張宏亮

河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司，河北邯鄲 056015

0 引言

隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程參數(shù)的測(cè)量要求越來越高，流量就是其中一個(gè)重要參數(shù)。以標(biāo)準(zhǔn)孔板和噴嘴作為節(jié)流件的傳統(tǒng)流量測(cè)量裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，在目前的所有流量測(cè)量方式尤其蒸汽計(jì)量中占有較高的使用比例，但傳統(tǒng)節(jié)流件不足之處也很明顯。隨著計(jì)量技術(shù)的不斷發(fā)展，新的計(jì)量設(shè)備也不斷涌現(xiàn)，其中一體化節(jié)流式流量計(jì)、多孔平衡流量計(jì)、插入式多點(diǎn)均速雙喉徑流量裝置等節(jié)流裝置以其鮮明的特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。通過對(duì)不同節(jié)流裝置特點(diǎn)和各自優(yōu)缺點(diǎn)的了解，針對(duì)不同工況選擇合適的節(jié)流裝置對(duì)流量進(jìn)行測(cè)量，就能夠得到精確度高、穩(wěn)定性好的測(cè)量結(jié)果。

1 節(jié)流裝置的特點(diǎn)

1.1 一體化節(jié)流式流量計(jì)的特點(diǎn)

節(jié)流裝置和差壓變送器甚至壓力、溫度變送器做成一體，節(jié)約安裝、維護(hù)工作量及費(fèi)用，其具有如下特點(diǎn)：

1）采用抗凍式設(shè)計(jì)，對(duì)于蒸汽測(cè)量不需要防凍液和保溫處理，沒有冷凝彎帶來的水柱誤差；

2）可在線補(bǔ)償流出系數(shù)C、膨脹系數(shù)ε、工況管道內(nèi)徑D、工況開孔d等，使量程比達(dá)20：1；

3）45度取壓閥便于清理取壓孔（臟污或易結(jié)晶介質(zhì)堵塞取壓孔），也便于系統(tǒng)的在線維護(hù)；

4）節(jié)流件采用鍛制不銹鋼一體加工，確保了節(jié)流件的強(qiáng)度，并使可能的泄漏點(diǎn)為最少；

5）內(nèi)嵌蒸汽計(jì)量專用軟件（GB/T 2624-1993）和天然氣計(jì)量專用軟件（SY/T 6143-1996，AGA8）；

6）可采用HART協(xié)議作為信號(hào)傳輸，充分發(fā)揮了智能變送器的優(yōu)良性能。使量程得到實(shí)質(zhì)性的擴(kuò)展；

7）提供不間斷電源儀表箱，斷電后系統(tǒng)仍可工作7～15天；

8）預(yù)留壓力傳感器接口，避免了壓力傳感器的安裝成本；

8）采用防盜式取壓閥和排污閥，適用于貿(mào)易結(jié)算。

1.2 多孔平衡流量計(jì)的特點(diǎn)

新一代平衡流量傳感器巧妙的將整流與測(cè)量合為一體，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的新一代差壓式流量計(jì)，其具體特點(diǎn)如下：

1）測(cè)量精度高；

2）程比寬；

3）對(duì)直管段的要求非常低；

4）永久壓力損失低。

1.3 插入式多點(diǎn)均速雙喉徑流量裝置的特點(diǎn)

插入式多點(diǎn)均速雙喉徑流量裝置是在插入式雙喉徑流量測(cè)量裝置的基礎(chǔ)上開發(fā)研制的一種流量測(cè)量的新產(chǎn)品。其具體特點(diǎn)如下：

1）安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便；

2）壓力損失小；

3）差壓信號(hào)較大；

4）信號(hào)輸出穩(wěn)定；

5）更適應(yīng)大尺寸管道流量計(jì)量；

6）直管段要求低；

7）防堵效果顯著；

8）抗干擾、抗沖擊能力強(qiáng)。

3 節(jié)流裝置的選擇與應(yīng)用

下面將通過在不同工況條件下對(duì)不同介質(zhì)的流量的測(cè)量，對(duì)一體化節(jié)流式流量計(jì)、多孔平衡流量計(jì)和插入式多點(diǎn)均速雙喉徑流量裝置進(jìn)行比較。

由于一體化節(jié)流式流量測(cè)量裝置解決了堵、漏、凍的問題，具有防盜、寬量程等優(yōu)點(diǎn)，并解決了冷凝平衡的問題。所以更適合用于蒸汽的流量測(cè)量，相對(duì)來說如果是室內(nèi)測(cè)量使用，在直管段等工況滿足要求的前提下采用一體化節(jié)流式流量測(cè)量裝置是最佳的解決方案。

另外，由于一體化節(jié)流式流量測(cè)量裝置是一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中，安裝設(shè)備時(shí)就不再需要三閥組、導(dǎo)壓管和儀表保護(hù)箱等設(shè)備，既節(jié)約了投資也減少了安裝和維護(hù)人員的工作量。

雖然可以用于煤氣測(cè)量的儀表類型很多，但孔板式流量計(jì)仍然占據(jù)主流地位，這主要是以下幾個(gè)原因造成的：

1）有國家標(biāo)準(zhǔn)；

2）有悠久的使用歷史和豐富的使用經(jīng)驗(yàn)。有缺點(diǎn)但知道如何克服；

3）價(jià)格較低。

與傳統(tǒng)方式相比采用插入式多點(diǎn)均速雙喉徑流量測(cè)量裝置所具備的優(yōu)點(diǎn)非常明顯。

1）具有插入式雙喉流量測(cè)量裝置的特點(diǎn)，是巴類流量計(jì)輸出差壓的兩倍以上。

2）低壓取壓孔設(shè)置在傳感器的流速較高的內(nèi)截面，再加其環(huán)室取壓結(jié)構(gòu)，與正面取壓方式的巴類流量計(jì)相比，有更好的防堵效果。

由于煤氣介質(zhì)的壓力一般比較低，差壓值更小。另外煤氣介質(zhì)一般比較臟濕，容易產(chǎn)生堵的現(xiàn)象，因此采用插入式多點(diǎn)均速雙喉徑流量測(cè)量裝置用于壓力低、臟濕氣體測(cè)量時(shí)更加合適。

工業(yè)生產(chǎn)過程中常常會(huì)出現(xiàn)一些特殊的工況要求，直管段難以滿足要求，量程比寬，對(duì)流量測(cè)量的精度要求又非常高，在這種情況下選用多孔平衡流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量就非常理想，具體原因有以下幾個(gè)方面：

1）由于多孔平衡流量傳感器實(shí)際上是一個(gè)流量整流器，能夠有效的沒對(duì)漩渦和改善速度分布畸變，使流場(chǎng)近似理想狀態(tài)，測(cè)量精度可達(dá)到0.2級(jí)；

2）由于大口徑小流量測(cè)量是大多數(shù)流量傳感器的難題，而多孔平衡流量傳感器是多孔結(jié)構(gòu)，選擇合適的等效直徑比，可偏重于主要測(cè)量下限流量又兼顧上限流量，使得測(cè)量流量量程比更寬，如果參數(shù)選擇的合適可達(dá)到300∶1-500∶1；

3）一定長(zhǎng)度的直管段主要是用來使流體在其中流動(dòng)時(shí)趨于平穩(wěn)，而多孔平衡流量傳感器本身就是一個(gè)流動(dòng)調(diào)整器，因此它幾乎可直接連接到閥門、三通、彎頭等阻流件后，并不影響正常的測(cè)量；

當(dāng)然，多孔平衡流量計(jì)也有它的缺點(diǎn)，比如用于臟濕氣體測(cè)量時(shí)就容易發(fā)生堵的現(xiàn)象。因此在用于工況條件比較特殊，普通節(jié)流裝置無法滿足條件的情況下除了臟濕氣體以外的其他氣體介質(zhì)采用多孔平衡流量計(jì)是最佳的解決方案。

3 結(jié)論

通過以上的描述我們可以了解和掌握不同節(jié)流裝置的特點(diǎn)，在對(duì)不同工況條件的介質(zhì)進(jìn)行流量測(cè)量時(shí)，結(jié)合各種節(jié)流裝置的特點(diǎn)有針對(duì)性的選擇合適的節(jié)流裝置進(jìn)行流量測(cè)量就能夠達(dá)到最佳的測(cè)量效果。

[1]戈蘭.鋼鐵企業(yè)過程檢測(cè)和控制自動(dòng)化設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：冶金工業(yè)出版社，2000：413-447.

[2]樂嘉謙.儀表工手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：181-197.

[3]河北方圓一體化節(jié)流式流量計(jì)選型手冊(cè).