在供熱企(qǐ)業中， 蒸汽的計(jì)量是關系到整(zheng)個企業生産成(cheng)本的主要因素(sù)， 特别是在貿易(yì)結算中的使用(yòng)， 更是關系到供(gong)需雙方經濟利(lì)益的關鍵環節(jie)。 因此，在蒸汽計(jì)量中如何最大(dà)限度地保障計(ji)量的準确率， 正(zhèng)确設計和選用(yòng)合理。
　　在經過 10 餘(yú)年的供汽生産(chǎn)，在蒸汽計量過(guo)程中，使用的孔(kong)、噴嘴等标準節(jiē)流裝置、 渦街流(liu)量計、 彎管流量(liàng)計、以及最近使(shi)用過的 V 形内錐(zhuī)節流裝置。在此(ci)，根據自己的經(jing)驗，談一下對這(zhe)幾種流量計在(zài)實際應用中的(de)看法。
1孔闆流量(liàng)計
　　在蒸汽測量(liàng)中， 孔闆流量計(ji) 已廣泛使用達(dá)幾十年之久，其(qí)優勢是不言而(ér)喻的。 孔闆流量(liang)計的價格便宜(yí)，國外早有成熟(shú)的國際标準，我(wǒ)國也早已制定(dìng)出标準節流裝(zhuāng)置的國家标準(zhǔn) ，GB/T2624-93 就 是 等 效 采 用(yong) ISO5157-（1991）的國際标準。 因(yīn)此孔闆流量計(ji)是公認的标準(zhǔn)全面、使用廣泛(fan)的節流裝置，其(qí)具體原理與流(liu)量公式不再累(lei)述。 但是在長期(qi)的使用過程中(zhōng)， 孔闆流量計的(de)缺點也越來越(yue)明顯，主要爲：
（1）孔(kong)闆存在着不可(kě)避免的 “銳角磨(mo)損 ”和“積污”問題(ti)，随着使用時間(jian)的增加流量系(xi)數越來越大，儀(yi)表示值越來越(yuè)小，流速較高的(de)場合，這種變化(huà)更是驚人。
（2）孔闆(pan)的量程比較小(xiǎo)，在實際應用中(zhōng)爲4：1～5：1，存在線性差(cha)等缺點。 在供汽(qì)、供熱計量中，由(yóu)于用戶用量波(bō)動很大，流量的(de)上下限常常超(chao)過 10：1，甚至達到 20：1，這(zhe)對孔闆計量是(shi)非常困難的。 孔(kǒng)闆流量計其實(shí)際的流量系數(shù)是随着被測流(liú)體的雷諾數 Re 的(de)變化而變化，特(te)别是在雷諾數(shù)爲 2×103<Re<105内，流量系數(shu)對 Re 的變化非常(chang)敏感。 例如一個(ge)β=0.73 的角接取壓孔(kong)闆因流量減少(shao)導緻 Re由 5×103降到 Re=104時(shi)， 相當于流量從(cóng)額定工況下降(jiàng)到 20%額定工況下(xià)工作， 而這時的(de)流出系數将不(bu)會保持設計的(de)數值， 其變化增(zeng)大 2.2%。
（3） 孔闆的管路(lu)直管段長度及(ji)孔闆安裝的規(guī)範性要求高，而(ér)管道上閥門、彎(wān)頭、縮徑、分管等(deng)往往是不可避(bi)免的。 孔闆對直(zhí)管段的要求大(dà)多數很難滿足(zu)要求， 特别是國(guo)際标準化組織(zhi)公布了新修訂(ding)的 ISO5167:2003 （E）新标準後，提(ti)出了全新的和(he)加長的要求。 如(ru)：一個 β=0.6 的孔闆安(ān)在單個 90 度彎頭(tóu)後，舊标準前直(zhí)管段爲 18D 而新标(biao)準爲 42D。
（4）在多年的(de)使用中發現，往(wǎng)往孔闆的機械(xie)幾何尺寸難以(yǐ)保證。 按照國标(biāo)規定孔闆的開(kai)孔邊緣圓弧半(bàn)徑不大于 0.0004d，這在(zài)加工中是難以(yi)保證的。
（5）在實際(ji)使用中，在設計(ji)時很難提供正(zheng)确的管道直徑(jing)參數， 往往以公(gōng)稱直徑代替管(guan)道直徑。 這樣一(yi)來，與實際值相(xiàng)差越大帶來的(de)誤差越大。
（6）孔闆(pǎn)流量計的壓損(sun)過大，一個孔闆(pan)的β=0.45~0.75， 其壓力損失(shi)爲最大差壓值(zhí)的78%～47%， 顯然這對終(zhōng)端壓力已非常(chang)低的用戶是不(bú)合适的。
　　雖然孔(kong)闆流量計有以(yi)上許多缺點， 但(dàn)孔闆流量計是(shì)所有節流式流(liu)量計内外獲取(qu)數據最多的計(jì)量裝置， 如何對(duì)付孔闆孔口鈍(dùn)化、 流出系數不(bu)穩定已取得了(le)豐碩的成果。 它(ta)是一種可以幹(gàn)校驗的标準節(jie)流裝置，因此在(zai)實際使用中，如(ru)果流量較爲穩(wen)定，充分考慮磨(mó)損問題，及時對(duì)孔闆進行修正(zhèng)，在蒸汽計量中(zhong)依然是十分可(kě)靠的。
2渦街流量(liàng)計
　　對于 渦街流(liú)量計 ，受早期國(guó)内渦街流量生(sheng)産質量和技術(shu)條件的影晌， 渦(wō)街在蒸汽計量(liang)中未能得到普(pu)及和使用。 随着(zhe)技術水平的提(ti)高，渦街流量計(ji)的優點也得到(dào)重視。
　　渦街流量(liang)計的優點主要(yao)爲結構簡單，安(ān)裝維護方便；量(liang)程比較寬；在一(yī)定的雷諾數範(fan)圍内輸出信号(hào)不受流體的物(wù)性（密度、粘度）影(yǐng)晌， 因此可以在(zai)一種介質中标(biāo)定系數而用于(yú)其他介質；壓損(sǔn)小。
但是， 渦街流(liú)量計的缺點也(ye)是非常明顯的(de)，主要爲：
（1）它不适(shì)用于低雷諾數(shu)測量，所以低流(liu)速蒸汽測量受(shou)限。
（2）測量蒸汽溫(wēn)度不能高于 300℃。
（3）不(bú)适合于測量不(bú)幹淨的介質。
（4）渦(wō)街流量計直管(guǎn)段要求較長，在(zai)實際使用中不(bu)能低于 20D， 在孔闆(pan)流量計直管段(duan)要求加長的情(qíng)況下， 渦街流量(liang)計如何獲取更(geng)多的實驗數據(jù)， 對于現場安裝(zhuāng)前直管段的重(zhòng)要性更爲突出(chū)。
（5）受現場震動和(hé)電磁幹擾影晌(shǎng)大，對現場情況(kuang)要求較嚴格。
（6）當(dāng)介質流速過大(dà)，層流邊界層向(xiang)湍流過渡，雷諾(nuo)數超出測量範(fan)圍，系統無法建(jian)立，測量結果變(bian)小。
（7） 至于渦街流(liu)量計的幹校驗(yan)目前尚無統一(yi)國家标準， 因此(ci)各個廠家生産(chǎn)加工物理參數(shu)及标定方式方(fang)法不能統一。
　　綜(zong)上所述，在蒸汽(qi)計量中，對于渦(wo)街流量計應慎(shen)重使用， 合理選(xuǎn)型， 充分考慮現(xian)場條件、雷諾數(shù)、流量波動範圍(wéi)等因素，對于每(měi)一台渦街流量(liang)計必須實流标(biāo)定。 在充分積累(lei)實驗數據的情(qíng)況下盡早建立(li)幹校驗标準。
3彎(wan)管流量計
　　彎管(guan)流量計雖然距(jù)今已有 90 多年的(de)曆史， 但是隻是(shi)近十餘年來在(zai)我國才有了實(shí)際應用，在我公(gong)司使用已有 7、8 年(nian)的曆史。彎管流(liu)量計的優點是(shì)：無壓力損失，在(zai)蒸汽測量中節(jiē)流件無可動部(bù)件，堅固結實，耐(nài)壓耐溫也較高(gao)。
　　對于彎管流量(liàng)計在實際中的(de)測量精度及可(ke)用性，提出幾點(diǎn)看法：
（1）在國際國(guó)内所有的著書(shū)立學中，認爲彎(wān)管流量計測量(liang)精度較低，在《流(liú)量測量節流裝(zhuāng)置設計手冊》 中(zhōng)明确指出： 在 R/D≥1.25，Re>104時(shí)， 彎管流量計的(de)流出系數相對(dui)不确定度爲±4%，因(yīn)此精度并不高(gao)。
（2） 彎管在測量蒸(zheng)汽時要求蒸汽(qì)流速不能低于(yú) 7m/s，否則會引起較(jiao)大誤差。 這表明(míng)彎管流量計隻(zhī)能工作在高雷(lei)諾數區域内， 流(liú)量下限的測量(liang)是比較困難的(de)。
（3） 彎管流量計在(zài)對其測量原理(lǐ)的分析中，把流(liu)體在管道中流(liu)動認定是均速(sù)流動的。在實際(jì)中， 流體在管道(dao)中流動的速度(du)是沿着管半徑(jìng)方向開形成一(yī)定的梯度的： 管(guǎn)中心的流速最(zui)快，越接近管壁(bi)速度越慢，把不(bú)是平均流速的(de)流體當成平均(jun)流速的流體來(lai)對待，對流量計(ji)的測量精度肯(ken)定要帶來一定(dìng)的影晌。
（4）彎管流(liu)量計的差壓值(zhi)較低，這樣對變(bian)送器就提出較(jiao)高的要求，增大(dà)了投資成本。
（5）無(wu)法實現節流裝(zhuāng)置的幹校驗，必(bì)須每台表實流(liú)标定。
因此，基于(yú)以上考慮，認爲(wèi)彎管流量計在(zai)貿易結算中的(de)使用還需實驗(yan)數據的支持和(he)時間的考驗。
4 V形(xing)内錐流量計
　　 V形(xíng)内錐流量計 的(de)英文名爲 V-CONE，它是(shi)近幾年發展起(qǐ)來的新型流量(liang)計， 它确實有許(xǔ)多其它流量計(ji)達不到的優點(dian)。 主要有：①測量穩(wen)定性好；②對被測(cè)介質适應能力(li)強；③測量範圍寬(kuan)；④适用雷諾數範(fàn)圍寬；⑤對直管段(duàn)要求短；⑥壓力損(sǔn)失小；⑦差壓大。 這(zhè)些都是我們采(cai)用 V 形内錐流量(liàng)計原因。
但 V 形内(nei)錐節流裝置目(mu)前仍是一種非(fēi)标準節流裝置(zhì)，它目前無法替(ti)代孔闆，主要有(yǒu)以下幾個問題(tí)：
（1）V 形内錐節流裝(zhuang)置迄今爲止，國(guo)内外資料都隻(zhī)有 V 形内錐節流(liu)裝置的一些照(zhào)片、簡圖，沒有結(jié)構形式和技術(shù)要求的詳細資(zī)料。目前， 國内各(ge)生産廠仿制皆(jie)是自行設計、制(zhì)造。 顯然結構形(xing)式和技術要求(qiú)不統一，無法進(jin)行各廠産品性(xìng)能的相互比較(jiao)和評價。
（2） 目前 V 形(xíng)内錐節流出系(xì)數尚未見提出(chū)流出系數公式(shì)。 在某些廠家中(zhōng)有可膨脹性系(xì)數公式， 但是在(zai)結構形式和技(ji)術要求尚未标(biāo)準化時， 可膨脹(zhang)性系數公式隻(zhī)是代表該廠家(jiā)試驗的結構形(xing)狀的結果， 現在(zài)采用它作爲通(tong)用的一個公式(shi)是沒有試驗的(de)根據的， 它隻能(néng)作爲一個參考(kao)的公式使用。
（3） 節(jiē)流式差壓流量(liang)計現場影響量(liàng)主要爲二種流(liu)動特性的幹擾(rǎo)， 即非充分發展(zhǎn)管流和 非 定 常(cháng) 流 的 幹 擾 。 節 流(liú) 裝 置 國 際 标 準(zhun)ISO5167（1980 年版）經典文丘(qiū)裏管的直管段(duan)長度要求是很(hěn)短的，其數據如(rú)下：
90°單彎頭 β＝0.3~0.75 時 ，L=0.5D~4.5D（L－節(jie)流件上遊直管(guan)段長度）； 在同一(yī)平面上90°雙彎頭(tóu) β＝0.3~0.75 時，L=1.5D~4.5D；在不同平面(miàn)上 90°雙彎頭 β＝0.3~0.75 時，L=0.5D~29.5D。
新(xin)修訂标準 ISO5167:2003（E）的數(shu)據如下：
　　90°單彎頭(tóu) β＝0.3~0.75 時，L=8D~16D；在同一平面(mian)或不同平面上(shang) 90°雙彎頭 β＝0.3~0.75 時，L=8D~22D。
在 FLOMEKO2004 會(hui)議上， 英國流量(liàng)專家 Reader-Harris 介紹關于(yu) ISO5167:2003（E）制訂的演講中(zhōng)特别提到近年(nian)對經典文丘裏(li)管的研究試驗(yan)，發現 ISO5167（1980 年版）規定(dìng)的直管段是太(tài)短了， 并且發現(xiàn)在不同介質的(de)試驗中經典文(wén)丘裏管的特性(xing)不大一樣， 幹氣(qi)體的 C 值甚至比(bi)水高 3％，說明試驗(yan)應在更廣泛的(de)範圍内進行，才(cai)能得出正确的(de)結論。 所以按此(ci)例，V 形内錐節流(liú)裝置現場安裝(zhuang)條件的研究試(shi)驗應該繼續進(jìn)行， 才能得出可(ke)靠的結論。
（4）壓損(sǔn)問題
　　标準節流(liu)裝置（孔闆、噴嘴(zui)和文丘裏管）和(he) V 形内錐節流裝(zhuāng)置的壓損如下(xia)：
孔闆：β＝0.45~0.75，ΔwΔp=0.78%~0.47%；

　　它是某一(yī)結構形式産品(pǐn)的壓損。 比較上(shang)述節流裝置的(de)壓損， 可見孔闆(pan)、V 形内錐、噴嘴屬(shǔ)于高壓損節流(liu)件，V 形内錐處于(yu)孔闆與噴嘴之(zhi)間。 文丘裏管爲(wei)低壓損節流件(jiàn)。
　　總之，V 形内錐流(liú)量計爲我們蒸(zheng)汽計量提供了(le)一種新的方法(fǎ)和思路， 但它是(shi)一種非标準的(de)節流裝置， 在使(shi)用中亦應要求(qiú)其實流标定，嚴(yan)格安裝條件，在(zai)可能的情況下(xià)盡量加大直管(guan)段，減少現場影(ying)響量。
　　以上是我(wo)公司在使用中(zhōng)遇到的幾種用(yòng)于蒸汽計量的(de)流量計。 蒸汽計(jì)量是一個難題(ti)，每一種計量裝(zhuang)置都有其優缺(que)點， 分析其優劣(lie)點在于在實際(jì)使用中根據現(xian)場的使用條件(jiàn)應合理設計和(he)選型，靈活使用(yòng)流量計，不可拘(jū)泥于一格，努力(lì)保證計量的準(zhǔn)确性。

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