准确度与节能效应流量仪表

易忽视的重要因素—装置直管段长度

应是试验室经严格的顺序标定后确定的但在现场条件下，   流量仪表的生产厂家在技术文件中都注明了准确度。大多数流量仪表都难以达到这个准确度。

但口径未超过0.25m流速分布对准确度有举足轻重的影响。   对绝大多数流量仪表来说（容积式、科式虽可除外。

、国内行业规范为此都明确规定了流量仪表前应有30D后有5DD为管内径）直管段长度。

管内的流速分布才干达到充分发展紊流，只有这样。具有确定的分布规律，采用在试验室标定的流量系数，才可保证达到厂家所说的准确度[1]

从工艺角度动身会有形形色色的各种阻力件（弯头、阀门、变径管、歧管等）   但实际安装的现场。

十分复杂。从节约空间的角度考虑，其入口流速分布也是变化莫测。也不可能安排流量仪表有如此长的直管段长度。

流量仪表在现场应用中所达到准确度将远远低于厂家提供的数据。因此。

其原因在于流量仪表即使在现场直管段长度达不到规程要求所需的长度   但是直管段长度不足的问题临时被忽视。

对一线的仪表工来说，仍会有输出。仪表工作看似仍在正常”工作，

这类仪表的规范ISO07145[2]只是与必要的准确度相距甚远。这个问题对以测点速来推算流量的仪表（如双文丘利、插入式涡街、涡轮、热式）尤为突出。

才可能具有±3%准确度。显然，规定前直管段应具有30~50D长度。现场是很难满足的

图2 多孔平衡节流装置

   为解决现场直管段长度不足。

规范化组织封闭管道流量专业委员会（ISOTC30多年来一直建议采用图1所示的各类流动调整器（flowcondition又要坚持流量仪表具有较高准确度的问题。

管束（AGA /A SMEISOAGA ASME等）板孔（Mitsabishi及组合式（ZankerSprenkl

组合式效果虽好，其中。压损却数倍于前两种；而板孔结构简单，易于加工、装置、压损也较低、发展潜力较大。以上三类各有所长，

仍可坚持流量仪表具有较高的准确度，选用需因地制宜。装置流动调整器可以在直管段长度达不到规范要求时。但为什么临时以来并未得到预期的推广应用？

还在于如图1所示的管束结构，原因不只在于增加了利息及维护工作量。

而装置前后又要求具有前4~5D自身就要求具有2~4DD管内径）长度。

后（调整器与流量仪表间）3~4D总共约10D对于已经“捉襟见肘”现场直管段长度而言很不现实。

一台复合式流动调整器的加工利息不亚于一台节流装置；b.增加了装置、维修工作量，难以实现。其次还有以下缺点：a.增加了本钱。若流体中含有粉尘，

临时使用又得不到及时清洗，或固相物、凝析物。将沉积在水平调整器的下方，

无异于画蛇添足。c.造成额外的压力损失。鉴于上述种种原因，其结果反倒造成了速度分布不对称的后果。虽经ISOTC30多年推荐，并未得到工程界广泛地认同。

还是启发了业界的有志之士，但是所取得的整流效果。为以后开发新型流量仪表提供了依据。

ISOTC30公布了ISO5167新标准，   数年前。对经典式规范节流装置的装置直管段长度提出了更详细、更苛刻的要求，虽然规范节流装置在满足要求的情况下不用单独标定，

流出系数就可达到很高的不确定度（如规范孔板为0.5%但是现场很难满足上述条件。

近几年国内专业媒体、技术讲座等都大力推荐美国市场呼唤一种对直管要求不高又能维持较高准确度的流量仪表。此背景下。

其环形收缩通道确有较好的整流效果[4]工程应用标明，McCROMETER公司于1986年推出的内锥式流量计。也确对直管段要求不高

前直管段长度仅需0~3D而又能维持较高的准确度。但并非宣传的那样。

当β值小于0.6时，对不少此国内高校及研究机构进行了大量的测试[5][6]测试标明。流量计准确度可维持±1%前直管段长度仍需3~5D如为了减少*压损

整流效果很差，令 β值加大到0.85时。前直管段长度应加大至10D以上。

   内锥与管壁所形成的逐渐收缩的环形通道的确有整流效果应该充分肯定。但也存在以下缺乏：a单臂悬挂节流件内锥已为事实证明。

造成了重大事故；b低压取压点位于内锥后方漩涡区，确实存在平安隐患。

粉尘、污物易堵塞低压引压管；c内锥后没有动压转换为位能的恢复区。

β值较小时，所形成的漩涡肯定会产生较大的压损。其压力损失仅次于孔板。

图3 多孔整流节流装置

国内先后推出了基于这种原理，   针对上述缺点。而结构上优化的新型节流装置，如：槽道、梭式、双锥式等[6]

推广应用尚待时日。但宣传力度远不及内锥。

由于它自身就需要一定的直管段长度制约了推广应用。临时的实践过程中   本文前面已阐述了采用流动调整器的利弊。

对其整流效果影响不大，人们发现缩小流动调整器与节流件之间的距离。

即直接将整流器作为节流件的新型节流装置，终推出了将整流器与节流件合二为一。

还解决了已很局促的直管段长度。此理念启发下，这么做不仅节约了本钱。

2002年美国Rosemount公司首先按类似AGA /A SME四管整流器推出了四孔孔板（图2a据称可以将直管段长度缩短至2D仍可维持±1%准确度。

2004年美国A+Flowtek公司又推出了17孔的多孔孔板（图2b[7]这17个孔分为三组，   此基础上。

其余16孔分为二组，中心的一个孔孔径大。每组8孔，其圆心分处于 2个不同的直径上，

外围的孔径小。A+Flowtek公司称其为BalancFlowmet中间的8孔孔径次之。

据其说明书，译为平衡流量计。相关技术参数为：准确度±0.5%直管段要求，前0.5D后0.5D量程比，10:1压力损失，ΔPe/ΔP为30%

也有待实践证实。特别有关所需直管长度的表述，   对于以上这些技术参数是否如厂商宣传的那么值得商榷。

而多孔平衡流量计是由多孔孔板与短管组合成一个整体供货的行业中一般确定为自节流件前端面（即多孔孔板）至上游阻力件出口的距离为前直管段长度。

平衡流量计的短管长度是2~10D要占有现场直管段的如此表述误导用户。所指的上游直管段0.5D指平衡流量计进口法兰与阻力件之间的距离。

多孔整流式节流装置，   基于技术的发展及市场的需求。

测试数据标明，并在第三方实验室进行了流出系数、前直管段长度等测试。

直管段较短情况下，由多孔整流式节流装置。具有较好的整流效果，值得推广，现将局部数据及相关说明分述如下：

其功能除节流外，   本装置的节流件是一个按一定规律布局的多孔孔板。还具有整流功能，故按其主要功能命名为多孔整流式节流装置。

实验设备流量不确定度为0.05%差压变送器准确度为0.075%测试介质为水，   实验设备：为某航天部门的水流量实验室。测试管径为DN100

β值过大强度减弱、β值过大压损太大。   β值的确定：建议β值取0.50~0.65之间。

对三种结构的多孔节流装置针对流出系数的重复性、不确定度、线性度进行了对比，   三种结构性能对比：前直管段长度约为30D条件下。

数据标明A型（图3a各项技术指标优于B型（图2b及C型（图3b

阻力件为90°弯头测试的数据标明，   前直管段长度：将A型整流节流装置进行三种直管段长度（30D5D2D测试。A型节流件在前直管段仅2D时，

流出系数与基准（30D流出系数之间的相对误差可控制在±1%以内；

与基准流出系数之间相对误差即可小于±0.3%而当前直管段长度达到5D时。

适用于直管段不长而又要求较高准确度的现场。说明其整流效果较好。

相同的β值条件下，   *压损：由于流体通过多孔节流装置后不至于形成大漩涡而造成较大的*压损。应小于孔板，而大于文丘里，这个预测还有待试验证实。

小结

贸易结算，   近十余年以来。工业计量与控制都迫切需要一种对直管段长度要求不高而能维持较高准确度的流量仪表。

但无序的急于推广，内锥流量计因此曾风光一时。不分场合的非理性选用，已造成了严重事故，应吸取教训，但不宜全盘否定。

结构上优于内锥，目前国内外推出的多孔节流装置。经测试其数据也表明了较*的性能，值得逐步推广应用。

国在工业自动化领域与国外尚有差异。   应该供认。

国内不少代理商将*产品、技术介绍到国内，改革开放以来。确起到一些推动技术进步的作用，但是国外的产品在垄断的情况下，价格都过于昂贵。

不能满足于代理而应立足于自行生产。为打破这一局面。

而生产又不能局限于仿制（内锥流量计应是一个教训）认真学习了国外的技术。