流量儀表在節能監測中的地位
　　事實說明，節能降耗僅宣傳無濟於事

，必須立法，用具體的數字、指標進行監督
，並落實到各級地方和企業領導。為此
，製定了國標GB17167－2006
，其中五條（4.3.2，4.3.3，4.3.4，4.3.5，4.3.8）為wei強qiang製zhi條tiao款kuan
，不bu僅jin規gui定ding了le用yong能neng達da到dao一yi定ding水shui平ping的de單dan位wei與yu設she備bei必bi須xu安an裝zhuang監jian測ce儀yi表biao，而er且qie對dui用yong能neng的de大da小xiao
，監jian測ce儀yi表biao的de種zhong類lei以yi及ji準zhun確que度du的de等deng級ji都dou做zuo了le明ming確que的de規gui定ding。
在能源監測儀表中

，除電能用電表、固態煤用稱重儀表外，其他氣態、液態能源（如原油、成品油
、重油、渣油、天然氣、液化氣
、煤氣…），以及載能工質（水蒸汽）都(dou)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)流(liu)量(liang)儀(yi)表(biao)，即(ji)使(shi)對(dui)於(yu)固(gu)態(tai)煤(mei)，在(zai)流(liu)程(cheng)工(gong)業(ye)連(lian)續(xu)作(zuo)業(ye)時(shi)
，也(ye)可(ke)采(cai)用(yong)衝(chong)板(ban)式(shi)流(liu)量(liang)計(ji)
，或(huo)氣(qi)固(gu)二(er)相(xiang)微(wei)波(bo)流(liu)量(liang)計(ji)。因(yin)此(ci)，流(liu)量(liang)儀(yi)表(biao)在(zai)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)監(jian)測(ce)中(zhong)具(ju)有(you)舉(ju)足(zu)輕(qing)重(zhong)、無法替代的重要地位。


　　能源監測流量儀表的特點
　　流量儀表的原理多達十餘種
，類型近200多
，合理選用並非舉手之勞，限於篇幅本文略去一般的選型規則，著重談一下在能源監測中選擇流量儀表應注意的兩個問題：

　　準確度
　　能源監測中，流量儀表的準確度應放在重要的位置上
，GB17167為此也做了合理、明(ming)確(que)的(de)規(gui)定(ding)。既(ji)然(ran)要(yao)求(qiu)流(liu)量(liang)儀(yi)表(biao)對(dui)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)的(de)效(xiao)果(guo)進(jin)行(xing)準(zhun)確(que)的(de)量(liang)化(hua)，它(ta)就(jiu)應(ying)具(ju)有(you)必(bi)要(yao)的(de)準(zhun)確(que)度(du)。否(fou)則(ze)，知(zhi)之(zhi)渺(miao)渺(miao)
，如(ru)何(he)評(ping)估(gu)節(jie)能(neng)效(xiao)果(guo)


，又(you)如(ru)何(he)“對症下藥”，進一步采取節能措施呢
？當然
，也並非越準確越好
，因為準確度高的儀表價格都十分昂貴，還應考慮企業的承受能力。因此GB17167實事求是地根據監測對象做了不同的要求：如測燃油流量，準確度應為0.5～1級
；測天然氣、煤氣流量可為2級；而測水
、水蒸汽流量可低至2～2.5級。這裏要強調的是準確度
，不是流量係數的分散度
，還應包括校驗裝置的流量不確定度。
因此，有些儀表，如測點速來推算流量的儀表（如雙文丘利

、皮托管…）就不宜選為能源監測儀表，特別是在管徑較大、直管段長度無法保證，管內流速分布不理想的情況

，更應避免。

　　永久壓損　
　　用yong於yu監jian測ce降jiang耗hao的de流liu量liang儀yi表biao，不bu僅jin本ben身shen不bu節jie能neng，而er且qie還hai將jiang以yi壓ya力li損sun失shi的de形xing式shi消xiao耗hao能neng源yuan

，耗hao能neng的de大da小xiao取qu決jue於yu儀yi表biao的de結jie構gou。當dang流liu體ti流liu過guo儀yi表biao內nei阻zu力li件jian時shi
，（如孔板、噴咀、內錐、漩渦發生體、檢測杆、靶…），都dou將jiang會hui在zai阻zu力li件jian後hou產chan生sheng漩xuan渦wo，如ru同tong機ji械xie運yun動dong中zhong的de摩mo擦ca

，這zhe是shi一yi個ge不bu可ke逆ni等deng熵shang過guo程cheng，將jiang消xiao耗hao流liu體ti的de能neng量liang
，使shi流liu體ti的de壓ya力li不bu可ke能neng恢hui複fu到dao原yuan來lai的de數shu值zhi。噴pen咀ju、內nei錐zhui等deng流liu量liang儀yi表biao都dou會hui有you這zhe樣yang的de損sun失shi。丘qiu利li管guan雖sui有you擴kuo張zhang段duan可ke使shi流liu體ti的de動dong能neng轉zhuan換huan為wei位wei能neng，也ye存cun在zai流liu體ti與yu管guan壁bi摩mo擦ca產chan生sheng的de壓ya損sun，隻zhi是shi較jiao漩xuan渦wo產chan生sheng的de壓ya損sun要yao小xiao得de多duo。
　　永久壓損計算公式：本文略
，參見R、W
、Miller 流量測量工程手冊。
　　由於儀表內部的阻力件所造成的流體能量損失，將使流動減緩，流量降低。為維持正常的工藝過程，必需加大泵（或風機）的動力；增加的這部分動力是由於流量儀表的壓損引起的。對有些儀表來說
，這是一個不菲的數字。
　　以下計算了三種常用儀表（孔板
、內錐、均速管）
，在不同口徑下的年運行費
，列於表１。
　　以上計算流體為空氣
，流量按管內平均流速的25m/s計算
，溫度20℃，壓力102kpa。風機效率為0.85，孔板為0.62
；內錐為0.7；全年工作8760小時（365×24），電費每千瓦小時為0.8元人民幣。如假設參數變化
，結果會有不同。因此，上述計算結果隻能做為不同儀表耗能的定性評估。
　　表1所列的數據表明：當孔板口徑大於0.3米；內錐口徑大於0.5米時，年運行費過於巨大，難以令人接受。但當管徑較小時，仍可應用。均速管這類插入式儀表壓損小，特別適用於大口徑管道。

　　幾種類型流量儀表的選用
　　節流裝置
　　這類儀表可經受惡劣的工況
，占流量儀表市場50%以上的份額
，曆史悠久
，根據應用中的問題，仍不斷湧現新型的儀表。

　　■ 孔板
　　孔板積累了數十年的使用經驗，建立了數以萬計的數據庫，同時具有國際
、國內標準，目前的安裝率也是最大的。但近兩年公布了ISO5167新xin標biao準zhun

，進jin一yi步bu要yao求qiu加jia長chang前qian直zhi管guan段duan後hou，應ying用yong麵mian臨lin較jiao大da困kun境jing。從cong節jie能neng角jiao度du來lai看kan，它ta是shi壓ya損sun最zui大da的de一yi類lei流liu量liang儀yi表biao。當dang管guan徑jing較jiao大da時shi，壓ya損sun所suo引yin起qi的de年nian運yun行xing費fei令ling人ren難nan以yi接jie受shou，且qie還hai因yin無wu法fa滿man足zu直zhi管guan段duan長chang度du
，準zhun確que度du也ye無wu法fa保bao證zheng，它ta在zai國guo內nei外wai市shi場chang中zhong均jun已yi呈cheng下xia降jiang的de趨qu勢shi。

　　■ 內錐
　　由美國MCCROMETER公司1986年推出
，由於流體的衝刷，可用於多相髒汙流體（如焦爐煤氣）；且因錐體有整流作用

，要求直管段長度僅幾倍管徑，在ISO5167新標準公布後，倍受業內關注。但有些宣傳，如壓損小、準確度高等言過其實。天津科特公司是研製
、銷售內錐的專業企業，對內錐的準確度及壓損進行了係統的研究、測試，結果如下：
準確度：對口徑100至800mm的內錐進行了標定
，結果列於表2。數據表明，當管徑較大時
，由於加工


、安裝的原因，所引起流出係數離散性（也反映了準確度），可達到5%。

　　壓損：內錐的永久壓損芇e計算公式為：芇e＝（1.3－1.25b）芇

，芇為輸出差壓。

　　根據不同b值，來計算孔板和內錐的永久壓損占輸出差壓的比值列於表3。數據表明，內錐的壓損


，特別是在b值較小，在0.4～0.45範圍，與孔板十分接近；而如果選用較大的b值，意味著環形通道加大，整流效果將會降低
，又會影響準確度，因此b值多選為0.55～0.65。因此，內錐流量計並不是節能儀表，從“節能降耗的要求來推廣內錐流量計的必要性”理由並不充分。

　　羅洛斯管（lo-loss）
　　入口錐角約40°，在節流後有一個錐角約5～7°的(de)擴(kuo)張(zhang)段(duan)，流(liu)體(ti)可(ke)在(zai)不(bu)產(chan)生(sheng)漩(xuan)渦(wo)狀(zhuang)態(tai)下(xia)使(shi)動(dong)能(neng)平(ping)穩(wen)地(di)轉(zhuan)化(hua)為(wei)位(wei)能(neng)，壓(ya)損(sun)小(xiao)，是(shi)一(yi)種(zhong)節(jie)能(neng)儀(yi)表(biao)，但(dan)如(ru)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)的(de)準(zhun)確(que)度(du)
，仍(reng)要(yao)求(qiu)較(jiao)長(chang)的(de)直(zhi)管(guan)段(duan)長(chang)度(du)。

　　■ 梭式
　　2005年公布的專利產品，它取內錐環形通道要求直管道較短的優點
，而避其壓損較大的缺點；又you取qu羅luo洛luo斯si管guan無wu漩xuan渦wo，動dong能neng有you序xu恢hui複fu為wei位wei能neng的de優you點dian
，在zai內nei錐zhui加jia了le一yi個ge尾wei錐zhui形xing成cheng梭suo體ti，因yin而er壓ya損sun較jiao低di。此ci外wai，專zhuan利li還hai為wei適shi應ying現xian場chang直zhi管guan段duan較jiao短duan，采cai取qu了le一yi些xie措cuo施shi以yi提ti高gao準zhun確que度du。

　　■ 插入式
　　以測管道內一點（或幾點）流速來推算流量的儀表。特點是結構簡單、價廉、安裝拆卸方便
、壓損小；但準確度往往隻能達到±2～5%，僅測一點流速的流量計
，在直管段長度不足時
，準確度可能低於±3%，製約了它被選為能源監測儀表的空間，常用有以下幾種：

　　■ 雙文丘利管
　　突出優點是結構簡單，輸出差壓較大


，但準確度根據ISO7145的評估
，最好情況下也能達到±3%，基本上無法滿足能源監測儀表對於準確度的要求。

　　■ 熱式　
　　低速性能較好，僅限於測潔淨、幹燥的氣體，不僅直管段長度而且氣體組分對準確度的影響都較大
，準確度較低，不適用於能源監測。

　　異型皮托管（亦稱測管）
　　近一、二年被國內冶金行業廣泛采用，用於測量廢氣（轉爐、焦爐煤氣…）的一種插入式流量計，其結構類似於日本的異型皮托管（見日本工業標準28808），優點在於垂直於管道軸線的切口，有利於廢氣中的固體粉塵及液滴排出
，不似一般均速管易於堵塞；此外，它是單支標定
，不存在均速管所測差壓未必是管道平均流速差壓的問題。由於其結構的特殊，其流速係數約為0.85，使shi用yong前qian必bi需xu標biao定ding。從cong能neng源yuan監jian測ce的de角jiao度du來lai評ping價jia這zhe種zhong儀yi表biao，壓ya損sun小xiao，可ke用yong於yu測ce髒zang汙wu廢fei氣qi都dou是shi突tu出chu優you點dian，而er準zhun確que度du是shi否fou能neng達da到dao相xiang關guan文wen章zhang所suo介jie紹shao的de為wei±2~3%，則令人質疑。它僅有的三個測點部位於管道上方，測點的位置及數量均未按ISO3966的要求，沒有充分反映管道中的流速分布，文章在分析誤差中“忽略”了由於流速分布不理想而引入的幹擾係數。在直管段不足時
，它將是最大的誤差源。

　　■ 均速管
　　均速管通過測管內多點流速來推算流量
，一般準確度可達到±1.5～2%，可用於能源監測中大管徑且對準確度要求不太高的場合（如測水）
，如果直管段不足，可在管道中相近截麵同時插入二支均速管，互成90°，測點的數量及位置基本可達到ISO3966的要求
，至於易堵塞問題
，可采取反吹法，也可吸取測管的優點，設計一種既有均速管易於安裝、價格低廉又不易堵塞的新型儀表。

　　■ 無阻力件流量儀表　　
　　這是近五年發展最快的一類流量儀表，據權威網站評估，以下三種儀表世界市場的年增長率分別為2%、6.9%、10.4%，其特點是管內無任何阻力件
，壓損小
，機械結構簡單
，而功能日趨完善，準確度高。

　　■ 電磁　　
　　電磁是目前流量儀表市場銷售額最大的產品，但不能測油品
、氣體能源的流量。

　　■ 科氏
　　管道中雖無阻力件，但為產生科氏力，必需強製被測流體轉180°，因而壓損較大但準確度可高達±0.2～0.5%

，口徑一般小於0.2米，無直管段要求，價格較貴。歐美各國多用它測能源及貴重的流體
，以減少貿易核算中的爭議，在中國目前尚未廣泛采用。

　　■ 超聲波
　　由於它可測氣、液各種流體
，不僅壓損小

，準確度也可高達±0.5%，量程比寬，是當前發展最快
、最適用於能源監測的流量儀表。超聲波液體流量儀表的技術已經較成熟，而聲波在氣體中的傳播阻力較通過液體大得多，據美國GE公司介紹
，接受反射回來的信息僅為發射的萬分之一，時差僅10－9－10－12ｓ。國外近七、banianjibenjiejuelexinxiweiruodenanti，yiyouchanpinwenshi

，qieyizhidinglexiangyingdebiaozhun
，chengweiguoneiwaitianranqimaoyijiesuandezhuyaojiliangyibiao
，zhishijiagehaijiaogui。guoneishanghai、北京相繼也有產品進入市場，但尚存在準確度不夠高、抗噪聲幹擾能力較低的缺點，雖已有用於測高爐焦爐煤氣，還未完全進入貿易計量領域。
　　近二年，國外已推出外夾式氣體超聲波流量計，有的廠家甚至宣稱精確度已達到±0.5%
，而據國外資深專家指出，由於受管道材質、塗層
、厚度…及安裝位置多因素的影響，客觀地說準確度達±2%，已(yi)很(hen)不(bu)易(yi)。目(mu)前(qian)來(lai)看(kan)，氣(qi)體(ti)超(chao)聲(sheng)波(bo)流(liu)量(liang)計(ji)以(yi)其(qi)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)，功(gong)能(neng)完(wan)善(shan)
，準(zhun)確(que)度(du)高(gao)，安(an)裝(zhuang)簡(jian)便(bian)，可(ke)適(shi)用(yong)於(yu)各(ge)種(zhong)管(guan)道(dao)，是(shi)能(neng)源(yuan)監(jian)測(ce)中(zhong)最(zui)具(ju)有(you)發(fa)展(zhan)潛(qian)力(li)的(de)流(liu)量(liang)儀(yi)表(biao)。

　　討論
　　本文強調用於能源監測流量儀表的兩大特點：
必(bi)要(yao)的(de)準(zhun)確(que)度(du)及(ji)較(jiao)小(xiao)的(de)壓(ya)力(li)損(sun)失(shi)。目(mu)前(qian)還(hai)沒(mei)有(you)十(shi)全(quan)十(shi)美(mei)的(de)儀(yi)表(biao)

，每(mei)一(yi)種(zhong)儀(yi)表(biao)都(dou)隻(zhi)能(neng)在(zai)某(mou)一(yi)特(te)定(ding)條(tiao)件(jian)下(xia)發(fa)揮(hui)作(zuo)用(yong)，如(ru)內(nei)錐(zhui)，當(dang)直(zhi)管(guan)段(duan)短(duan)時(shi)
，它(ta)較(jiao)經(jing)典(dian)式(shi)節(jie)流(liu)裝(zhuang)置(zhi)優(you)越(yue)
，仍(reng)可(ke)維(wei)持(chi)較(jiao)高(gao)的(de)準(zhun)確(que)度(du)，但(dan)壓(ya)損(sun)並(bing)不(bu)是(shi)宣(xuan)傳(chuan)的(de)那(na)麼(me)小(xiao)；又(you)如(ru)插(cha)入(ru)式(shi)儀(yi)表(biao)，壓(ya)損(sun)倒(dao)是(shi)不(bu)高(gao)，價(jia)格(ge)也(ye)不(bu)貴(gui)
，但(dan)準(zhun)確(que)度(du)往(wang)往(wang)滿(man)足(zu)不(bu)了(le)監(jian)測(ce)的(de)要(yao)求(qiu)。超(chao)聲(sheng)波(bo)流(liu)量(liang)計(ji)壓(ya)損(sun)小(xiao)，準(zhun)確(que)高(gao)，但(dan)價(jia)格(ge)太(tai)貴(gui)，隻(zhi)能(neng)用(yong)於(yu)重(zhong)要(yao)的(de)貿(mao)易(yi)計(ji)量(liang)，而(er)非(fei)一(yi)般(ban)用(yong)戶(hu)，處(chu)處(chu)可(ke)以(yi)選(xuan)用(yong)。因(yin)此(ci)
，選(xuan)用(yong)時(shi)要(yao)反(fan)複(fu)比(bi)較(jiao)
，切(qie)勿(wu)聽(ting)信(xin)一(yi)麵(mian)之(zhi)詞(ci)。
　　在zai儀yi表biao的de說shuo明ming書shu中zhong，廠chang商shang都dou會hui將jiang儀yi表biao的de性xing能neng介jie紹shao得de十shi分fen優you越yue
，如ru準zhun確que度du。這zhe裏li姑gu且qie不bu考kao慮lv有you些xie是shi無wu中zhong生sheng有you，有you忌ji誤wu導dao
，不bu少shao負fu責ze任ren的de廠chang家jia確que實shi是shi在zai不bu同tong的de實shi驗yan室shi中zhong，在zai相xiang對dui比bi較jiao理li想xiang的de條tiao件jian下xia，通tong過guo標biao定ding得de到dao了le這zhe些xie技ji術shu指zhi標biao，問wen題ti在zai於yu工gong業ye現xian場chang一yi般ban是shi無wu法fa滿man足zu提ti供gong實shi驗yan室shi的de理li想xiang條tiao件jian。在zai選xuan擇ze儀yi表biao時shi請qing勿wu忽hu略lve這zhe個ge因yin素su。
　　近百年來，有些流量儀表如孔板
、噴咀…在應用中不斷完善
、qiejileileshuyiwanjideshiyanshuju

，jianlilebiaozhun。danyouxiewenti，ruyasunda，yaoqiuzhiguanduantaichang，xianchangwufamanzu

，yijichangqidewendingxingjiaochadengquediannanyikefu，tebieshiISO5167新標準公布後，進一步製約了它的應用。在此背景下
，湧現了一批新的儀表，如內錐
、插入式
、超聲波…，這些儀表在開始問世時，會有些缺點
，有待在實踐中不斷改進、完善、mianduizhegewenti，yeneizhuanjiamenjiujingcaiqushenmetaidu

，shihengjiazhize，haishimangmuzhichi？doubukequ。zhiyoukendingyoudian
，zhichubuzu


，bingtichugaijinyijiancaiyouzhuyuxinchanpindebuduanwanshan

，zhubuqudaiwufashiyinggongchengjishubuduanfazhandejiuchanpin。“沉舟斜畔千帆過”
，這是不以人主觀意願為轉移的客觀規律。