用渦街流量計代替孔板流量計的探討
2018/11/30 14:05:03 點(diǎn)擊：
1、渦街流量計與孔板流量計目前的技術(shù)水平
渦街流量主的基本結構由渦街發(fā)生體、檢測元件、信號處理放大電路組成，目前對于渦街發(fā)生體的研究已達到相當完善的程度，以三角型發(fā)生體為最佳型體，檢測元件有熱敏電阻、應變片、壓電晶體、差動(dòng)電容、超聲波等。信號處理部分有許多已微機化。渦街流量計具有安裝方便（可直接在管道上安裝）、體積小、互換性強、長(cháng)期運行精度高，可適用于大多數液體、氣體和蒸氣測量。目前世界市場(chǎng)的渦街流量計的銷(xiāo)售額每年遞增30%左右。
目前,孔板流量計的技術(shù)發(fā)展水平仍以確定的經(jīng)驗公式為基礎，1980年國際標準化組織將R541與R781兩個(gè)標準合并成標準ISO5167（1980）。
孔板節流裝置由于結構簡(jiǎn)單，造價(jià)低、可靠等優(yōu)點(diǎn)，它幾乎適用于所有介質(zhì)測量，而與之配套的差壓變送器發(fā)展迅速，使其本身具有的不足得以彌補。
2、渦街流量計與孔板流量計綜合性能評價(jià)
孔板流量計（簡(jiǎn)稱(chēng)孔板）由節流件取壓裝置和差壓變送器組成，導壓管對于易凍的場(chǎng)所需要有伴熱措施，一個(gè)流量測量回路靜密封點(diǎn)為20個(gè)左右，使用中存在如下問(wèn)題：
易凍、易堵、易漏、伴熱容易造成差壓變送器器件老化、某些場(chǎng)合導壓管需加隔離液，由于伴熱或工藝操作不穩，正、負導壓管隔離液液線(xiàn)常常不等，產(chǎn)生液柱差，使流量指示不準。
以上都會(huì )使流量系數發(fā)生變化，測量精度降低,管縮短導壓管把差壓變送器直接安裝在管道上，但仍有流動(dòng)的死區。
渦街流量計（簡(jiǎn)稱(chēng)渦街）只有3個(gè)靜密封點(diǎn)，不易泄漏 ，沒(méi)有流動(dòng)的死區，不需伴熱保溫，不受流體重度、溫度、壓力、和粘度等影響，流量系數長(cháng)期不變。
但渦街在有振動(dòng)場(chǎng)合使用時(shí)，會(huì )使流量測量不準。目前，市場(chǎng)上已推出抗振型的渦街，來(lái)克服振動(dòng)對流量測量不準的影響。
（1）初步投資
一臺進(jìn)口渦街大約2萬(wàn)元人民幣（DN15-DN50），而一臺節流裝置包括差壓變送器、孔板及法蘭、導壓管、閥門(mén)、保溫箱或保護箱也需1.5萬(wàn)元人民幣，從長(cháng)遠觀(guān)點(diǎn)看、采用渦街仍然是合算的。
(2）安裝費用
渦街安裝簡(jiǎn)單，只需保證流量計前后有一定的直管段即可，孔板直線(xiàn)段、同心度、導壓管、變送器、保溫箱都有一定的安裝要求、安裝費用是渦街的數倍。
（3）維護費用
渦街除在計量上要求周期性標定外，一般不會(huì )出現故障，而孔板則不然，消漏，定期排污，灌隔離液，更換導壓管、閥門(mén)、保溫、清洗孔 板等，有一定的維護量。如200套流量孔板測量回路（需保溫伴熱），每二年，保溫伴熱系統改造就得投入一定的維修費，這還不包括差壓變送器的更新，孔板更新費用。算下來(lái)足可以買(mǎi)一定數量的進(jìn)口渦街.
（4）運行成本
1.蒸氣消耗費用
如200套流量孔板測量回路（需保溫伴熱），每 個(gè)伴熱點(diǎn)耗汽0.02t/h，如果每年平均按4300小時(shí)計算，蒸汽費用為40元/噸，則每年需消耗汽費用大約為68.8萬(wàn)元,每個(gè)回路每年耗費用為0.344萬(wàn)元。
2.能耗費用
渦街的壓力損失比孔板小，約是孔板的1／15。因此，長(cháng)期的運行對泵及風(fēng)機能耗費少�？� 板是渦街的15倍，當用于氣體或蒸汽流量測量時(shí)，由于密度小，同一管徑體積流量大，壓力損失更是嚴重，耗能費更高。
3.泄漏排污費
排污費視排污次數，一般為每年約20次左右，排出的污物及物料污染大氣環(huán)境，污水超標，環(huán)保部門(mén)也要對其罰款。
（5）長(cháng)期運行精度
孔 板的設計系統精度1.5%-2.5%，由于差壓與流量是菲線(xiàn)性關(guān)系，當流量低于30%時(shí)，誤差增大，氣體太為嚴重，另一方面，由于使用介質(zhì)的長(cháng)期磨損，銳角變鈍，使流量系數發(fā)生變化，也是影響精度的一個(gè)重要原因。
由于渦街的特殊結構，當精度經(jīng)實(shí)際確定后（約為0.5%-1%測量值），精度幾乎是不變的。
（6）可互換性
同一臺渦街可測量氣體、液體及蒸汽的流量，電子線(xiàn)路板及敏感元件對不同呂徑的流量計來(lái)說(shuō)都有是通用的，信號輸出通常有三種形式：脈沖、模擬及數字信號�？梢酝ㄟ^(guò)電路板的開(kāi)關(guān)來(lái)切換，用戶(hù)可隨時(shí)根據自己的需要切換到另一種輸出信號。更改量程也很容易，對模擬輸出來(lái)說(shuō)，只需改變輸入的脈沖頻率行了。
孔板則不然，孔徑是為特定的介質(zhì)而設計的，互換性差，改變量程也比較困難，需重新計算孔板。
（7）量程比
由于渦街的輸出頻率與流量成線(xiàn)性關(guān)系，則流量的量程比可達20：1－80：1，例如：Foxboro公司的渦街流量計測量氣體及蒸氣的量程比為80：1，測量液體的量程比為40：1，能適應工藝流量測量量程較大的要求，精度仍能保證。
差壓流量計的差壓與流量成非線(xiàn)性關(guān)系，在小流量時(shí)測量不準，量程比只有3：1－5：1。如果擴大量程比，必須設法提高差壓變送器的精度。
（8）可靠性
現在有種更為可靠的渦街出現，它在一個(gè)表體上安裝了兩套電子線(xiàn)路、兩套敏感元件，且相互獨立，可用于重要的流量測量場(chǎng)合，差壓式流量計難以做到這點(diǎn)。
（9）節能效果
如蒸氣用量為120t/h,壓力為3.9Mpa,溫度為445oC,如果用孔 板測量蒸氣，造成壓力損失為0.03-0.05Mpa，如按0.03Mpa算，這塊孔 板所豪耗電能為82kW，按一年300天計，每年耗電59萬(wàn)kW/h折算標準煤為68.5t,如果采用渦街能耗僅為孔 板的1/15-1/20,若以1／20計，則每年僅耗煤3.34噸，僅占孔 板能耗的3.33%。
渦街流量主的基本結構由渦街發(fā)生體、檢測元件、信號處理放大電路組成，目前對于渦街發(fā)生體的研究已達到相當完善的程度，以三角型發(fā)生體為最佳型體，檢測元件有熱敏電阻、應變片、壓電晶體、差動(dòng)電容、超聲波等。信號處理部分有許多已微機化。渦街流量計具有安裝方便（可直接在管道上安裝）、體積小、互換性強、長(cháng)期運行精度高，可適用于大多數液體、氣體和蒸氣測量。目前世界市場(chǎng)的渦街流量計的銷(xiāo)售額每年遞增30%左右。
目前,孔板流量計的技術(shù)發(fā)展水平仍以確定的經(jīng)驗公式為基礎，1980年國際標準化組織將R541與R781兩個(gè)標準合并成標準ISO5167（1980）。
孔板節流裝置由于結構簡(jiǎn)單，造價(jià)低、可靠等優(yōu)點(diǎn)，它幾乎適用于所有介質(zhì)測量，而與之配套的差壓變送器發(fā)展迅速，使其本身具有的不足得以彌補。
2、渦街流量計與孔板流量計綜合性能評價(jià)
孔板流量計（簡(jiǎn)稱(chēng)孔板）由節流件取壓裝置和差壓變送器組成，導壓管對于易凍的場(chǎng)所需要有伴熱措施，一個(gè)流量測量回路靜密封點(diǎn)為20個(gè)左右，使用中存在如下問(wèn)題：
易凍、易堵、易漏、伴熱容易造成差壓變送器器件老化、某些場(chǎng)合導壓管需加隔離液，由于伴熱或工藝操作不穩，正、負導壓管隔離液液線(xiàn)常常不等，產(chǎn)生液柱差，使流量指示不準。
以上都會(huì )使流量系數發(fā)生變化，測量精度降低,管縮短導壓管把差壓變送器直接安裝在管道上，但仍有流動(dòng)的死區。
渦街流量計（簡(jiǎn)稱(chēng)渦街）只有3個(gè)靜密封點(diǎn)，不易泄漏 ，沒(méi)有流動(dòng)的死區，不需伴熱保溫，不受流體重度、溫度、壓力、和粘度等影響，流量系數長(cháng)期不變。
但渦街在有振動(dòng)場(chǎng)合使用時(shí)，會(huì )使流量測量不準。目前，市場(chǎng)上已推出抗振型的渦街，來(lái)克服振動(dòng)對流量測量不準的影響。
（1）初步投資
一臺進(jìn)口渦街大約2萬(wàn)元人民幣（DN15-DN50），而一臺節流裝置包括差壓變送器、孔板及法蘭、導壓管、閥門(mén)、保溫箱或保護箱也需1.5萬(wàn)元人民幣，從長(cháng)遠觀(guān)點(diǎn)看、采用渦街仍然是合算的。
(2）安裝費用
渦街安裝簡(jiǎn)單，只需保證流量計前后有一定的直管段即可，孔板直線(xiàn)段、同心度、導壓管、變送器、保溫箱都有一定的安裝要求、安裝費用是渦街的數倍。
（3）維護費用
渦街除在計量上要求周期性標定外，一般不會(huì )出現故障，而孔板則不然，消漏，定期排污，灌隔離液，更換導壓管、閥門(mén)、保溫、清洗孔 板等，有一定的維護量。如200套流量孔板測量回路（需保溫伴熱），每二年，保溫伴熱系統改造就得投入一定的維修費，這還不包括差壓變送器的更新，孔板更新費用。算下來(lái)足可以買(mǎi)一定數量的進(jìn)口渦街.
（4）運行成本
1.蒸氣消耗費用
如200套流量孔板測量回路（需保溫伴熱），每 個(gè)伴熱點(diǎn)耗汽0.02t/h，如果每年平均按4300小時(shí)計算，蒸汽費用為40元/噸，則每年需消耗汽費用大約為68.8萬(wàn)元,每個(gè)回路每年耗費用為0.344萬(wàn)元。
2.能耗費用
渦街的壓力損失比孔板小，約是孔板的1／15。因此，長(cháng)期的運行對泵及風(fēng)機能耗費少�？� 板是渦街的15倍，當用于氣體或蒸汽流量測量時(shí)，由于密度小，同一管徑體積流量大，壓力損失更是嚴重，耗能費更高。
3.泄漏排污費
排污費視排污次數，一般為每年約20次左右，排出的污物及物料污染大氣環(huán)境，污水超標，環(huán)保部門(mén)也要對其罰款。
（5）長(cháng)期運行精度
孔 板的設計系統精度1.5%-2.5%，由于差壓與流量是菲線(xiàn)性關(guān)系，當流量低于30%時(shí)，誤差增大，氣體太為嚴重，另一方面，由于使用介質(zhì)的長(cháng)期磨損，銳角變鈍，使流量系數發(fā)生變化，也是影響精度的一個(gè)重要原因。
由于渦街的特殊結構，當精度經(jīng)實(shí)際確定后（約為0.5%-1%測量值），精度幾乎是不變的。
（6）可互換性
同一臺渦街可測量氣體、液體及蒸汽的流量，電子線(xiàn)路板及敏感元件對不同呂徑的流量計來(lái)說(shuō)都有是通用的，信號輸出通常有三種形式：脈沖、模擬及數字信號�？梢酝ㄟ^(guò)電路板的開(kāi)關(guān)來(lái)切換，用戶(hù)可隨時(shí)根據自己的需要切換到另一種輸出信號。更改量程也很容易，對模擬輸出來(lái)說(shuō)，只需改變輸入的脈沖頻率行了。
孔板則不然，孔徑是為特定的介質(zhì)而設計的，互換性差，改變量程也比較困難，需重新計算孔板。
（7）量程比
由于渦街的輸出頻率與流量成線(xiàn)性關(guān)系，則流量的量程比可達20：1－80：1，例如：Foxboro公司的渦街流量計測量氣體及蒸氣的量程比為80：1，測量液體的量程比為40：1，能適應工藝流量測量量程較大的要求，精度仍能保證。
差壓流量計的差壓與流量成非線(xiàn)性關(guān)系，在小流量時(shí)測量不準，量程比只有3：1－5：1。如果擴大量程比，必須設法提高差壓變送器的精度。
（8）可靠性
現在有種更為可靠的渦街出現，它在一個(gè)表體上安裝了兩套電子線(xiàn)路、兩套敏感元件，且相互獨立，可用于重要的流量測量場(chǎng)合，差壓式流量計難以做到這點(diǎn)。
（9）節能效果
如蒸氣用量為120t/h,壓力為3.9Mpa,溫度為445oC,如果用孔 板測量蒸氣，造成壓力損失為0.03-0.05Mpa，如按0.03Mpa算，這塊孔 板所豪耗電能為82kW，按一年300天計，每年耗電59萬(wàn)kW/h折算標準煤為68.5t,如果采用渦街能耗僅為孔 板的1/15-1/20,若以1／20計，則每年僅耗煤3.34噸，僅占孔 板能耗的3.33%。
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