如何選用能源監(jiān)測流量儀表

　　一節(jié)能形勢嚴(yán)峻，不能再掉以輕心
　　
　　我國制定了國標(biāo)GB17167（用能單位能源計量器具配備和管理通則），要求耗能達(dá)一定水平的單位及設(shè)備都必須安裝儀表進(jìn)行監(jiān)測，用科學(xué)的方法，以數(shù)字來評估節(jié)能降耗的效果。
　　
　　二流量儀表在能源監(jiān)測中的重要地位
　　
　　在GB17167標(biāo)準(zhǔn)中，有五條（4.3.2，4.3.3，4.3.4，4.3.5，4.3.8）為強(qiáng)制條款，它規(guī)定了用能達(dá)到一定水平的單位與設(shè)備必須安裝監(jiān)測儀表，而且對監(jiān)測儀表種類及其準(zhǔn)確度等級都做了明確規(guī)定。
　　
　　在能源監(jiān)測儀表中，除電能用電表、固態(tài)能源煤用稱重儀表外，其他氣態(tài)、液態(tài)能源（如原油、成品油、重油、渣油、天然氣、煤氣、液化氣……）以及載能工質(zhì)（水、蒸汽）都必須采用流量儀表，在流程工業(yè)連續(xù)作業(yè)時，固態(tài)煤也可用沖板式流量計或氣固二相微波流量計。空氣與水和蒸汽一樣也是一種載能工質(zhì)，如火電廠鍋爐送風(fēng)，用于風(fēng)動工具的壓縮空氣;以空氣為載體用管道來輸送固體物質(zhì)等，也應(yīng)監(jiān)測它的耗能。因此流量儀表是能源監(jiān)測儀表中比重zui大的重要儀表。
　　
　　三能源監(jiān)測流量儀表的特點
　　
　　1.*壓損不能太高
　　
　　GB17167要求流量儀表監(jiān)測能源、評估節(jié)能降耗的效果。而對絕大多數(shù)的流量儀表而言，因其阻力件（如孔板、內(nèi)錐、漩渦發(fā)生體、檢測桿等）都會產(chǎn)生不可恢復(fù)的壓力損失，這種能耗如同機(jī)械運動中的摩擦一樣是不可逆的，其大小取決于阻力件的形式，因此用這些能源監(jiān)測流量儀表不僅不節(jié)能，而且還會消耗能量。有些耗能之大不可忽視（如孔板、漩進(jìn)式等）。在此特定情況下，應(yīng)力求選用那些能耗較小的流量儀表。
　　
　　（1）*壓損計算公式。（可參見R.W.Miller流量測量工程手冊）
　　
　　（2）年運行費，流量儀表因其阻力件所造成的能耗，必需加大泵（或風(fēng)機(jī)）的動力以維持正常的工藝流程，其年運行費應(yīng)引起足夠的重視。
　　
　　（3）舉例說明：計算孔板、內(nèi)錐、均速管3種流量儀表在不同管徑下的年運行費，介質(zhì)為空氣，流量按平均流速為25m/s，孔板b為0.62，內(nèi)錐b為0.70，風(fēng)機(jī)效率：0.85。電費若按每千瓦小時為0.8元人民幣，計算結(jié)果列于表1。　　
　　2.準(zhǔn)確度不能太低
　　
　　既然要求流量儀表對節(jié)能效果進(jìn)行量化，用具體的數(shù)字來評估節(jié)能效果，就應(yīng)具有必要的準(zhǔn)確度。但也并非越準(zhǔn)確越好，因為準(zhǔn)確度高的儀表價格都十分昂貴。為此，GB17167針對監(jiān)測對象做了合理、具體的規(guī)定;如測燃油量準(zhǔn)確度應(yīng)為0.5～1級;測氣體燃料為2級;測載能工質(zhì)可低至2～2.5級。
　　
　　四能源監(jiān)測流量儀表的選用
　　
　　1.節(jié)流裝置
　　
　　以節(jié)流為原理的流量儀表，種類較多，可經(jīng)受較惡劣的工況，占流量儀表市場的50%以上。以下從節(jié)能角度提供幾種：
　　
　　（1）孔板，積累了數(shù)十年的使用經(jīng)驗，建立了數(shù)以萬計的數(shù)據(jù)庫，且具有國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)，也是目前裝表率zui大的一種儀表。但近二年公布實施了ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步要求前直管段長度，應(yīng)用面臨較大的困境，從表1所列數(shù)據(jù)可看出，當(dāng)管徑大于0.3m后，由壓損所引起的年運行費已十分可觀，在強(qiáng)調(diào)節(jié)能降耗的今天，難以選用，在國內(nèi)外的市場占用率均呈下降趨勢。
　　
　　（2）內(nèi)錐（參閱本刊2006.9.P63～65）由美國McCrometer公司1986年推向市場，其特點為可測多相臟污流體（如焦?fàn)t煤氣）;且由于錐體形成了環(huán)形通道，具有整流作用，因而所要求的前直管段長度大大低于經(jīng)典的節(jié)流裝置，天津科特公司是研制、銷售內(nèi)錐的專業(yè)企業(yè)，其對內(nèi)錐有關(guān)壓損及準(zhǔn)確度的研究、測試有如下結(jié)果。
　　
　　（a）準(zhǔn)確度
　　
　　該公司對口徑100～800mm的內(nèi)錐，在水流量裝置上進(jìn)行了標(biāo)定，其流出系數(shù)C的離散度為1.5～5.68%。該公司認(rèn)為，當(dāng)管徑大于0.2m時，由于加工、安裝的原因，將可能引入較大的誤差。這里要強(qiáng)調(diào)的是，儀表的誤差還應(yīng)包括校驗裝置的不確定度。因此，并非有些文章介紹的為5%。
　　
　　（b）壓損
　　
　　內(nèi)錐的*壓損DPe為：
　　
　　DPe=（1.3-1.25b）DP
　　
　　式中，DP為輸出差壓。
　　
　　根據(jù)不同的b值來計算孔板，內(nèi)錐等流量儀表*壓損與輸出差壓的比值列于表2。數(shù)據(jù)表明：在b值較小時，內(nèi)錐的壓損與孔板十分接近（見圖1）;如果選用較大的b值，意味著環(huán)形通道加大，整流效果將降低，又引起準(zhǔn)確度下降。從上述分析來看，內(nèi)錐壓損較大，僅次于孔板，特別是管徑較大時其壓損所引起的年運行費也是十分可觀的（見表1），需要慎用。它并不是節(jié)能儀表，因此，“從節(jié)能降耗的要求來推廣內(nèi)錐流量計的必要性”（工業(yè)計量2005年3期P16-19）理由是不充分的。