1,、渦街流量計(jì)與孔板流量計(jì)目前的技術(shù)水平

    渦街流量計(jì)的基本結(jié)構(gòu)由渦街發(fā)生體,、檢測(cè)元件,、信號(hào)處理放大電路組成,，目前對(duì)于渦街發(fā)生體的研究已達(dá)到相當(dāng)完善的程度,，以三角型發(fā)生體為最佳型體,，檢測(cè)元件有熱敏電阻,、應(yīng)變片,、壓電晶體,、差動(dòng)電容,、超聲波等。信號(hào)處理部分有許多已微機(jī)化,。

    渦街流量計(jì)具有安裝方便（可直接在管道上安裝）,、體積小、互換性強(qiáng),、長(zhǎng)期運(yùn)行精度高,，可適用于大多數(shù)液體、氣體和蒸氣測(cè)量,。目前世界市場(chǎng)的渦街流量計(jì)的銷售額每年遞增30%左右,。

    目前,孔板流量計(jì)的技術(shù)發(fā)展水平仍以確定的經(jīng)驗(yàn)公式為基礎(chǔ),，1980年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織將R541與R781兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)合并成標(biāo)準(zhǔn)ISO5167（1980）,。

    孔板節(jié)流裝置由于結(jié)構(gòu)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(cè)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(bǔ)。

2,、渦街流量計(jì)與孔板流量計(jì)綜合性能評(píng)價(jià)

    孔板流量計(jì)（簡(jiǎn)稱孔板）由節(jié)流件取壓裝置和差壓變送器組成,，導(dǎo)壓管對(duì)于易凍的場(chǎng)所需要有伴熱措施，一個(gè)流量測(cè)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(dǎo)壓管需加隔離液，由于伴熱或工藝操作不穩(wěn),，正,、負(fù)導(dǎo)壓管隔離液液線常常不等，產(chǎn)生液柱差,，使流量指示不準(zhǔn),。

    以上都會(huì)使流量系數(shù)發(fā)生變化，測(cè)量精度降低,管縮短導(dǎo)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(qū),。

    渦街流量計(jì)（簡(jiǎn)稱渦街）只有3個(gè)靜密封點(diǎn)，不易泄漏,，沒(méi)有流動(dòng)的死區(qū),，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(shù)長(zhǎng)期不變。

    但渦街在有振動(dòng)場(chǎng)合使用時(shí),，會(huì)使流量測(cè)量不準(zhǔn),。目前，市場(chǎng)上已推出抗振型的渦街,，來(lái)克服振動(dòng)對(duì)流量測(cè)量不準(zhǔn)的影響,。

   （1）初步投資

    一臺(tái)進(jìn)口渦街大約2萬(wàn)元人民幣（Dn15-Dn80），而一臺(tái)節(jié)流裝置包括差壓變送器,、孔板及法蘭,、導(dǎo)壓管,、閥門(mén)、保溫箱或保護(hù)箱也需1.5萬(wàn)元人民幣,，從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)看,、采用渦街仍然是合算的。

    (2）安裝費(fèi)用

     渦街安裝簡(jiǎn)單,，只需保證流量計(jì)前后有一定的直管段即可,，孔板直線段、同心度,、導(dǎo)壓管,、變送器、保溫箱都有一定的安裝要求,、安裝費(fèi)用是渦街的數(shù)倍,。

   （3）維護(hù)費(fèi)用

    渦街除在計(jì)量上要求周期性標(biāo)定外，一般不會(huì)出現(xiàn)故障,，而孔板則不然,，消泄漏，定期排污,，灌隔離液,，更換導(dǎo)壓管、閥門(mén),、保溫,、清洗孔板等，有一定的維護(hù)量,。如200套流量孔板測(cè)量回路（需保溫伴熱）,，每二年，保溫伴熱系統(tǒng)改造就得投入一定的維修費(fèi),，這還不包括差壓變送器的更新,，孔板更新費(fèi)用。算下來(lái)足可以買一定數(shù)量的進(jìn)口渦街.

   （4）運(yùn)行成本

    1.蒸氣消耗費(fèi)用

    如200套流量孔板測(cè)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(jì)算，蒸汽費(fèi)用為40元/噸,，則每年需消耗蒸汽費(fèi)用大約為68.8萬(wàn)元,每個(gè)回路每年耗費(fèi)用為0.344萬(wàn)元,。

    2.能耗費(fèi)用

    渦街的壓力損失比孔板小，約是孔板的1／15,。因此,，長(zhǎng)期的運(yùn)行對(duì)泵及風(fēng)機(jī)能耗費(fèi)少。孔板是渦街15倍,，當(dāng)用于氣體或蒸汽流量測(cè)量時(shí),，由于密度小，同一管徑體積流量大,，壓力損失更是嚴(yán)重,，耗能費(fèi)更高。

    3.泄漏排污費(fèi)

    排污費(fèi)視排污次數(shù),，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(biāo),，環(huán)保部門(mén)也要對(duì)其罰款,。

   （5）長(zhǎng)期運(yùn)行精度

    孔 板的設(shè)計(jì)系統(tǒng)精度1.5%-2.5%，由于差壓與流量是非線性關(guān)系,，當(dāng)流量低于30%時(shí),，誤差增大，氣體更為嚴(yán)重,，另一方面,，由于使用介質(zhì)的長(zhǎng)期磨損，銳角變鈍,，使流量系數(shù)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(jié)構(gòu),，當(dāng)精度經(jīng)實(shí)際確定后（約為0.5%-1%測(cè)量值）,，精度幾乎是不變的。

   （6）可互換性

    同一臺(tái)渦街可測(cè)量氣體,、液體及蒸汽的流量,，電子線路板及敏感元件對(duì)不同口徑的流量計(jì)來(lái)說(shuō)都有是通用的，信號(hào)輸出通常有三種形式：脈沖,、模擬及數(shù)字信號(hào),。可以通過(guò)電路板的開(kāi)關(guān)來(lái)切換,，用戶可隨時(shí)根據(jù)自己的需要切換到另一種輸出信號(hào),。更改量程也很容易，對(duì)模擬輸出來(lái)說(shuō),，只需改變輸入的脈沖頻率就行了,。

    孔板則不然，孔徑是為特定的介質(zhì)而設(shè)計(jì)的,，互換性差,，改變量程也比較困難，需重新計(jì)算孔板,。

   （7）量程比

    由于渦街的輸出頻率與流量成線性關(guān)系,，則流量的量程比可達(dá)20：1－80：1，例如：Foxboro公司的渦街流量計(jì)測(cè)量氣體及蒸氣的量程比為80：1,，測(cè)量液體的量程比為40：1,，能適應(yīng)工藝流量測(cè)量量程較大的要求，精度仍能保證,。

    差壓流量計(jì)的差壓與流量成非線性關(guān)系,，在小流量時(shí)測(cè)量不準(zhǔn)，量程比只有3：1－5：1,。如果擴(kuò)大量程比,，必須設(shè)法提高差壓變送器的精度。

   （8）可靠性

    現(xiàn)在有種更為可靠的渦街出現(xiàn),，它在一個(gè)表體上安裝了兩套電子線路,、兩套敏感元件，且相互獨(dú)立,，可用于重要的流量測(cè)量場(chǎng)合,，差壓式流量計(jì)難以做到這點(diǎn)。

   （9）節(jié)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(cè)量蒸氣,，造成壓力損失為0.03-0.05Mpa,，如按0.03Mpa算，這塊孔板所耗電能為82kW,，按一年300天計(jì),，每年耗電59萬(wàn)kW/h折算標(biāo)準(zhǔn)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(jì)，則每年僅耗煤3.34噸,，僅占孔板能耗的3.33%,。

   （10）一次元件的流量特性對(duì)控制系統(tǒng)產(chǎn)生的影響

    由于渦街的輸出頻率與流量成線性關(guān)系，當(dāng)它與調(diào)節(jié)閥,、調(diào)節(jié)器集成一個(gè)控制系統(tǒng)時(shí),，相當(dāng)于一個(gè)時(shí)滯和時(shí)間常數(shù)都小到可忽略的一個(gè)滯后環(huán)節(jié)，可視為比例環(huán)節(jié),，廣義對(duì)象的特性完全取決于回路中其他環(huán)節(jié),，對(duì)控制系統(tǒng)幾無(wú)影響，

    孔板則不然,，由于它的輸出與流量成線性關(guān)系,，回路增益隨著流量而變化，雖然利用調(diào)節(jié)閥的流量特性來(lái)補(bǔ)償廣義對(duì)象的線性影響,，但效果并不明顯,，因此,，必須引入開(kāi)方器，開(kāi)方器的引入雖然使廣義對(duì)象的特性不隨工作點(diǎn)而變化,，明顯改變了調(diào)節(jié)品質(zhì),，但在小流量時(shí)反應(yīng)快、靈敏,、容易引起系統(tǒng)調(diào)節(jié)誤差增大,。

    綜上所述，渦街在許多流量測(cè)量中用渦街來(lái)代替孔板是可行的,，既省錢又省力,，它確實(shí)給流量測(cè)量來(lái)許多好處。

作者:楊小姐@磁翻板液位計(jì)修訂1.1  2011-02-04
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