流量儀表就是我們常見的流量計,，主要應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)過程、環(huán)境保護(hù),、生物技術(shù)及能源計量等領(lǐng)域,。近年來能源總耗泛濫，節(jié)能降耗已經(jīng)是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重中之重,。那么流量儀表主要在節(jié)能監(jiān)測上起到什么作用呢,？

一、節(jié)能降耗已列為國家的重中之重

過去十年,，我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅速,，但這是以高耗能為代價的，我國每百萬美元產(chǎn)值的產(chǎn)品耗能達(dá)到1274噸標(biāo)準(zhǔn)煤,，為水平的2.4倍,；美國的2.5倍；歐盟的4.9倍,；日本的8.7倍,，這個數(shù)量無論從資源,、生產(chǎn)，還是從環(huán)保,、安全,、運輸各方面考慮，都是難以為繼的,。中央已下蕞大的決心,，把節(jié)能降耗作為經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重中之重。我國工業(yè)能耗占總能源的68%,，人民生活耗能僅占11.4%,，因此節(jié)能的重點應(yīng)放在工業(yè)上，特別是高耗能產(chǎn)業(yè),，如電力,、冶金、鋼鐵,、石化、建材,、運輸……,。

二、流量儀表在節(jié)能監(jiān)測中的重要作用

過去的事實說明了,，僅僅是自上而下地宣傳節(jié)能降耗是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,，必需將節(jié)能指標(biāo)落實到地方與企業(yè)的主要領(lǐng)導(dǎo)，且列入政績,，才可能引起重視,。而是否達(dá)到了指標(biāo)，則必需采取科學(xué)的態(tài)變,，通過儀表的監(jiān)測用數(shù)字來評估節(jié)能的效果,。為此，中央責(zé)成有關(guān)部門制定了國標(biāo)GB17167-2006,，即“用能單位能源計量器具配備和管理通則”并已于2007年1月1日公布實施,。GB17167-2006中的五條(4.3.2，4.3.3,，4.3.4,，4.3.5，4.3.8)為強(qiáng)制條款,，核心內(nèi)容為：凡用能達(dá)到一定規(guī)模的單位和設(shè)備都必需安裝能源監(jiān)測儀表,，而且對用能的大小，監(jiān)測儀表的種類及準(zhǔn)確度等級都做了明確的規(guī)定,。

在能源監(jiān)測儀表中,，除電能用電表,、固態(tài)煤用稱重儀表外，其他氣態(tài),、液態(tài)能源(如原油,、成品油、重油,、渣油,、天然氣、液化氣,、煤氣……)及載能工質(zhì)(水,、蒸汽)都必需采用流量儀表。即使對于固態(tài)能源煤,，在流程工業(yè)連續(xù)作業(yè)時,，也可采用沖板式流量計，或氣固二相微波流量計,。因此,，流量儀表在能源監(jiān)測儀表中具有舉足輕重、無法替代的重要地位,。

三,、用于能源監(jiān)測流量儀表的特點

影響流量儀表的因素較多，為適應(yīng)這些要求,，流量儀表的類型也多達(dá)200種左右,，如何合理選用，并非舉手之勞,。本文限于篇幅,，略去一般選型原則，重點談一下在能源監(jiān)測中應(yīng)注意的二個問題：

1,、準(zhǔn)確度：在能源監(jiān)測中,，流量儀表的準(zhǔn)確應(yīng)放在重要的位置上，GB17167為此也作了合理,、明確的規(guī)定,。既然要求對節(jié)能降耗的效果，進(jìn)行準(zhǔn)確的量化,，用數(shù)字說明問題,，流量儀表則應(yīng)具有必要的準(zhǔn)確度，否則如準(zhǔn)確度低,，知之渺渺,，對節(jié)能效果不甚了解，何以正確評估,？又如何“對癥下藥”改進(jìn)節(jié)能措施,？當(dāng)然,，也并非越準(zhǔn)確越好，準(zhǔn)確度高的儀表價格都較昂貴,，還是應(yīng)針對監(jiān)測對象,，實事求是地合理選定，如測油品的儀表準(zhǔn)確度應(yīng)不小于0.5~1級,；測氣體能源為2~2.5級,；測載能工質(zhì)(水、水蒸汽)也可低至2~2.5級,。

2,、永jiu壓損：流量儀表是評估節(jié)能降耗的重要工具，而其本身不僅不節(jié)能,，還將耗能,。這是由于當(dāng)流體流經(jīng)儀表中阻力件時將產(chǎn)生漩渦，如同機(jī)械運動中的摩擦一樣,，以減小流體壓力形式消耗能量,。有些儀表如文丘利、超聲,、電磁等雖無阻力件,，流體也會與儀表壁面產(chǎn)生摩擦，產(chǎn)生較小一些的壓損,。為維持工藝流程正常的運行，必須加大泵(或風(fēng)機(jī))的動力,。這是由于安裝流量儀表所引起的附加運行費,，這筆費用因儀表結(jié)構(gòu)不同會有較大差異，選擇流量儀表進(jìn)行節(jié)能評估,，當(dāng)然應(yīng)選擇那些壓損小,，耗能、年運行費低一些的儀表,，言清行濁,，適得其反當(dāng)然不是人們期望的。

以下計算了三種流量儀表(孔板,、內(nèi)錐,、均速管)在不同管徑下的壓損，能耗及年運行費(計算略去),，從表1所列數(shù)據(jù)可知,，流量儀表因壓損所需的年運行費不可忽視，是一個應(yīng)引起重視的問題,！

3,、說明：表1的計算,，假設(shè)了一些條件，如：流量按平均流速25m/s,，介質(zhì)為空氣,，溫度20℃，壓力102kpa,，風(fēng)機(jī)效率為0.85,，每年工作為365小時，每天工作24小時,，電費每千瓦小時0.8元,。孔板β取0.62,；內(nèi)錐β取0.7,，參數(shù)如有變化，耗能及年運行費也有所不同,，因此表1的數(shù)據(jù)只能對三種儀表的耗能,，運行費做定性的評估。

四,、幾種能源監(jiān)測流量儀表的比較

1,、節(jié)流裝置：基于節(jié)流產(chǎn)生差壓，測差壓的平方根可知流量大小,。長期以來這類儀表由于可承受惡劣的工況,，且已有標(biāo)準(zhǔn)作依據(jù)，曾占據(jù)了流量儀表的60~70%市場,，類型多達(dá)二,、三十種。

①經(jīng)典式：已建立,、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),，以孔板、噴咀,、文丘利為代表,，其中孔板如表1所示，壓損較大,，噴咀多用于測蒸汽,，壓損僅次于孔板(見圖1)。當(dāng)管徑大于0.3米時,，建議不再選用,，文丘利管壓損雖較小，但體積龐大,，耗費大量高耗能鋼材,，制造,、運輸都非易事，選用也應(yīng)慎重,。

②內(nèi)錐：近3~5年內(nèi)宣傳力度很大,，被認(rèn)為是一種壓損小、準(zhǔn)確度高,，幾乎不要求直管段的儀表,，其壓損在不同β下(圖1)，僅次于孔板,，比噴咀略高,，并不是節(jié)能儀表；其準(zhǔn)確度有人做過標(biāo)定*1,，在大管徑下(D>300mm),；流出系數(shù)的分散度約為5%。其主要優(yōu)點是采取了環(huán)形通道,，具有整流效果,，因而要求直管段長度較其他節(jié)流裝置小得多，在管徑日益增大,，現(xiàn)場難以滿足流量儀表所需的直管段長度,，還是一個應(yīng)肯定的突出優(yōu)點。

③低壓損管(lo-loss)相關(guān)資料公布已三十年,，類似縮短了的文丘利管,，主要特點是永jiu壓損小。

④梭式*2：取內(nèi)錐,、低壓損管二者之所長,，具有環(huán)形通道可縮短前直管段長度的優(yōu)點；又具有lo-loss管節(jié)流后壓力恢復(fù)的功能,，為專li產(chǎn)品。

2,、插入式：結(jié)構(gòu)簡單,，安裝方便，價廉,，且可不斷流裝折,，但準(zhǔn)確度較低，僅適用于大管道流量檢測,，在能源監(jiān)測中可用于準(zhǔn)確度要求不高的場合,。

①測點速：通過測管道中一點的流速推算流量的儀表，如雙文丘利管,；插入式渦街,、渦輪,、電磁，皮托管,。據(jù)ISO7145評估,，準(zhǔn)確度為±3%，如直管段不足30D,，準(zhǔn)確度將低于±5%*3,。

近在市場上推出一種類似變形皮托管的測管，蕞大優(yōu)點是不易堵塞,，在管道上方安放三支,，每支需用一個差壓變送器，價格較貴,。據(jù)稱按ISO3966設(shè)計,，但并未達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)所要求在橫截面上安排20個測點的要求。有關(guān)文章對其做了誤差分析*4,，并未考慮到速度分布不理想時,，影響準(zhǔn)確度蕞大的干擾系數(shù)γ*5。因此,，測量誤差將會超出±3%,。

②測徑向多點流速：典型的儀表為均速管，由于測點多,，準(zhǔn)確度可優(yōu)于測點速的插入式流量計,。通常僅測橫截面直徑方向上的多點流速，在需提高準(zhǔn)確度時,，也可插互成900的二支均速管,，則更符合ISO3966的測點要求。

3,、無阻力件流量儀表,。這類儀表的特點是機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，管道內(nèi)無任何阻力件,，壓損小,、準(zhǔn)確高，是蕞有發(fā)展?jié)摿Φ牧髁績x表,，如超聲,、科氏、電磁,、近五年市場年增長率分別達(dá)到10.4%,、6.9%、2.4%。

①電磁：在流量儀表市場中雖居*,，但僅可測電導(dǎo)率大于10-5S/cm的流體,，不能測油品及天然氣等能源，只能測載能工質(zhì)水,。

②科氏：管內(nèi)雖無阻力件,，但要求流體在儀表中流向轉(zhuǎn)1800，因此壓損較大,，準(zhǔn)確度可高達(dá)±0.5%以上,，管徑目前均小于0.25米，可用于貿(mào)易核算要求精確計量的場合,。

③超聲：可用于多種流體,，準(zhǔn)確度可高達(dá)±0.5%，壓損小,，量程比大,，國內(nèi)外已制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是蕞理想的能源監(jiān)測儀表,。目前除價格較貴影響選用外,，據(jù)用戶反映，在現(xiàn)場應(yīng)用中,、抗噪聲性能還有待進(jìn)一步改善,。

五、小結(jié)

1,、儀表選型應(yīng)全面,、理性。本文從能源監(jiān)測的角度出發(fā),，強(qiáng)調(diào)了流量儀表具有準(zhǔn)確度高,、永jiu壓損小，價格低廉的幾個特點,。從上所述,，目前還沒有十全十美的儀表，有些儀表如孔板,、科氏,、容積式、雖然壓損大,，但也有特點，或是有標(biāo)準(zhǔn)可遵循(如孔板),、或是準(zhǔn)確較高,，當(dāng)管徑不大時，壓損的問題也并不突出,，不必因噎廢食,。因此,，選型應(yīng)全面，綜合考慮,，過分地夸大或貶低某一種儀表都是片面,、不可取的。

2,、發(fā)展趨勢：目前流量儀表有很多類型,，處于一種“春秋戰(zhàn)國”的狀態(tài)，但科技在飛速的發(fā)展,，新型儀表如電磁,、超聲、科氏,，以其結(jié)構(gòu)簡單,，功能完善，日益受到用戶的青睞,。經(jīng)典式(孔板,、噴咀、文丘利)或因壓損大,，要求直管段過長難以滿足等缺點,，市場發(fā)展呈下降趨勢，年增長率為-2.3%,。新的節(jié)流裝置也在不斷地涌現(xiàn),，所以新型流量儀表取代經(jīng)典式傳統(tǒng)儀表將是一個較漫長的過程，并非一朝一夕之事,。