏(min)感。 例如一(yi)個β=0.73 的角接(jie)取壓孔闆(pan)因流量減(jian)少導緻 Re由(you) 5×103降到 Re=104時， 相(xiang)當于流量(liang)從額定工(gong)況下降到(dao) 20%額定工況(kuang)下工作， 而(er)這時的流(liu)出系數将(jiang)不會保持(chi)設計的數(shu)值， 其變化(hua)增大 2.2%。
（3） 孔闆(pan)的管路直(zhi)管段長度(du)及孔闆安(an)裝的規範(fan)性要求高(gao)，而管道上(shang)閥門、彎頭(tou)、縮徑、分管(guan)等往往是(shi)不可避免(mian)的。 孔闆對(dui)直管段的(de)要求大多(duo)數很難滿(man)足要求， 特(te)别是國際(ji)标準化組(zu)織公布了(le)新修訂的(de) ISO5167:2003 （E）新标準後(hou)，提出了全(quan)新的和加(jia)長的要求(qiu)。 如：一個 β=0.6 的(de)孔闆安在(zai)單個 90 度彎(wan)頭後，舊标(biao)準前直管(guan)段爲 18D 而新(xin)标準爲 42D。
（4）在(zai)多年的使(shi)用中發現(xian)，往往孔闆(pan)的機械幾(ji)何尺寸難(nan)以保證。 按(an)照國标規(gui)定孔闆的(de)開孔邊緣(yuan)圓弧半徑(jing)不大于 0.0004d，這(zhe)在加工中(zhong)是難以保(bao)證的。
（5）在實(shi)際使用中(zhong)，在設計時(shi)很難提供(gong)正确的管(guan)道直徑參(can)數， 往往以(yi)公稱直徑(jing)代替管道(dao)直徑。 這樣(yang)一來，與實(shi)際值相差(cha)越大帶來(lai)的誤差越(yue)大。
（6）孔闆流(liu)量計的壓(ya)損過大，一(yi)個孔闆的(de)β=0.45~0.75， 其壓力損(sun)失爲最大(da)差壓值的(de)78%～47%， 顯然這對(dui)終端壓力(li)已非常低(di)的用戶是(shi)不合适的(de)。
　　雖然孔闆(pan)流量計有(you)以上許多(duo)缺點， 但孔(kong)闆流量計(ji)是所有節(jie)流式流量(liang)計内外獲(huo)取數據最(zui)多的計量(liang)裝置， 如何(he)對付孔闆(pan)孔口鈍化(hua)、 流出系數(shu)不穩定已(yi)取得了豐(feng)碩的成果(guo)。 它是一種(zhong)可以幹校(xiao)驗的标準(zhun)節流裝置(zhi)，因此在實(shi)際使用中(zhong)，如果流量(liang)較爲穩定(ding)，充分考慮(lü)磨損問題(ti)，及時對孔(kong)闆進行修(xiu)正，在蒸汽(qi)計量中依(yi)然是十分(fen)可靠的。
2渦(wo)街流量計(ji)
　　對于 渦街(jie)流量計 ，受(shou)早期國内(nei)渦街流量(liang)生産質量(liang)和技術條(tiao)件的影晌(shang)， 渦街在蒸(zheng)汽計量中(zhong)未能得到(dao)普及和使(shi)用。 随着技(ji)術水平的(de)提高，渦街(jie)流量計的(de)優點也得(de)到重視。
　　渦(wo)街流量計(ji)的優點主(zhu)要爲結構(gou)簡單，安裝(zhuang)維護方便(bian)；量程比較(jiao)寬；在一定(ding)的雷諾數(shu)範圍内輸(shu)出信号不(bu)受流體的(de)物性（密度(du)、粘度）影晌(shang)， 因此可以(yi)在一種介(jie)質中标定(ding)系數而用(yong)于其他介(jie)質；壓損小(xiao)。
但是， 渦街(jie)流量計的(de)缺點也是(shi)非常明顯(xian)的，主要爲(wei)：
（1）它不适用(yong)于低雷諾(nuo)數測量，所(suo)以低流速(su)蒸汽測量(liang)受限。
（2）測量(liang)蒸汽溫度(du)不能高于(yu) 300℃。
（3）不适合于(yu)測量不幹(gan)淨的介質(zhi)。
（4）渦街流量(liang)計直管段(duan)要求較長(zhang)，在實際使(shi)用中不能(neng)低于 20D， 在孔(kong)闆流量計(ji)直管段要(yao)求加長的(de)情況下， 渦(wo)街流量計(ji)如何獲取(qu)更多的實(shi)驗數據， 對(dui)于現場安(an)裝前直管(guan)段的重要(yao)性更爲突(tu)出。
（5）受現場(chang)震動和電(dian)磁幹擾影(ying)晌大，對現(xian)場情況要(yao)求較嚴格(ge)。
（6）當介質流(liu)速過大，層(ceng)流邊界層(ceng)向湍流過(guo)渡，雷諾數(shu)超出測量(liang)範圍，系統(tong)無法建立(li)，測量結果(guo)變小。
（7） 至于(yu)渦街流量(liang)計的幹校(xiao)驗目前尚(shang)無統一國(guo)家标準， 因(yin)此各個廠(chang)家生産加(jia)工物理參(can)數及标定(ding)方式方法(fa)不能統一(yi)。
　　綜上所述(shu)，在蒸汽計(ji)量中，對于(yu)渦街流量(liang)計應慎重(zhong)使用， 合理(li)選型， 充分(fen)考慮現場(chang)條件、雷諾(nuo)數、流量波(bo)動範圍等(deng)因素，對于(yu)每一台渦(wo)街流量計(ji)必須實流(liu)标定。 在充(chong)分積累實(shi)驗數據的(de)情況下盡(jin)早建立幹(gan)校驗标準(zhun)。
3彎管流量(liang)計
　　彎管流(liu)量計雖然(ran)距今已有(you) 90 多年的曆(li)史， 但是隻(zhi)是近十餘(yu)年來在我(wo)國才有了(le)實際應用(yong)，在我公司(si)使用已有(you) 7、8 年的曆史(shi)。彎管流量(liang)計的優點(dian)是：無壓力(li)損失，在蒸(zheng)汽測量中(zhong)節流件無(wu)可動部件(jian)，堅固結實(shi)，耐壓耐溫(wen)也較高。
　　對(dui)于彎管流(liu)量計在實(shi)際中的測(ce)量精度及(ji)可用性，提(ti)出幾點看(kan)法：
（1）在國際(ji)國内所有(you)的著書立(li)學中，認爲(wei)彎管流量(liang)計測量精(jing)度較低，在(zai)《流量測量(liang)節流裝置(zhi)設計手冊(ce)》 中明确指(zhi)出： 在 R/D≥1.25，Re>104時， 彎(wan)管流量計(ji)的流出系(xi)數相對不(bu)确定度爲(wei)±4%，因此精度(du)并不高。
（2） 彎(wan)管在測量(liang)蒸汽時要(yao)求蒸汽流(liu)速不能低(di)于 7m/s，否則會(hui)引起較大(da)誤差。 這表(biao)明彎管流(liu)量計隻能(neng)工作在高(gao)雷諾數區(qu)域内， 流量(liang)下限的測(ce)量是比較(jiao)困難的。
（3） 彎(wan)管流量計(ji)在對其測(ce)量原理的(de)分析中，把(ba)流體在管(guan)道中流動(dong)認定是均(jun)速流動的(de)。在實際中(zhong)， 流體在管(guan)道中流動(dong)的速度是(shi)沿着管半(ban)徑方向開(kai)形成一定(ding)的梯度的(de)： 管中心的(de)流速最快(kuai)，越接近管(guan)壁速度越(yue)慢，把不是(shi)平均流速(su)的流體當(dang)成平均流(liu)速的流體(ti)來對待，對(dui)流量計的(de)測量精度(du)肯定要帶(dai)來一定的(de)影晌。
（4）彎管(guan)流量計的(de)差壓值較(jiao)低，這樣對(dui)變送器就(jiu)提出較高(gao)的要求，增(zeng)大了投資(zi)成本。
（5）無法(fa)實現節流(liu)裝置的幹(gan)校驗，必須(xu)每台表實(shi)流标定。
因(yin)此，基于以(yi)上考慮，認(ren)爲彎管流(liu)量計在貿(mao)易結算中(zhong)的使用還(hai)需實驗數(shu)據的支持(chi)和時間的(de)考驗。
4 V形内(nei)錐流量計(ji)
　　 V形内錐流(liu)量計 的英(ying)文名爲 V-CONE，它(ta)是近幾年(nian)發展起來(lai)的新型流(liu)量計， 它确(que)實有許多(duo)其它流量(liang)計達不到(dao)的優點。 主(zhu)要有：①測量(liang)穩定性好(hao)；②對被測介(jie)質适應能(neng)力強；③測量(liang)範圍寬；④适(shi)用雷諾數(shu)範圍寬；⑤對(dui)直管段要(yao)求短；⑥壓力(li)損失小；⑦差(cha)壓大。 這些(xie)都是我們(men)采用 V 形内(nei)錐流量計(ji)原因。
但 V 形(xing)内錐節流(liu)裝置目前(qian)仍是一種(zhong)非标準節(jie)流裝置，它(ta)目前無法(fa)替代孔闆(pan)，主要有以(yi)下幾個問(wen)題：
（1）V 形内錐(zhui)節流裝置(zhi)迄今爲止(zhi)，國内外資(zi)料都隻有(you) V 形内錐節(jie)流裝置的(de)一些照片(pian)、簡圖，沒有(you)結構形式(shi)和技術要(yao)求的詳細(xi)資料。目前(qian)， 國内各生(sheng)産廠仿制(zhi)皆是自行(hang)設計、制造(zao)。 顯然結構(gou)形式和技(ji)術要求不(bu)統一，無法(fa)進行各廠(chang)産品性能(neng)的相互比(bi)較和評價(jia)。
（2） 目前 V 形内(nei)錐節流出(chu)系數尚未(wei)見提出流(liu)出系數公(gong)式。 在某些(xie)廠家中有(you)可膨脹性(xing)系數公式(shi)， 但是在結(jie)構形式和(he)技術要求(qiu)尚未标準(zhun)化時， 可膨(peng)脹性系數(shu)公式隻是(shi)代表該廠(chang)家試驗的(de)結構形狀(zhuang)的結果， 現(xian)在采用它(ta)作爲通用(yong)的一個公(gong)式是沒有(you)試驗的根(gen)據的， 它隻(zhi)能作爲一(yi)個參考的(de)公式使用(yong)。
（3） 節流式差(cha)壓流量計(ji)現場影響(xiang)量主要爲(wei)二種流動(dong)特性的幹(gan)擾， 即非充(chong)分發展管(guan)流和 非 定(ding) 常 流 的 幹(gan) 擾 。 節 流 裝(zhuang) 置 國 際 标(biao) 準ISO5167（1980 年版）經(jing)典文丘裏(li)管的直管(guan)段長度要(yao)求是很短(duan)的，其數據(ju)如下：
90°單彎(wan)頭 β＝0.3~0.75 時 ，L=0.5D~4.5D（L－節流(liu)件上遊直(zhi)管段長度(du)）； 在同一平(ping)面上90°雙彎(wan)頭 β＝0.3~0.75 時，L=1.5D~4.5D；在不(bu)同平面上(shang) 90°雙彎頭 β＝0.3~0.75 時(shi)，L=0.5D~29.5D。
新修訂标(biao)準 ISO5167:2003（E）的數據(ju)如下：
　　90°單彎(wan)頭 β＝0.3~0.75 時，L=8D~16D；在同(tong)一平面或(huo)不同平面(mian)上 90°雙彎頭(tou) β＝0.3~0.75 時，L=8D~22D。
在 FLOMEKO2004 會議(yi)上， 英國流(liu)量專家 Reader-Harris 介(jie)紹關于 ISO5167:2003（E）制(zhi)訂的演講(jiang)中特别提(ti)到近年對(dui)經典文丘(qiu)裏管的研(yan)究試驗，發(fa)現 ISO5167（1980 年版）規(gui)定的直管(guan)段是太短(duan)了， 并且發(fa)現在不同(tong)介質的試(shi)驗中經典(dian)文丘裏管(guan)的特性不(bu)大一樣， 幹(gan)氣體的 C 值(zhi)甚至比水(shui)高 3％，說明試(shi)驗應在更(geng)廣泛的範(fan)圍内進行(hang)，才能得出(chu)正确的結(jie)論。 所以按(an)此例，V 形内(nei)錐節流裝(zhuang)置現場安(an)裝條件的(de)研究試驗(yan)應該繼續(xu)進行， 才能(neng)得出可靠(kao)的結論。
（4）壓(ya)損問題
　　标(biao)準節流裝(zhuang)置（孔闆、噴(pen)嘴和文丘(qiu)裏管）和 V 形(xing)内錐節流(liu)裝置的壓(ya)損如下：
孔(kong)闆：β＝0.45~0.75，ΔwΔp=0.78%~0.47%；

　　它是某(mou)一結構形(xing)式産品的(de)壓損。 比較(jiao)上述節流(liu)裝置的壓(ya)損， 可見孔(kong)闆、V 形内錐(zhui)、噴嘴屬于(yu)高壓損節(jie)流件，V 形内(nei)錐處于孔(kong)闆與噴嘴(zui)之間。 文丘(qiu)裏管爲低(di)壓損節流(liu)件。
　　總之，V 形(xing)内錐流量(liang)計爲我們(men)蒸汽計量(liang)提供了一(yi)種新的方(fang)法和思路(lu)， 但它是一(yi)種非标準(zhun)的節流裝(zhuang)置， 在使用(yong)中亦應要(yao)求其實流(liu)标定，嚴格(ge)安裝條件(jian)，在可能的(de)情況下盡(jin)量加大直(zhi)管段，減少(shao)現場影響(xiang)量。
　　以上是(shi)我公司在(zai)使用中遇(yu)到的幾種(zhong)用于蒸汽(qi)計量的流(liu)量計。 蒸汽(qi)計量是一(yi)個難題，每(mei)一種計量(liang)裝置都有(you)其優缺點(dian)， 分析其優(you)劣點在于(yu)在實際使(shi)用中根據(ju)現場的使(shi)用條件應(ying)合理設計(ji)和選型，靈(ling)活使用流(liu)量計，不可(ke)拘泥于一(yi)格，努力保(bao)證計量的(de)準确性。

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