在供熱企業(yè)中，蒸汽的計量是關(guān)系到整個企業(yè)生產(chǎn)成本的主要因素，特別是在貿(mào)易結(jié)算中的使用，更是關(guān)系到供需雙方經(jīng)濟利益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，在蒸汽計量中如何*大限度地保障計量的準(zhǔn)確性，正確設(shè)計和選用合理、合適的計量系統(tǒng)就是重中之重。

在經(jīng)過10余年的供汽生產(chǎn)，在蒸汽計量過程中，使用的孔、噴嘴等標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置、渦街流量計、彎管流量計、以及*近使用過的V形內(nèi)錐節(jié)流裝置。在此，根據(jù)自己的經(jīng)驗，談一下對這幾種流量計在實際應(yīng)用中的看法。

1、孔板流量計

在蒸汽測量中，孔板流量計已廣泛使用達(dá)幾十年之久，其優(yōu)勢是不言而喻的。孔板流量計的價格便宜，國外早有成熟的國際標(biāo)準(zhǔn)，我國也早已制定出標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的**標(biāo)準(zhǔn)，GB/T2624-93 就是等效采用ISO5157-（1991）的國際標(biāo)準(zhǔn)。因此孔板流量計是國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)*全面、使用*廣泛的節(jié)流裝置，其具體原理與流量公式不再累述。但是在長期的使用過程中，孔板流量計的缺點也越來越明顯，主要為：

（1）孔板存在著不可避免的“銳角磨損”和“積污”問題，隨著使用時間的增加流量系數(shù)越來越大，儀表示值越來越小，流速較高的場合，這種變化更是驚人。

（2）孔板的量程比較小，在實際應(yīng)用中為4：1～5：1，存在線性差等缺點。在供汽、供熱計量中，由于用戶用量波動很大，流量的上下限常常超過10：1，甚至達(dá)到20：1，這對孔板計量是非常困難的?？装辶髁坑嬈鋵嶋H的流量系數(shù)是隨著被測流體的雷諾數(shù)Re的變化而變化，特別是在雷諾數(shù)為2×10³＜Re＜105內(nèi)，流量系數(shù)對Re的變化非常敏感。例如一個β=0.73的角接取壓孔板因流量減少導(dǎo)致Re由5×10³降到Re=104時，相當(dāng)于流量從額定工況下降到20%額定工況下工作，而這時的流出系數(shù)將不會保持設(shè)計的數(shù)值，其變化增大2.2%。

（3）孔板的管路直管段長度及孔板安裝的規(guī)范性要求高，而管道上閥門、彎頭、縮徑、分管等往往是不可避免的?？装鍖χ惫芏蔚囊蟠蠖鄶?shù)很難滿足要求，特別是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織公布了新修訂的ISO5167:2003（E）新標(biāo)準(zhǔn)后，提出了全新的和加長的要求。如：一個β=0.6的孔板安在單個90度彎頭后，舊標(biāo)準(zhǔn)前直管段為18D而新標(biāo)準(zhǔn)為42D。

（4）在多年的使用中發(fā)現(xiàn)，往往孔板的機械幾何尺寸難以保證。按照國標(biāo)規(guī)定孔板的開孔邊緣圓弧半徑不大于0.0004d，這在加工中是難以保證的。

（5）在實際使用中，在設(shè)計時很難提供準(zhǔn)確的管道直徑參數(shù)，往往以公稱直徑代替管道直徑。這樣一來，與實際值相差越大帶來的誤差越大。

（6）孔板流量計的壓損過大，一個孔板的β=0.45～0.75，其壓力損失為*大差壓值的78%～47%，顯然這對終端壓力已非常低的用戶是不合適的。

雖然孔板流量計有以上許多缺點，但孔板流量計是所有節(jié)流式流量計中國內(nèi)外獲取實驗數(shù)據(jù)*多的計量裝置，如何對付孔板孔口鈍化、流出系數(shù)不穩(wěn)定已取得了豐碩的成果。它是一種可以干校驗的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，因此在實際使用中，如果流量較為穩(wěn)定，充分考慮磨損問題，及時對孔板進(jìn)行修正，在蒸汽計量中依然是十分可靠的。

2、渦街流量計

對于渦街流量計，在我公司的使用中經(jīng)歷了曲折的過程，受早期國內(nèi)渦街流量生產(chǎn)質(zhì)量和技術(shù)條件的影晌，渦街在蒸汽計量中未能得到普及和使用。隨著技術(shù)水平的提高，渦街流量計的優(yōu)越性也得到重視。

渦街流量計的優(yōu)點主要為結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便；量程比較寬；在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)輸出信號不受流體的物性（密度、粘度）影晌，因此可以在一種介質(zhì)中標(biāo)定系數(shù)而用于其他介質(zhì)；壓損小。但是，渦街流量計的缺點也是非常明顯的，主要為：

（1）它不適用于低雷諾數(shù)測量，所以低流速蒸汽測量受限。 

（2）測量蒸汽溫度不能高于300℃。 

（3）不適合于測量不干凈的介質(zhì)。

（4）渦街流量計直管段要求較長，在實際使用中不能低于20D，在孔板流量計直管段要求加長的情況下，渦街流量計如何獲取更多的實驗數(shù)據(jù)，對于現(xiàn)場安裝前直管段的重要性更為突出。

（5）受現(xiàn)場震動和電磁干擾影晌大，對現(xiàn)場情況要求較嚴(yán)格。

（6）當(dāng)介質(zhì)流速過大，層流邊界層向湍流過渡，雷諾數(shù)超出測量范圍，系統(tǒng)無法建立，測量結(jié)果變小。

（7）至于渦街流量計的干校驗?zāi)壳吧袩o統(tǒng)一**標(biāo)準(zhǔn)，因此各個廠家生產(chǎn)加工物理參數(shù)及標(biāo)定方式方法不能統(tǒng)一。

綜上所述，在蒸汽計量中，對于渦街流量計應(yīng)慎重使用，合理選型， 分考慮現(xiàn)場條件、雷諾數(shù)、流量波動范圍等因素，對于每一臺渦街流量計必須實流標(biāo)定。在充分積累實驗數(shù)據(jù)的情況下盡早建立干校驗標(biāo)準(zhǔn)。

3、彎管流量計

彎管流量計雖然距今已有90多年的歷史，但是只是近十余年來在我國才有了實際應(yīng)用，在我公司使用已有7、8年的歷史。彎管流量計的優(yōu)點是：無壓力損失，在蒸汽測量中節(jié)流件無可動部件，堅固結(jié)實，耐壓耐溫也較高。對于彎管流量計在實際中的測量準(zhǔn)確度及可用性，提出幾點看法：

（1）在國際國內(nèi)所有的著書立學(xué)中，認(rèn)為彎管流量計測量精度較低，在《流量測量節(jié)流裝置設(shè)計手冊》中明確指出：在R/D≥1.25，Re＞104時，彎管流量計的流出系數(shù)相對不確定度為±4%，因此精度并不高。

（2）彎管在測量蒸汽時要求蒸汽流速不能低于7m/s，否則會引起較大誤差。這表明彎管流量計只能工作在高雷諾數(shù)區(qū)域內(nèi)，流量下限的測量是比較困難的。

（3）彎管流量計在對其測量原理的分析中，把流體在管道中流動認(rèn)定是均速流動的。在實際中，流體在管道中流動的速度是沿著管半徑方向開形成一定的梯度的：管中心的流速*快，越接近管壁速度越慢，把不是平均流速的流體當(dāng)成平均流速的流體來對待，對流量計的測量精度肯定要帶來一定的影晌。

（4）彎管流量計的差壓值較低，這樣對變送器就提出較高的要求，增大了投資成本。

（5）無法實現(xiàn)節(jié)流裝置的干校驗，必須每臺表實流標(biāo)定。

因此，基于以上考慮，我個人認(rèn)為彎管流量計在貿(mào)易結(jié)算中的使用還需實驗數(shù)據(jù)的支持和時間的考驗。

4、V形內(nèi)錐流量計

V形內(nèi)錐流量計的英文名為V-CONE，它是近幾年發(fā)展起來的新型流量計，它確實有許多其它流量計達(dá)不到的優(yōu)點。主要有：

①測量穩(wěn)定性好；

②對被測介質(zhì)適應(yīng)能力強；

③測量范圍寬；

④適用雷諾數(shù)范圍寬；

⑤對直管段要求短；

⑥壓力損失小；

⑦差壓大。

這些都是我們采用V形內(nèi)錐流量計原因。但V形內(nèi)錐節(jié)流裝置目前仍是一種非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，它目前無法替代孔板，主要有以下幾個問題：

（1）V形內(nèi)錐節(jié)流裝置迄今為止，國內(nèi)外資料都只有V形內(nèi)錐節(jié)流裝置的一些照片、簡圖，沒有結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求的詳細(xì)資料。目前，國內(nèi)各生產(chǎn)廠仿制皆是自行設(shè)計、制造。顯然結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求不統(tǒng)一，無法進(jìn)行各廠產(chǎn)品性能的相互比較和評價。

（2）目前V形內(nèi)錐節(jié)流出系數(shù)尚未見提出流出系數(shù)公式。在某些廠家中有可膨脹性系數(shù)公式，但是在結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求尚未標(biāo)準(zhǔn)化時，可膨脹性系數(shù)公式只是代表該廠家試驗的結(jié)構(gòu)形狀的結(jié)果，現(xiàn)在采用它作為通用的一個公式是沒有試驗的根據(jù)的，它只能作為一個參考的公式使用。

（3）節(jié)流式差壓流量計現(xiàn)場影響量主要為二種流動特性的干擾，即非充分發(fā)展管流和非定常流的干擾。節(jié)流裝置國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167（1980年版）經(jīng)典文丘里管的直管段長度要求是很短的，其數(shù)據(jù)如下：90°單彎頭β＝0.3~0.75時，L=0.5D~4.5D（L－節(jié)流件上游直管段長度）；在同一平面上90°雙彎頭β＝0.3~0.75時，L=1.5D~4.5D；在不同平面上90°雙彎頭β＝0.3~0.75 時，L=0.5D~29.5D。

新修訂標(biāo)準(zhǔn)ISO5167:2003（E）的數(shù)據(jù)如下：

90°單彎頭β＝0.3~0.75 時，L=8D~16D；在同一平面或不同平面上90°雙彎頭β＝0.3~0.75時，L=8D~22D。

在FLOMEKO2004會議上，英國流量專家Reader-Harris介紹關(guān)于ISO5167:2003（E）制訂的演講中特別提到近年對經(jīng)典文丘里管的研究試驗，發(fā)現(xiàn)ISO5167（1980年版）規(guī)定的直管段是太短了，并且發(fā)現(xiàn)在不同介質(zhì)的試驗中經(jīng)典文丘里管的特性不大一樣，干氣體的C值甚至比水高3％，說明試驗應(yīng)在更廣泛的范圍內(nèi)進(jìn)行，才能得出正確的結(jié)論。 所以按此例，V形內(nèi)錐節(jié)流裝置現(xiàn)場安裝條件的研究試驗應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行，才能得出可靠的結(jié)論。

（4）壓損問題

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（孔板、噴嘴和文丘里管）和V形內(nèi)錐節(jié)流裝置的壓損如下：

孔板：β＝0.45~0.75，ΔwΔp=0.78%~0.47%；

它是某一結(jié)構(gòu)形式產(chǎn)品的壓損。 比較上述節(jié)流裝置的壓損，可見孔板、V形內(nèi)錐、噴嘴屬于高壓損節(jié)流件，V形內(nèi)錐處于孔板與噴嘴之間。文丘里管為低壓損節(jié)流件。

總之，V形內(nèi)錐流量計為我們蒸汽計量提供了一種新的方法和思路，但它是一種非標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流裝置，在使用中亦應(yīng)要求其實流標(biāo)定，嚴(yán)格安裝條件，在可能的情況下盡量加大直管段，減少現(xiàn)場影響量。

以上是我公司在使用中遇到的幾種用于蒸汽計量的流量計。蒸汽計量是一個難題，每一種計量裝置都有其優(yōu)缺點，筆者分析其優(yōu)劣點在于在實際使用中根據(jù)現(xiàn)場的使用條件應(yīng)合理設(shè)計和選型，靈活使用流量計，不可拘泥于一格，努力保證計量的準(zhǔn)確性。