如何选用能源监测流量仪表
日期：2009-8-25 23:10:00 点击：
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一 节能形势严峻，不能再掉以轻心
我国制定了国标GB17167(用能单位能源计量器具配备和管理通则)，要求耗能达一定水平的单位及设备都必须安装仪表进行监测，用科学的方法，以数字来评估节能降耗的效果。
二 流量仪表在能源监测中的重要地位
在GB17167标准中，有五条(4.3.2，4.3.3，4.3.4，4.3.5，4.3.8)为强制条款，它规定了用能达到一定水平的单位与设备必须安装监测仪表，而且对监测仪表种类及其准确度等级都做了明确规定。
在能源监测仪表中，除电能用电表、固态能源煤用称重仪表外，其他气态、液态能源(如原油、成品油、重油、渣油、天然气、煤气、液化气……)以及载能工质(水、蒸汽)都必须采用流量仪表，在流程工业连续作业时，固态煤也可用冲板式流量计或气固二相微波流量计。空气与水和蒸汽一样也是一种载能工质，如火电厂锅炉送风，用于风动工具的压缩空气；以空气为载体用管道来输送固体物质等，也应监测它的耗能。因此流量仪表是能源监测仪表中比重最大的重要仪表。
三 能源监测流量仪表的特点
1.永久压损不能太高
GB17167要求流量仪表监测能源、评估节能降耗的效果。而对绝大多数的流量仪表而言，因其阻力件(如孔板、内锥、漩涡发生体、检测杆等)都会产生不可恢复的压力损失，这种能耗如同机械运动中的摩擦一样是不可逆的，其大小取决于阻力件的形式，因此用这些能源监测流量仪表不仅不节能，而且还会消耗能量。有些耗能之大不可忽视(如孔板、漩进式等)。在此特定情况下，应力求选用那些能耗较小的流量仪表。
(1)永久压损计算公式。(可参见R.W.Miller流量测量工程手册)
(2)年运行费，流量仪表因其阻力件所造成的能耗，必需加大泵(或风机)的动力以维持正常的工艺流程，其年运行费应引起足够的重视。
(3)举例说明：计算孔板、内锥、均速管3种流量仪表在不同管径下的年运行费，介质为空气，流量按平均流速为25m/s，孔板b为0.62，内锥b为0.70，风机效率：0.85。电费若按每千瓦小时为0.8元人民币，计算结果列于表1。
2. 准确度不能太低
既然要求流量仪表对节能效果进行量化，用具体的数字来评估节能效果，就应具有必要的准确度。但也并非越准确越好，因为准确度高的仪表价格都十分昂贵。为此，GB17167针对监测对象做了合理、具体的规定；如测燃油量准确度应为0.5～1级；测气体燃料为2级；测载能工质可低至2～2.5级。
四 能源监测流量仪表的选用
1.节流装置
以节流为原理的流量仪表，种类较多，可经受较恶劣的工况，占流量仪表市场的50%以上。以下从节能角度提供几种：
(1)孔板，积累了数十年的使用经验，建立了数以万计的数据库，且具有国际国内的标准，也是目前装表率最大的一种仪表。但近二年公布实施了ISO5167新标准，进一步要求前直管段长度，应用面临较大的困境，从表1所列数据可看出，当管径大于0.3m后，由压损所引起的年运行费已十分可观，在强调节能降耗的今天，难以选用，在国内外的市场占用率均呈下降趋势。
(2)内锥(参阅本刊2006.9.P63～65)由美国McCrometer公司1986年推向市场，其特点为可测多相脏污流体(如焦炉煤气)；且由于锥体形成了环形通道，具有整流作用，因而所要求的前直管段长度大大低于经典的节流装置，天津科特公司是研制、销售内锥的专业企业，其对内锥有关压损及准确度的研究、测试有如下结果。
(a)准确度
该公司对口径100～800mm的内锥，在水流量装置上进行了标定，其流出系数C的离散度为1.5～5.68%。该公司认为，当管径大于0.2m时，由于加工、安装的原因，将可能引入较大的误差。这里要强调的是，仪表的误差还应包括校验装置的不确定度。因此，并非有些文章介绍的为5%。
(b)压损
内锥的永久压损DPe为：
DPe=(1.3-1.25b)DP
式中，DP为输出差压。
根据不同的b值来计算孔板，内锥等流量仪表永久压损与输出差压的比值列于表2。数据表明：在b值较小时，内锥的压损与孔板十分接近(见图1)；如果选用较大的b值，意味着环形通道加大，整流效果将降低，又引起准确度下降。从上述分析来看，内锥压损较大，仅次于孔板，特别是管径较大时其压损所引起的年运行费也是十分可观的(见表1)，需要慎用。它并不是节能仪表，因此，“从节能降耗的要求来推广内锥流量计的必要性”(工业计量2005年3期P16-19)理由是不充分的。
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一 节能形势严峻，不能再掉以轻心
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二 流量仪表在能源监测中的重要地位
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在GB17167标准中，有五条(4.3.2，4.3.3，4.3.4，4.3.5，4.3.8)为强制条款，它规定了用能达到一定水平的单位与设备必须安装监测仪表，而且对监测仪表种类及其准确度等级都做了明确规定。
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在能源监测仪表中，除电能用电表、固态能源煤用称重仪表外，其他气态、液态能源(如原油、成品油、重油、渣油、天然气、煤气、液化气……)以及载能工质(水、蒸汽)都必须采用流量仪表，在流程工业连续作业时，固态煤也可用冲板式流量计或气固二相微波流量计。空气与水和蒸汽一样也是一种载能工质，如火电厂锅炉送风，用于风动工具的压缩空气；以空气为载体用管道来输送固体物质等，也应监测它的耗能。因此流量仪表是能源监测仪表中比重最大的重要仪表。
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三 能源监测流量仪表的特点
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1.永久压损不能太高
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GB17167要求流量仪表监测能源、评估节能降耗的效果。而对绝大多数的流量仪表而言，因其阻力件(如孔板、内锥、漩涡发生体、检测杆等)都会产生不可恢复的压力损失，这种能耗如同机械运动中的摩擦一样是不可逆的，其大小取决于阻力件的形式，因此用这些能源监测流量仪表不仅不节能，而且还会消耗能量。有些耗能之大不可忽视(如孔板、漩进式等)。在此特定情况下，应力求选用那些能耗较小的流量仪表。
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(1)永久压损计算公式。(可参见R.W.Miller流量测量工程手册)
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(2)年运行费，流量仪表因其阻力件所造成的能耗，必需加大泵(或风机)的动力以维持正常的工艺流程，其年运行费应引起足够的重视。
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(3)举例说明：计算孔板、内锥、均速管3种流量仪表在不同管径下的年运行费，介质为空气，流量按平均流速为25m/s，孔板b为0.62，内锥b为0.70，风机效率：0.85。电费若按每千瓦小时为0.8元人民币，计算结果列于表1。
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2. 准确度不能太低
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既然要求流量仪表对节能效果进行量化，用具体的数字来评估节能效果，就应具有必要的准确度。但也并非越准确越好，因为准确度高的仪表价格都十分昂贵。为此，GB17167针对监测对象做了合理、具体的规定；如测燃油量准确度应为0.5～1级；测气体燃料为2级；测载能工质可低至2～2.5级。
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四 能源监测流量仪表的选用
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1.节流装置
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(a)准确度
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(b)压损
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内锥的永久压损DPe为：
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DPe=(1.3-1.25b)DP
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式中，DP为输出差压。
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