淺析集中供熱工程中對于流量計的正確選型

       集中供熱工程是一種通過熱水或蒸汽來傳輸熱能的工程系統，由于其中涉及到大量的水和蒸汽熱量傳導介質，對于此類介質的流量測量就是工程系統中一項重要的基礎數據，工程的運行效率和與用戶的結算都需要該類流量的數據支持。通過本文簡單介紹，讀者可以了解流量計的定義和分類，以及在集中供熱工程中常見的幾種流量計類型。本文在對流量類型及測量要求的基礎之上，對流量測量需要加以比較分析，突出了流量計選型準確的重要性，并對在供熱領域流量計選型需要注意的要點做了列舉。
　　
       供熱系統服務終點在于每個用戶，如何有一個能夠既計量準確客觀又能讓用戶滿意的方案一直是值得研究的問題，目前許多的集中供熱取暖費方式都是按戶按面積取費，這種收費形式的弊病在于容易導致供熱不均，有些用戶熱，有些用戶冷，以至于很多用戶認為自家采暖溫度不達標，收費困難的情況。一種按用戶實際用熱量來收費的方式正在成為和中趨勢，這種收費形式，要求用作熱量計量的流量計選型必須準確，保證終計費的可靠性，因此對于流量計的造型就顯得特別重要。本文將結合多年來的工作經驗，對集中供熱工程中的流量計選型作一個較全面的總結。
　　
一、流量計簡介
　　流量是瞬時流量和累積流量的統稱。當時間很短時，流體流過一定截面的量與時間的比稱為瞬時流量q。在一段時間內流體流過一定截面的量稱為累積流量Q。測量流體流量的儀表統稱為流量計或流量表。流量計是工業測量中重要的儀表之一。隨著工業生產的發展，對流量測量的準確度和范圍的要求越來越高，流量測量技術日新月異。為了適應各種用途，各種類型的流量計相繼問世。目前已投入使用的流量計已超過100種。
　
二、流量計的分類
　　從不同的角度出發，流量計有不同的分類方法。常用的分類方法有兩種：一是按流量計采用的測量原理進行歸納分類；二是按流量計的結構原理進行分類。
　　2.1 按測量原理分類
　?。?）力學原理：如差壓式、轉子式、沖量式、可動管式、直接質量式、靶式、渦輪式、旋渦式、渦街式、皮托管式以及容積式等等。
　?。?）電學原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。
　?。?）聲學原理：如超聲波式、聲學式（沖擊波式）等。
　?。?）熱學原理：如熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。
　?。?）光學原理：激光式、光電式等。
　?。?）物理原理：核磁共振式、核幅射式等。
　?。?）其它原理：有標記原理（示蹤原理、核磁共振原理）、相關原理等。
　　2.2 按流量計結構分類
　　大致有以下10種：容積式流量計、葉輪式流量計、差壓式流量計（變壓降式流量計）、變面積式流量計（等壓降式流量計）、動量式流量計、沖量式流量計、電磁流量計、超聲波流量計、流體振蕩式流量計、質量流量計。
　　
三、集中供熱工程中流量計的選型分析
　　盡管流量計的種類繁多，但是在集中供熱工程中只有幾種類型的流量計比較常用，如電磁流量計、超聲波流量計、彎管流量計、孔板流量計、渦街流量計、渦輪流量計等。
　　3.1 電磁流量計
　　電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電性液體的儀表。
　　優勢：（1）無壓力損失。（2）測量精度較高。（3）用于低溫環境，可不采取保溫措施。（4）適用臟污流、腐蝕流的測量。
　　不足：（1）只能測量導電液體。（2）測量介質的介電常數對測量影響巨大，故適合測量純凈液體，不適合測量循環流動介質，如供暖用水，工業用循環水。
　　適用測量介質：水、導電油等。
　　3.2 超聲波流量計
　　超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。
　　優勢：（1）無壓力損失。（2）可做成固定、便攜兩種型式。（3）可不中斷流體輸送安裝。（4）用于低溫環境，可不采取保溫措施。
　　不足：（1）現只能用于測量液體。（2）管道的狀態對測量精度影響巨大。（3）安裝精度要求高，易于因為安裝問題而使流量計失效。
　　適用測量介質：水等。
　　3.3 彎管流量計
　　彎管流量計與傳統的孔板流量計一樣同屬于差壓式流量計的范疇，彎管傳感器是利用流體的慣性原理產生差壓的。
　　優勢：（1）直管段要求低，可前3D，后1D安裝。（2）無節流件和插入件，一次件免維護。（3）無附加壓力損失，節能降耗。（4）耐粉塵，抗震，耐臟污，適合惡劣工礦條件。（5）系統精度1.5，長期使用精度不下降，重現性為0.2%。（6）量程寬，可達1：10以上。（7）測量介質寬，適合所有低粘度介質而不用要求介質物理狀態（液、汽狀態）。
　　不足：同樣流量流過相同管徑時，相比較其他差壓流量計（孔板等）所得到的差壓值較低，對附件差壓變送器的要求較高，提高了流量計的成本。
　　適用測量介質：過熱蒸汽、飽和蒸汽、供暖用熱水、冷凍水、高爐煤氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣、壓縮空氣、鍋爐送風、氮氣、氧氣、液氨、變壓器油、柴油等。
　　3.4 孔板流量計
　　孔板流量計是將標準孔板與多參數差壓變送器（或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置。
　　優勢：（1）國內通用，應用歷史長，經驗數據豐富。（2）一次件和二次儀表可分開生產供給，易于大批量生產，降低成本，便于采購。（3）測量介質寬。適合液體和氣體。
　　不足：（1）安裝直管段要求高，一般要求10D以上。（2）長期使用精度嚴重下降，必須強制周期檢定。（3）有不可恢復壓力降，屬于高能耗流量計。（4）量程窄。法蘭裝夾式，維護工作量巨大。（5）不耐臟污，計量供暖水和煤氣易短期失效（有示值但和實際偏差嚴重）。
　　適用測量介質：蒸汽、空氣、水、煤氣、油等。
　　3.5 渦街流量計
　　渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發生體，流體在發生體兩側交替地分離釋放出兩串規則地交錯排列的游渦的儀表。
　　優勢：（1）量程范圍寬。（2）插入件較小，維護量較小，壓力損失小。（3）用于低溫環境，可不采取保溫措施。
　　不足：（1）安裝直管要求高，一般要求15D以上。（2）耐溫性能差（雖有改善），不宜于用于高溫蒸汽。（3）不耐臟污，抗震性能差。（4）不同廠家質量差別大，同一廠家產品質量離散性較大。（5）不能應用于大管徑測量。
　　適用測量介質：水、空氣、低溫蒸汽（不大于200℃）。
　　3.6 渦輪流量計
　　渦輪流量計，是速度式流量計中的主要種類，它采用多葉片的轉子（渦輪）感受流體平均流速，從而且推導出流量或總量的儀表。
　　優勢：（1）高精度，在所有流量計中，屬于精確的流量計。（2）重復性好。（3）元零點漂移，抗干擾能力好。（4）范圍度寬。（5）結構緊湊。
　　缺點：（1）不能長期保持校準特性。（2）流體物性對流量特性有較大影響。
　　適用測量介質：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體等。
　　上述幾種流量計的性能比較見表1。
　　
四、在工程設計中選擇流量計需要注意的幾點問題
　4.1 流量計直管段
　　不同類型的流量計對于前后直管段的要求不同，例如電磁流量計要求前5D后3D，但是有些孔板流量計要求前20D，后10D，所以在設計流量計的工藝管道，一定要跟工藝**配合留出足夠的直管段，以實現測量結果的準確性。（其中D為工藝管道的公稱直徑）
　　4.2 流量計的供電
　　并非所有類型的流量計都需要供電，差壓試流量計如孔板流量計、彎管流量計和V錐流量計等，但是電磁流量計、超聲波流量計等需要供電。根據產品說明有的可自帶電池供電，有的需要AC220V供電。在工程設計中不要疏忽需要供電的流量計的電源。
 
五、結語
綜上所述，流量計發展到今天雖然已日趨成熟，但其種類仍然極其繁多，至今尚無一種對于任何場合都適用的流量計。每種流量計都有其適用范圍，又都有其局限性，所以在選擇儀表時，一定要熟悉儀表和被測對象兩方面的情況，并要兼顧考慮其它因素，這樣選擇的流量計才能保證測量結果的準確性。
本文由潤中儀表科技有限公司整理發布。

上一條：工業可燃氣體檢測儀器儀表管理規范規定
下一條：關于浮球式液位計兩種實用的檢定方法研究與探討