差压式流量仪表在能源计量中的应用

　　节流装置是根据国家标准设计、制造并应用于企业能源计量。20世纪60、70年代，其它新式流量计较少或应用不成熟，企业90 %以上的测量装置都是标准或非标准节流装置。随着直管道长度要求较短的锥形流量计产品的大量出现，对标准节流装置应用最多的孔板、锥形的讨论也引起生产者和用户的关注。

　　1标准节流装置的使用状况标准节流装置的研究和使用已有近百年的历史，它具有丰富严密的数据供设计者和用户使用，它的成熟程度是其它测量装置无法比拟的，因此标准节流装置在能源计量中仍占有极为重要的地位。对标准节流装置的加工、安装、使用、维护要求都十分严格。在长期的使用中，由于工艺管道无法满足前后直管道长度要求，给设计和计量部门带来很大困5167：2003已经在国内宣传、推广，更长的直管段要求更是难于实现。

　　2锥形流量计的应用近几年我公司对锥形流量计进行了研制与试生产，根据我们在研制、标定和使用过程中的具体数据，提出一些不成熟的看法，期望得到专家、学者及同行们的不吝指教。

　　21能源计量器具的配备和准确度要求能单位能源计量器具配备和管理通贝必代替GB/ 17167―1997《企业能源计量器具配备与管理导则》，其主要变化：新标准变为强制性标准；增加了非工业企业用能单位能源计量器具的配备和管理要求；其配备原则应满足能源分类计量的要求和实现用能单位对能源分级分类考核的要求；对能源计量器具的准确度等级进行了调整。

　　对进出用能单位的气体能源计量中的准确度要求为：煤气、天然气2.0级，蒸汽2.5级；水流量表的管径不大于250mm的为2.5级，大于250mm的为1.5级。对进出用能单位的液体能源计量：成品油为0.5级；重油、渣油为1.0级。

　　际情况，特别是对能源计量器具准确度的要求是很科学的，具有较强的可操作性，绝大多数企业都能按要求执行。

　　2.2锥形流量计的特点2.2.1压力损失相对较小由于锥形孔板不像标准孔板那样直接正面阻挡流体流过向中心收缩，而是比较平滑地向管道边缘节流，因而压力损失小。在长期运行中，能耗费用相对较少，有利于降低消耗。

　　2要求直管段长度较短由于锥体所形成的环形通道逐渐减小，流体流速加快，压力降低，因而可减少或消除漩涡。由于内锥不仅具有节流作用，还具有类似于流动调整器整流作甩因此比孔板要求的直管道长度要短。

　　3有自清扫能力根据流体力学原理，流体在流过物体曲面时，产生边界层效应，而脱离物体表面，由于内锥流量计的环形通道，使污物无法滞留而特别适用于脏污流体如焦炉煤气、高炉煤气、湿气体的测量。

　　2.2.4量程比较大由于内锥节流装置的差压输出信号中的背景噪计量技术2008No计量技术声很小，较低的差压值也能有效地被检测出来，因此较小的流量也可以测量出来。经过我公司对DN100.DN200锥形流量计的数十次试验，量程比可达10：1，其重复性和线性度都较好。

　　3锥形流量计的准确度3.1准确度等级经标定可达0. 5级流量计标定数据。我公司根据美国麦克罗米特的部分技术资料，研制了DN300以内不同锥角及锥体长度的锥形流量计，从标定结果看，流出系数均在0.9 31；加上标定装置（含电磁流量计、差压变送器，其合成标准不确定度为0. 28）的不确定度，仪表准确度等级为0.47、0.42达到0. 5级。重复性良好，优于0.25%表1 DN100锥形流量计标定数据（每个量程由计算机自动采样5个数据）量程电磁流量计平均流量（t/h）锥形流量计平均流量（/h）锥形流量计与电磁流量计误重复性平均流出系数表2 DN200锥形流量计标定数据（每个量程由计算机自动采样5个数据）量程电磁流量计平均流量（t/h）锥形流量计平均流量（/h）锥形流量计与电磁流量计误重复性平均流出系数通过以上数据表明，锥形流量计的准确度是可以信赖的，而流出系数与其它资料不尽相同。由于锥形孔板是一个廓形元件，在锥体设计和加工过程中都可能不同。笔者认为，流出系数的不同不是什么问题，关键是离散性不能太大，才能保证良好的准确度和重复性。这正说明制定一个统一的行业标准是十分必要的。

　　3.2锥形流量计的量程比根据其它资料，由于锥形流量计流出系数离散性较大，必须每台都进行标定。经过测试，量程比10：1比较恰当，管道直径300mm内可以保证准确度等级为0.5~1级。管道直径过大基本是卷管，很难保证锥体安装的同心度，流出系数离散性变大，而且标定也有一定困难。

　　4直管道长度的测试关于锥形流量计前后直管道长度问题，印度德里工学院论文的研究称受闸阀影响流量系数最大变化约6%仅指P=0.643，L=5D，阀开度25%时的变化；如在P时系数变化高达8%，L=10D时也有约1.7%，要求较高测量准确度时L =10D尚嫌不足。我们在表1数据的基础上进行了测试，在DN100锥形流量计前面3.5D处（350mm）加上闸阀，开度在2/3、1/2时的测试数据列于表3.从以上测试数据可以看出：3. 5D直管道长度对锥形流量计也有一定影响，误差明显增加。从仪表应用的角度来说，我们建议将直管道长度考虑为前10D后5D大多数用户可能接受，因为这个数据在绝大多数企业应用孔板时就已经熟悉（尽管不完全合理），至于闸阀、弯头以及不在同一平面弯头等对流量计准确度的影响到底有多少，还希望行业有关部门能组织力量进行大量的实验后给出。

　　5锥形流量计的能耗测试我们采用标准表法对流量计进行标定，标准表为电磁流量计。标准器与锥形流量计串联在一个管道中，介质的物理性质和工作状态的一致性问题就基本解决了（仅对单相流而言）。只要保证对应于一个流量和到达仪表时的速度分布一致，这样流量计校准与使用一致性的误差就可能减小到可以接受的量程（％）电磁流量计平均流量（1/h）锥形流量计平均流量2/3）误差（%FS）电磁流量计平均流量（t/h）锥形流量计平均流量（VhK)