流量測量(liang)在過程變量測(ce)量中相對較爲(wèi)複雜，流量計按(àn)測量類型分類(lei)有差壓式流量(liàng)計、浮子式、容積(ji)式、渦街式、電磁(ci)式、超聲波式和(he)科裏奧利式等(děng)；按流量原理分(fèn)類有力學原理(li)、動量守恒原理(lǐ)、電學原理和聲(shēng)學原理等；按安(ān)裝方式分類有(you)封閉管道♍，插入(rù)式等。本文選取(qǔ)均🧡速管流量計(jì)中的德爾塔巴(ba)流量計、管道🔴安(ān)裝式流☁️量計中(zhong)的标準節流孔(kong)闆以及新型節(jie)流裝置中的平(píng)衡流量計來進(jìn)行比較分析。
1三(sān)種流量計特點(diǎn)分析
a)标準孔闆(pǎn)作爲标準節流(liú)裝置的一種，現(xian)在被廣泛使🤟用(yong)，占整個流量計(ji)總數的7O以上，它(tā)可測量全部單(dan)♈相流體，包括液(ye)體、氣體、蒸汽以(yi)及部分混相流(liu)體。孔闆憑借✂️其(qí)價格低、結構簡(jiǎn)單、無💞須标定、安(ān)全可靠、使用期(qi)限長等優勢，至(zhì)今尚無任何一(yi)類流⛷️量計可與(yǔ)🌏之比拟。
b)均速管(guan)流量計是通過(guò)測管道中直徑(jing)(圓管)或長與😄寬(kuan)(矩形管👈)上幾點(dian)的流速來推算(suàn)流量的一種插(chā)入式流量儀表(biao)，基于管道内介(jie)質的平均流速(sù)，進而計算流量(liang)。均速管對管道(dao)内的流體特性(xìng)影響小，加工💃🏻工(gōng)藝簡單，可以雙(shuāng)向☀️測量。但對直(zhí)管段要求較高(gao)，輸👌出差壓小，測(cè)量精度較低。由(yóu)于均速管屬于(yu)非節流💚式流量(liang)計，所以壓損很(hěn)小，運行成本很(hen)低。
c)平衡流量計(ji)對傳統節流裝(zhuang)置進行了很大(da)的改進，将節流(liú)原理由邊緣節(jiē)流改爲平衡節(jie)流。平衡流量傳(chuan)感器是一個多(duō)孔的👨❤️👨圓盤節流(liú)整流器，安裝在(zài)管道的截面上(shang)，當流體穿過圓(yuan)盤的函數孔時(shi)，流體将🔞被平衡(héng)調整✂️，渦流被最(zuì)小化，形成近似(sì)理想流體，通過(guò)标準取壓🚶♀️裝置(zhì)，可獲得穩定的(de)差壓信号，根據(ju)伯努利方程計(jì)☁️算出流量。
這種(zhong)流量計的測量(liang)精度是傳統節(jiē)流裝置的5～10倍，流(liu)動噪聲降低到(dào)傳統節流裝置(zhì)的1／15，永久壓力損(sun)失約爲1／3，壓✊力恢(hui)複快，最小直管(guǎn)段可以小于0．5D，沒(méi)有活動的部件(jian)，安裝和使用非(fēi)常方便簡單，可(kě)省去大直管段(duan)，大大減少🏃♀️流體(tǐ)運行所消耗的(de)能量，是一種具(jù)有廣闊應用前(qián)景的節能儀表(biǎo)。
d)三種流量計中(zhōng)介質流動情況(kuang)如圖1所示。
e)三種(zhong)流量計的主要(yao)性能見表1所列(lie)。
2流量計運行費(fèi)用分析
2．1能耗分(fen)析
流量儀表運(yùn)行費用主要是(shì)工作時的能量(liàng)消耗，包括儀表(biao)❗内部電力消耗(hao)以及測量過程(cheng)中消耗的能量(liàng)，即克服儀表因(yin)測量産生壓力(lì)損失的泵送能(néng)耗費。
根據流量(liàng)測量(節流式流(liú)量計)原理，泵送(song)能耗費用計算(suàn)公式：
其中，主要(yào)是壓損和流量(liang)決定泵送能耗(hào)費用，以德爾塔(tǎ)巴流⛷️量計、平衡(héng)流量計和标準(zhǔn)孔闆做壓損比(bi)較(爲孔闆☀️的孔(kǒng)徑比，Ap爲流量計(jì)産生的差壓)：
a)标(biao)準孔闆壓損的(de)經驗公式：當β=0．6時(shi)，
PL=0．6Δp；當β=0．7時，PL=0．5Δp。
b)平衡流量(liàng)計的壓損爲PL=0．23Δp。
c)比(bǐ)較保守地計算(suan)，德爾塔巴的壓(yā)損爲PL=0．1Δp
2．2舉例說明(ming)
2．2．1蒸汽測量
設測(cè)量介質爲過熱(re)蒸汽，管徑爲114mm，壓(ya)力爲3．9MPa，溫度爲450℃，在(zài)此溫度、壓力下(xià)其蒸汽密度爲(wei)12．511kg／m。，介質流量爲5t／h。設(she)備一年運行365d，每(měi)天運行24h，每🌈度電(dian)電費爲0．8元，電動(dong)機效率一㊙️0．8。根據(ju)現場經驗值，孑(jie)L闆、平衡流量計(jì)、德爾塔巴流量(liang)計産生的差壓(yā)值分💃别取16，12．8，1．6kPa測量(liang)時，功率損失分(fèn)别爲💘12．21，4．085，0．222kW，能耗換算(suan)成年度電費分(fèn)别爲85568，28626，1555元。
因此，一(yi)年中孔闆的直(zhí)接運行成本比(bǐ)平衡流量計高(gāo)56942元🔱；比德💋爾塔巴(ba)流量計高84013元。
2．2．2液(ye)體測量
設一水(shui)測量點位，管徑(jing)爲219mm，壓力爲0．2MPa，溫度(du)爲20℃，在此溫度、壓(yā)力下水密度爲(wei)998．254kg／m。，流量爲200t／h。
根據經(jīng)驗值，孔闆流量(liang)計、平衡流量計(ji)、德爾塔巴流量(liang)計産生的差壓(yā)值分别取❤️25，2O，5．0kPa測量(liàng)時，功率損失分(fèn)别爲0．963，0．322，0．035kW，能耗換算(suan)成年度電費爲(wei)6745，2257，245元。
因此，一年中(zhōng)孔闆的直接運(yùn)行成本比平衡(héng)流量計高4488元；比(bǐ)德♉爾塔巴流量(liàng)計高6500元。2．2．3氣體測(cè)量
設一氧氣測(ce)量點位，管徑爲(wèi)219mm，壓力爲4．9MPa，溫度爲(wèi)180℃，标況下空氣密(mi)度🏃♂️爲🏃♀️L4286kg／n~，在此溫度(dù)、壓力下空氣密(mì)度爲42kg／m，流量爲3．5×10m3／h。
根(gen)據經驗，孔闆、平(píng)衡流量計、德爾(ěr)塔巴流量計産(chǎn)生的差壓⭐值分(fèn)别取20，16，2．0kPa；測量時的(de)能耗換算成年(nián)度電費分别爲(wei)31895，10670，580元。
因此，一年中(zhong)孔闆的直接運(yùn)行成本比平衡(heng)流量計高21225元👄；比(bi)德爾塔巴流量(liàng)計高31315元。
3結束語(yu)
綜上所述，選用(yong)德爾塔巴流量(liàng)計與選用孔闆(pǎn)流量😄計相比，每(měi)🔴年🌈節省的運行(hang)成本是很可觀(guān)的，特别是高溫(wēn)高壓蒸汽，使用(yòng)德爾塔巴流量(liàng)計将帶來巨大(dà)🈲的經濟效益。德(de)爾塔巴流量計(jì)輸出差壓很小(xiao)，導緻‼️壓損很低(di)，尤其是管徑越(yuè)大，壓損越低，從(cóng)經濟性考慮，是(shi)非常可觀的。而(ér)且，壓☀️損小也意(yì)味🐉着磨損小，壽(shòu)命長。另一方面(miàn)，輸出差壓低，會(hui)直接導緻測量(liang)精度低，對有些(xiē)精度要求較高(gao)的重要場合，該(gai)流量計就顯得(de)有些力不從心(xīn)。且均速管流量(liàng)計對内徑和前(qian)後直管段⭐有一(yī)定要求，使得其(qi)在有些場合的(de)應用⚽也受到限(xian)制。
而平衡流量(liang)計相比标準孔(kong)闆，經濟性也得(dé)到很大📧提升，并(bìng)且平衡流量計(jì)對前後直管段(duàn)要求很低，對各(ge)種工況都具有(you)良🔞好的🏒适用性(xìng)，測量精度高，對(dui)重🏒要場合尤其(qi)适用，且防堵能(néng)力強，使用💛壽命(mìng)長，綜合性能好(hao)。
因此，從能源消(xiao)耗角度來講，無(wú)論是均速管流(liu)量計或者平衡(héng)流量計都比傳(chuán)統的标準孑L闆(pan)經濟性高很多(duō)。由于💋孔闆本身(shēn)價格比較低，運(yùn)行穩定可靠，依(yī)然在流量計市(shi)場中起着重要(yào)的作用。在能耗(hào)高的場合，孔闆(pǎn)逐步被均速管(guǎn)流量計或平衡(heng)流量計取代，因(yīn)而在選擇流量(liàng)計時，應考慮流(liú)量儀表的綜合(he)性能和長時👣間(jiān)使用時的能耗(hao)損失，根據不同(tóng)的介質工況和(he)應用場❗合，綜合(hé)考慮流量儀表(biao)的正确率📱及運(yùn)行成本，使流量(liang)計的選用達到(dao)整體的經濟性(xìng)和實用性。
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