流量?jì)x表就是我們常見(jiàn)的流量計，主要應用在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、環(huán)境保護、生物技術(shù)及能源計量等領(lǐng)域。近年來(lái)能源總耗泛濫，節能降耗已經(jīng)是經(jīng)濟建設中的重中之重。那么流量?jì)x表主要在節能監測上起到什么作用呢？

一、節能降耗已列為國家的重中之重

過(guò)去十年，我國經(jīng)濟建設發(fā)展迅速，但這是以高耗能為代價(jià)的，我國每百萬(wàn)美元產(chǎn)值的產(chǎn)品耗能達到1274噸標準煤，為國際水平的2.4倍；美國的2.5倍；歐盟的4.9倍；日本的8.7倍，這個(gè)數量無(wú)論從資源、生產(chǎn)，還是從環(huán)保、**、運輸各方面考慮，都是難以為繼的。中央已下*大的決心，把節能降耗作為經(jīng)濟建設中的重中之重。我國工業(yè)能耗占總能源的68%，人民生活耗能僅占11.4%，因此節能的重點(diǎn)應放在工業(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?jì)x表在節能監測中的重要作用

過(guò)去的事實(shí)說(shuō)明了，僅僅是自上而下地宣傳節能降耗是遠遠不夠的，必需將節能指標落實(shí)到地方與企業(yè)的主要領(lǐng)導，且列入政績(jì)，才可能引起重視。而是否達到了指標，則必需采取科學(xué)的態(tài)變，通過(guò)儀表的監測用數字來(lái)評估節能的效果。為此，中央責成有關(guān)部門(mén)制定了國標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(shí)施。GB17167-2006中的五條(4.3.2，4.3.3，4.3.4，4.3.5，4.3.8)為強制條款，核心內容為：凡用能達到一定規模的單位和設備都必需安裝能源監測儀表，而且對用能的大小，監測儀表的種類(lèi)及準確度等級都做了明確的規定。

在能源監測儀表中，除電能用電表、固態(tài)煤用稱(chēng)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?jì)x表。即使對于固態(tài)能源煤，在流程工業(yè)連續作業(yè)時(shí)，也可采用沖板式流量計，或氣固二相微波流量計。因此，流量?jì)x表在能源監測儀表中具有舉足輕重、無(wú)法替代的重要地位。

三、用于能源監測流量?jì)x表的特點(diǎn)

影響流量?jì)x表的因素較多，為適應這些要求，流量?jì)x表的類(lèi)型也多達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(diǎn)談一下在能源監測中應注意的二個(gè)問(wèn)題：

1、準確度：在能源監測中，流量?jì)x表的準確應放在重要的位置上，GB17167為此也作了合理、明確的規定。既然要求對節能降耗的效果，進(jìn)行準確的量化，用數字說(shuō)明問(wèn)題，流量?jì)x表則應具有必要的準確度，否則如準確度低，知之渺渺，對節能效果不甚了解，何以正確評估？又如何“對癥下藥”改進(jìn)節能措施？當然，也并非越準確越好，準確度高的儀表價(jià)格都較昂貴，還是應針對監測對象，實(shí)事**地合理選定，如測油品的儀表準確度應不小于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、長(cháng)久壓損：流量?jì)x表是評估節能降耗的重要工具，而其本身不僅不節能，還將耗能。這是由于當流體流經(jīng)儀表中阻力件時(shí)將產(chǎn)生漩渦，如同機械運動(dòng)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(wú)阻力件，流體也會(huì )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)的動(dòng)力。這是由于安裝流量?jì)x表所引起的附加運行費，這筆費用因儀表結構不同會(huì )有較大差異，選擇流量?jì)x表進(jìn)行節能評估，當然應選擇那些壓損小，耗能、年運行費低一些的儀表，言清行濁，適得其反當然不是人們期望的。

以下計算了三種流量?jì)x表(孔板、內錐、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所列數據可知，流量?jì)x表因壓損所需的年運行費不可忽視，是一個(gè)應引起重視的問(wèn)題！

3、說(shuō)明：表1的計算，假設了一些條件，如：流量按平均流速25m/s，介質(zhì)為空氣，溫度20℃，壓力102kpa，風(fēng)機效率為0.85，每年工作為365小時(shí)，每天工作24小時(shí)，電費每千瓦小時(shí)0.8元?？装?/span>β取0.62；內錐β取0.7，參數如有變化，耗能及年運行費也有所不同，因此表1的數據只能對三種儀表的耗能，運行費做定性的評估。

四、幾種能源監測流量?jì)x表的比較

1、節流裝置：基于節流產(chǎn)生差壓，測差壓的平方根可知流量大小。長(cháng)期以來(lái)這類(lèi)儀表由于可承受惡劣的工況，且已有國際標準作依據，曾占據了流量?jì)x表的60~70%市場(chǎng)，類(lèi)型多達二、三十種。

①經(jīng)典式：已建立國際、國內標準，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(jiàn)圖1)。當管徑大于0.3米時(shí)，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，選用也應慎重。

②內錐：近3~5年內宣傳力度很大，被認為是一種壓損小、準確度高，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，并不是節能儀表；其準確度有人做過(guò)標定*1，在大管徑下(D>300mm)；流出系數的分散度約為5%。其主要優(yōu)點(diǎn)是采取了環(huán)形通道，具有整流效果，因而要求直管段長(cháng)度較其他節流裝置小得多，在管徑日益增大，現場(chǎng)難以滿(mǎn)足流量?jì)x表所需的直管段長(cháng)度，還是一個(gè)應肯定的突出優(yōu)點(diǎn)。

③低壓損管(lo-loss)相關(guān)資料公布已三十年，類(lèi)似縮短了的文丘利管，主要特點(diǎn)是長(cháng)久壓損小。

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

2、插入式：結構簡(jiǎn)單，安裝方便，價(jià)廉，且可不斷流裝折，但準確度較低，僅適用于大管道流量檢測，在能源監測中可用于準確度要求不高的場(chǎng)合。

①測點(diǎn)速：通過(guò)測管道中一點(diǎn)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ISO7145評估，準確度為±3%，如直管段不足30D，準確度將低于±5%*3。

*近在市場(chǎng)上推出一種類(lèi)似變形皮托管的測管，*大優(yōu)點(diǎn)是不易堵塞，在管道上方安放三支，每支需用一個(gè)差壓變送器，價(jià)格較貴。據稱(chēng)按ISO3966設計，但并未達到該標準所要求在橫截面上安排20個(gè)測點(diǎn)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(shí)，影響準確度*大的干擾系數γ*5。因此，測量誤差將會(huì )超出±3%。

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

3、無(wú)阻力件流量?jì)x表。這類(lèi)儀表的特點(diǎn)是機械結構簡(jiǎn)單，管道內無(wú)任何阻力件，壓損小、準確高，是*有發(fā)展潛力的流量?jì)x表，如超聲、科氏、電磁、近五年市場(chǎng)年增長(cháng)率分別達到10.4%、6.9%、2.4%。

①電磁：在流量?jì)x表市場(chǎng)中雖居首位，但僅可測電導率大于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：管內雖無(wú)阻力件，但要求流體在儀表中流向轉1800，因此壓損較大，準確度可高達±0.5%以上，管徑目前均小于0.25米，可用于貿易核算要求**計量的場(chǎng)合。

③超聲：可用于多種流體，準確度可高達±0.5%，壓損小，量程比大，國內外已制定相關(guān)標準，是*理想的能源監測儀表。目前除價(jià)格較貴影響選用外，據用戶(hù)反映，在現場(chǎng)應用中、抗噪聲性能還有待進(jìn)一步改善。

五、小結

1、儀表選型應**、理性。本文從能源監測的角度出發(fā)，強調了流量?jì)x表具有準確度高、長(cháng)久壓損小，價(jià)格低廉的幾個(gè)特點(diǎn)。從上所述，目前還沒(méi)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(diǎn)，或是有標準可遵循(如孔板)、或是準確較高，當管徑不大時(shí)，壓損的問(wèn)題也并不突出，不必因噎廢食。因此，選型應**，綜合考慮，過(guò)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?jì)x表有很多類(lèi)型，處于一種“春秋戰國”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，以其結構簡(jiǎn)單，功能完善，日益受到用戶(hù)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(guò)長(cháng)難以滿(mǎn)足等缺點(diǎn)，市場(chǎng)發(fā)展呈下降趨勢，年增長(cháng)率為-2.3%。新的節流裝置也在不斷地涌現，所以新型流量?jì)x表取代經(jīng)典式傳統儀表將是一個(gè)較漫長(cháng)的過(guò)程，并非一朝一夕之事。