暖氣流量計的使用要求與技術性能的比較
點擊次數：2714 發布時間：2020-11-06 08:13:23
一、暖氣流量計的使用要求
暖氣流量計（流量與（yǔ）差壓的平方成正比）的使用條件、使用範圍和對管道的要（yào）求：
(1)流體：應是單（dān）相、均（jun1）質的牛（niú）頓流體，在通過節流裝置（zhì）時不發生相變和析出雜質，在節流（liú）裝置中不得有任何形式的物質黏附或聚集。
(2)管道：僅適用於圓管，管徑大小有一定限製，上（shàng）下遊有很長的直管段，而且節流件上遊（yóu） 10D、下遊 4D直管段的（de）內表麵（miàn）粗糙度、圓度要嚴格符合具體規定。
(3)流態：流動應是連續、穩定的，不是脈動流；在受到節流件（jiàn）影響前已（yǐ）形成典型的、充分發（fā）展的流（liú）速分布（紊流速度分布），流線（xiàn）與管軸線平行，不得為（wéi）旋轉流。
二、技術性能的比較
2.1量程比低（dī）
由於結構特點，暖氣流量計是通過節流件來完成測（cè）量的，所以其量程（chéng）比通常隻有1：3，*高可達1：10，而超（chāo）聲波流量計沒有任何阻流件，其量程比可達（dá） 1：200。這兩個數據表明：如（rú）果實現一種測量方案，假定其流量範圍是從1m3/h~40m3/h,使用超聲波流量計隻需要一路工藝計量回路就（jiù）可以實現，如果采用暖氣流量計（jì），需要多（duō）路才能（néng）實現。
2.2壓損
由於暖氣流量計的（de）結構有阻流件，超聲波流（liú）量計沒有阻流件，那麽顯而易見：暖氣流量計的壓（yā）損很（hěn）大，超聲波流量計壓損實際可以忽略不計。節流（liú）裝置能耗計算如下：
以下以 1 個典型用戶用氣參數進行能耗計算：用氣量160× 104m3/d，用氣壓（yā）力 0.6MPa。
節流裝置壓力損失計算式（shì）：（*大刻度（dù）差壓50kPa、β=0.68）
δ P=（1-0.24 β -0.52 β2-0.16 β3）Δ P
=0.5486×50
=27.43kPa
節（jiē）流（liú）裝置能耗計算式：（壓縮機效率η =0.8）
W= δp ×QV/η
= 27430×18.5185/0.8
=634953W
計（jì）算耗能費：能源價（jià） 0.4 元 /kWh
耗能費(年)=(W/1000)×(運行時數/年)×(元（yuán）/ kWh)
=(634953/1000) ×365×24×0.4
=2224876(元/年)
該（gāi）計算僅隻是能耗損失，不包括壓縮（suō）機運行等費用。
2.3精度
暖氣流量計的計量精度理論上可以達到1%，但是通過大量的實踐證明，由（yóu）於（yú）暖氣（qì）流量計抗幹擾能力較差，現（xiàn）場精度*高能達（dá）到2%，一般情況下在3%左右。超聲波流量計的精度則可以達到0.5% 甚至更高。由此可（kě）見選擇兩種（zhǒng）不同（tóng）的計量儀表， 對於測量的影響會有多大。
2.4測（cè）脈（mò）動流
由於（yú）暖氣流量計是（shì）靠孔板前後的差壓信號來實現流量測量的，脈動流會使（shǐ）孔板前後的差壓不準，所以暖氣流（liú）量計不（bú）適合測脈動流，而超聲波流量計可以測量脈動流（liú）的強度並消除（chú）其幹擾，所以它適合（hé）測脈動流。
2.5測雙向流
暖氣流量計依據一個節流（liú）元件來實現測量目的，這個節流元件具有嚴（yán）格的方向性，因此暖氣流量計無法測雙（shuāng）向（xiàng）流。超聲波流（liú）量計隻與超聲信號在（zài）流體中的傳播時間有關，因此可以測雙（shuāng）向（xiàng）流。
2.6測濕氣體
暖氣（qì）流量計不適合測量濕氣體；若被測氣（qì）體為濕氣體，那麽在暖氣流量計的前端容易積液，使得（dé）上下遊（yóu）差壓產生變化，而暖氣流量計正是根據上下遊的壓差來測（cè）量流（liú）量（liàng）的，如（rú）果差壓產（chǎn）生變化，則暖氣流量計（jì）不可能準確測（cè）量氣體的流量。超聲波流量計具有自（zì）檢測功能，如果所測量氣體為濕氣體，對超聲波流（liú）量計產生影響（xiǎng）時（shí），儀表本身可以修正，因（yīn）此超聲波流量計適用於濕氣體的測量（濕氣體體積組分含量低於5%）。
2.7清洗計量管路
暖氣流量計本身有阻流件，清洗球無法通過，因此暖氣（qì）流量計安裝（zhuāng）在（zài）管線（xiàn）上時無法在線（xiàn）清洗計量管路，隻有拆除暖氣流量計才能清洗管路。而對超聲波流量計來說，不存（cún）在這樣的（de）問題。
2.8渦流（liú）影響
暖氣（qì）流量計采用差壓法測量氣體的（de）流量，渦流直接影響孔板兩端的差壓，因此暖氣流量計對渦流很敏（mǐn）感，要求有很（hěn）長的（de）直管段才能滿足測量精度（dù）的要（yào）求。新（xīn）的國際標準ISO5167已（yǐ）經對（duì）暖氣（qì）流量計上遊直管段的長度作了更高的規定（dìng）：暖氣流量計上遊直管段至（zhì）少要有44D，若暖氣流量計上遊有匯管存在，則上遊直管段的長度至少要有145D。
2.9流速分布的影響
暖氣流（liú）量計由於結構（gòu）原理的限製，要求測量時流速分（fèn）布均勻，但是由於現場（chǎng）計量管路（lù）的複雜性，氣（qì）體在管（guǎn）路的流速分布是不可能均勻對稱的（de），因此暖氣流量計對（duì）流速分布不對稱非常敏感。超聲波流量計可以修正流速分布不對稱的現象。
2.10重複性
對於暖氣流量計而言，隨著使用過程（chéng）中孔板邊緣的磨損，暖氣流量計（jì）的（de）精度和重複性都會下降，而超聲波流量計無（wú）壓損、無示值（zhí）漂移現象，重複性高。
2.11工藝管路複雜性比較
對於暖氣流量計，由於量（liàng）程比窄，計量管路多，而且上、下遊直管段長，現場工（gōng）藝（yì）管路複雜。超聲波流量計量程比寬，上、下遊直管段短，工（gōng）藝管路簡單。
2.12維修維護率比（bǐ）較
暖（nuǎn）氣流量計有阻流件，上（shàng）遊（yóu）易積液、對高含硫的天然氣（qì），其孔（kǒng）板磨損快（kuài），維修維護率高。超聲波流量（liàng）計無可動部（bù）件，特殊材料的超聲（shēng）探頭可以抗（kàng）H2S 的腐蝕，維護簡單。
2.13一次性投資比較
暖氣流（liú）量計由於量程比窄，對（duì）於相（xiàng）同的流量計量要求，其計量管路多，雖然直接的計量（liàng）儀表投資少，但（dàn）是（shì）相關的閥門、溫度變送器、壓力變送器、直管段（duàn）、匯管等一次性投資多。超聲波流量計（jì）單表價（jià）格高於暖氣（qì）流（liú）量計，但是由於量程比寬，整個計量（liàng）回路少，實際站場一次性投資少。3.現場安裝比較
(1) 直管段的長度
暖氣流量計上有直管段至少要有44D，若暖氣流量計上遊有匯管存（cún）在（zài），則上遊直管段的長度（dù）至少要有145D。（詳見《國際流量計量學術動（dòng）態及（jí）發展（zhǎn）趨勢》（《中國計量》2002年（nián））或ISO 5167-2）。
超聲波流量計上、下遊直管段要求為10D、5D（《用氣體超聲波流（liú）量計（jì）測量天然氣的流（liú）量（liàng）》— 國標GB/T 18604-2001）。
(2) 安裝的影響
對於（yú）暖（nuǎn）氣流量計，安裝條件直接影響其計量精度，對現場安裝的同心度要求很高。
(3) 使（shǐ）用條件（jiàn）
由於暖氣流量計的原理決定其現場使用條件必須（xū）與設計條件相符，壓力、流量的適應性差。超聲波流（liú）量計對現場的適應性*強，對壓力、流（liú）量的波動不敏感，有較強的過載能（néng）力（lì）。
三（sān）、長期使用的（de）比較
(1) 精度變化
暖氣流量計由於長（zhǎng）期使用，孔板入口邊緣磨損，孔板彎（wān）曲變形，都會使精度喪失。超聲波流量計由於無磨損、無示值漂移現象，可以長期保持較高的精度。
(2) 髒汙的影響
由於暖氣流量（liàng）計由節流件，長期使用時，髒汙物將堆（duī）積在孔板的上遊，造成差壓信（xìn）號不（bú）準，直接影響計量精度。髒（zāng）汙和孔板鈍化可造成計量偏（piān）差 2～10% 以上。超聲波流量計（jì）為（wéi）中（zhōng）空管段，探頭在儀表上部，髒汙（wū）不易影響探（tàn）頭工作，不會影響計量精度，而且流量計（jì）可以檢測髒汙情況並修正和報警提示、及時進（jìn）行清洗。
(3) 故障排除
由於暖氣流量計的儀（yí）表特性取（qǔ）決於節流件的幾何形狀（zhuàng）和尺（chǐ）寸，需要經常檢（jiǎn）查節（jiē）流件，一（yī）旦節流件發生（shēng）變化就必須更換，節流件（jiàn）的壽命取決（jué）於氣體的組分、流量及壓力。超聲波流量計本身具有很（hěn）強的自診斷功能，一旦不在正常狀況就會報警，並自動記錄報警期間的數據，超（chāo）聲探頭的（de）使
用壽命至少為 8 年，並可在線更換。
(4) 備品備件
暖氣流量計由於節（jiē）流件（jiàn）經常磨損、變形，因此需要備多套節（jiē）流件；超聲波流量計隻需要備一套（tào）探頭，可替換使（shǐ）用（yòng）。
(5) 日常維護
暖氣（qì）流量計需要經常（cháng）維（wéi）護，並檢查節流件的幾何（hé）尺寸等參數。在線更換孔板後很難（nán）保證不泄漏，使壓差不準（zhǔn），難以保證計量精度。
超聲波流量計則可免維護，自檢功能（néng）強大。
(6) 強檢周（zhōu）期
暖氣（qì）流量計一（yī）年（nián）一檢，一般采用幾何檢定法。超聲波流量計3 年一檢，可以實現在線標定。
四、結論
綜上所述，使用氣體（tǐ）超聲波流量計比使用暖氣流量計（jì）無論從安全性能、技術性能還是從一次性投資以及（jí）長期運（yùn）行費用上都有很大的優勢。由於說明問題的需要，本（běn）文中計算和實例均選用較大用氣量（liàng）進（jìn）行（háng）比較，實際通過比（bǐ）較計算一般DN200口徑以上流量計選用氣體超聲波流量計具有較大優勢，DN150特別是以下流量計的選取由於氣體超（chāo）聲波流量計本身（shēn）價格因素使用暖氣流量計更為經濟，但從保（bǎo）證計量（liàng）精度（dù）出發也推薦選用更精確的計量儀（yí）表。
暖氣流量計（流量與（yǔ）差壓的平方成正比）的使用條件、使用範圍和對管道的要（yào）求：
(1)流體：應是單（dān）相、均（jun1）質的牛（niú）頓流體，在通過節流裝置（zhì）時不發生相變和析出雜質，在節流（liú）裝置中不得有任何形式的物質黏附或聚集。
(2)管道：僅適用於圓管，管徑大小有一定限製，上（shàng）下遊有很長的直管段，而且節流件上遊（yóu） 10D、下遊 4D直管段的（de）內表麵（miàn）粗糙度、圓度要嚴格符合具體規定。
(3)流態：流動應是連續、穩定的，不是脈動流；在受到節流件（jiàn）影響前已（yǐ）形成典型的、充分發（fā）展的流（liú）速分布（紊流速度分布），流線（xiàn）與管軸線平行，不得為（wéi）旋轉流。
二、技術性能的比較
2.1量程比低（dī）
由於結構特點，暖氣流量計是通過節流件來完成測（cè）量的，所以其量程（chéng）比通常隻有1：3，*高可達1：10，而超（chāo）聲波流量計沒有任何阻流件，其量程比可達（dá） 1：200。這兩個數據表明：如（rú）果實現一種測量方案，假定其流量範圍是從1m3/h~40m3/h,使用超聲波流量計隻需要一路工藝計量回路就（jiù）可以實現，如果采用暖氣流量計（jì），需要多（duō）路才能（néng）實現。
2.2壓損
由於暖氣流量計的（de）結構有阻流件，超聲波流（liú）量計沒有阻流件，那麽顯而易見：暖氣流量計的壓（yā）損很（hěn）大，超聲波流量計壓損實際可以忽略不計。節流（liú）裝置能耗計算如下：
以下以 1 個典型用戶用氣參數進行能耗計算：用氣量160× 104m3/d，用氣壓（yā）力 0.6MPa。
節流裝置壓力損失計算式（shì）：（*大刻度（dù）差壓50kPa、β=0.68）
δ P=（1-0.24 β -0.52 β2-0.16 β3）Δ P
=0.5486×50
=27.43kPa
節（jiē）流（liú）裝置能耗計算式：（壓縮機效率η =0.8）
W= δp ×QV/η
= 27430×18.5185/0.8
=634953W
計（jì）算耗能費：能源價（jià） 0.4 元 /kWh
耗能費(年)=(W/1000)×(運行時數/年)×(元（yuán）/ kWh)
=(634953/1000) ×365×24×0.4
=2224876(元/年)
該（gāi）計算僅隻是能耗損失，不包括壓縮（suō）機運行等費用。
2.3精度
暖氣流量計的計量精度理論上可以達到1%，但是通過大量的實踐證明，由（yóu）於（yú）暖氣（qì）流量計抗幹擾能力較差，現（xiàn）場精度*高能達（dá）到2%，一般情況下在3%左右。超聲波流量計的精度則可以達到0.5% 甚至更高。由此可（kě）見選擇兩種（zhǒng）不同（tóng）的計量儀表， 對於測量的影響會有多大。
2.4測（cè）脈（mò）動流
由於（yú）暖氣流量計是（shì）靠孔板前後的差壓信號來實現流量測量的，脈動流會使（shǐ）孔板前後的差壓不準，所以暖氣流（liú）量計不（bú）適合測脈動流，而超聲波流量計可以測量脈動流（liú）的強度並消除（chú）其幹擾，所以它適合（hé）測脈動流。
2.5測雙向流
暖氣流量計依據一個節流（liú）元件來實現測量目的，這個節流元件具有嚴（yán）格的方向性，因此暖氣流量計無法測雙（shuāng）向（xiàng）流。超聲波流（liú）量計隻與超聲信號在（zài）流體中的傳播時間有關，因此可以測雙（shuāng）向（xiàng）流。
2.6測濕氣體
暖氣（qì）流量計不適合測量濕氣體；若被測氣（qì）體為濕氣體，那麽在暖氣流量計的前端容易積液，使得（dé）上下遊（yóu）差壓產生變化，而暖氣流量計正是根據上下遊的壓差來測（cè）量流（liú）量（liàng）的，如（rú）果差壓產（chǎn）生變化，則暖氣流量計（jì）不可能準確測（cè）量氣體的流量。超聲波流量計具有自（zì）檢測功能，如果所測量氣體為濕氣體，對超聲波流（liú）量計產生影響（xiǎng）時（shí），儀表本身可以修正，因（yīn）此超聲波流量計適用於濕氣體的測量（濕氣體體積組分含量低於5%）。
2.7清洗計量管路
暖氣流量計本身有阻流件，清洗球無法通過，因此暖氣（qì）流量計安裝（zhuāng）在（zài）管線（xiàn）上時無法在線（xiàn）清洗計量管路，隻有拆除暖氣流量計才能清洗管路。而對超聲波流量計來說，不存（cún）在這樣的（de）問題。
2.8渦流（liú）影響
暖氣（qì）流量計采用差壓法測量氣體的（de）流量，渦流直接影響孔板兩端的差壓，因此暖氣流量計對渦流很敏（mǐn）感，要求有很（hěn）長的（de）直管段才能滿足測量精度（dù）的要（yào）求。新（xīn）的國際標準ISO5167已（yǐ）經對（duì）暖氣（qì）流量計上遊直管段的長度作了更高的規定（dìng）：暖氣流量計上遊直管段至（zhì）少要有44D，若暖氣流量計上遊有匯管存在，則上遊直管段的長度至少要有145D。
2.9流速分布的影響
暖氣流（liú）量計由於結構（gòu）原理的限製，要求測量時流速分（fèn）布均勻，但是由於現場（chǎng）計量管路（lù）的複雜性，氣（qì）體在管（guǎn）路的流速分布是不可能均勻對稱的（de），因此暖氣流量計對（duì）流速分布不對稱非常敏感。超聲波流量計可以修正流速分布不對稱的現象。
2.10重複性
對於暖氣流量計而言，隨著使用過程（chéng）中孔板邊緣的磨損，暖氣流量計（jì）的（de）精度和重複性都會下降，而超聲波流量計無（wú）壓損、無示值（zhí）漂移現象，重複性高。
2.11工藝管路複雜性比較
對於暖氣流量計，由於量（liàng）程比窄，計量管路多，而且上、下遊直管段長，現場工（gōng）藝（yì）管路複雜。超聲波流量計量程比寬，上、下遊直管段短，工（gōng）藝管路簡單。
2.12維修維護率比（bǐ）較
暖（nuǎn）氣流量計有阻流件，上（shàng）遊（yóu）易積液、對高含硫的天然氣（qì），其孔（kǒng）板磨損快（kuài），維修維護率高。超聲波流量（liàng）計無可動部（bù）件，特殊材料的超聲（shēng）探頭可以抗（kàng）H2S 的腐蝕，維護簡單。
2.13一次性投資比較
暖氣流（liú）量計由於量程比窄，對（duì）於相（xiàng）同的流量計量要求，其計量管路多，雖然直接的計量（liàng）儀表投資少，但（dàn）是（shì）相關的閥門、溫度變送器、壓力變送器、直管段（duàn）、匯管等一次性投資多。超聲波流量計（jì）單表價（jià）格高於暖氣（qì）流（liú）量計，但是由於量程比寬，整個計量（liàng）回路少，實際站場一次性投資少。3.現場安裝比較
(1) 直管段的長度
暖氣流量計上有直管段至少要有44D，若暖氣流量計上遊有匯管存（cún）在（zài），則上遊直管段的長度（dù）至少要有145D。（詳見《國際流量計量學術動（dòng）態及（jí）發展（zhǎn）趨勢》（《中國計量》2002年（nián））或ISO 5167-2）。
超聲波流量計上、下遊直管段要求為10D、5D（《用氣體超聲波流（liú）量計（jì）測量天然氣的流（liú）量（liàng）》— 國標GB/T 18604-2001）。
(2) 安裝的影響
對於（yú）暖（nuǎn）氣流量計，安裝條件直接影響其計量精度，對現場安裝的同心度要求很高。
(3) 使（shǐ）用條件（jiàn）
由於暖氣流量計的原理決定其現場使用條件必須（xū）與設計條件相符，壓力、流量的適應性差。超聲波流（liú）量計對現場的適應性*強，對壓力、流（liú）量的波動不敏感，有較強的過載能（néng）力（lì）。
三（sān）、長期使用的（de）比較
(1) 精度變化
暖氣流量計由於長（zhǎng）期使用，孔板入口邊緣磨損，孔板彎（wān）曲變形，都會使精度喪失。超聲波流量計由於無磨損、無示值漂移現象，可以長期保持較高的精度。
(2) 髒汙的影響
由於暖氣流量（liàng）計由節流件，長期使用時，髒汙物將堆（duī）積在孔板的上遊，造成差壓信（xìn）號不（bú）準，直接影響計量精度。髒（zāng）汙和孔板鈍化可造成計量偏（piān）差 2～10% 以上。超聲波流量計（jì）為（wéi）中（zhōng）空管段，探頭在儀表上部，髒汙（wū）不易影響探（tàn）頭工作，不會影響計量精度，而且流量計（jì）可以檢測髒汙情況並修正和報警提示、及時進（jìn）行清洗。
(3) 故障排除
由於暖氣流量計的儀（yí）表特性取（qǔ）決於節流件的幾何形狀（zhuàng）和尺（chǐ）寸，需要經常檢（jiǎn）查節（jiē）流件，一（yī）旦節流件發生（shēng）變化就必須更換，節流件（jiàn）的壽命取決（jué）於氣體的組分、流量及壓力。超聲波流量計本身具有很（hěn）強的自診斷功能，一旦不在正常狀況就會報警，並自動記錄報警期間的數據，超（chāo）聲探頭的（de）使
用壽命至少為 8 年，並可在線更換。
(4) 備品備件
暖氣流量計由於節（jiē）流件（jiàn）經常磨損、變形，因此需要備多套節（jiē）流件；超聲波流量計隻需要備一套（tào）探頭，可替換使（shǐ）用（yòng）。
(5) 日常維護
暖氣（qì）流量計需要經常（cháng）維（wéi）護，並檢查節流件的幾何（hé）尺寸等參數。在線更換孔板後很難（nán）保證不泄漏，使壓差不準（zhǔn），難以保證計量精度。
超聲波流量計則可免維護，自檢功能（néng）強大。
(6) 強檢周（zhōu）期
暖氣（qì）流量計一（yī）年（nián）一檢，一般采用幾何檢定法。超聲波流量計3 年一檢，可以實現在線標定。
四、結論
綜上所述，使用氣體（tǐ）超聲波流量計比使用暖氣流量計（jì）無論從安全性能、技術性能還是從一次性投資以及（jí）長期運（yùn）行費用上都有很大的優勢。由於說明問題的需要，本（běn）文中計算和實例均選用較大用氣量（liàng）進（jìn）行（háng）比較，實際通過比（bǐ）較計算一般DN200口徑以上流量計選用氣體超聲波流量計具有較大優勢，DN150特別是以下流量計的選取由於氣體超（chāo）聲波流量計本身（shēn）價格因素使用暖氣流量計更為經濟，但從保（bǎo）證計量（liàng）精度（dù）出發也推薦選用更精確的計量儀（yí）表。
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