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　　摘要：介紹了差壓式流量測量裝置的測量原理，對差壓式流量測量裝置中的孔板與均速管做了深入比較，論述了插入式流量探頭在電廠運用的優(yōu)勢以及保證探頭安全使用的條件和注意事項。
　　
　　關(guān)鍵字：流量測量 孔板 均速管
　　
　　隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，各種率的新技術(shù)、新工藝不斷被投入使用。*的工藝需要高精度的控制和測量相配合。對鍋爐及汽機中的蒸汽、水、煙、風各種介質(zhì)流量的全面計量，是保證機組安全及經(jīng)濟運行的必要條件之一。
　　
　　流量測量產(chǎn)品的種類繁多，按照zui廣泛的分類可以分為：容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、渦街流量計和質(zhì)量流量計等。各種流量計都有各自的特點，沒有一種測量方式或流量計能對各種流體及各種流動工況都能適應(yīng)。不同的測量方式和結(jié)構(gòu)，要求不同的測量操作、使用方法和使用條件。每種流量計都有它*的優(yōu)缺點，因此，在對各種測量方式和儀表特性做全面了解比較的基礎(chǔ)上選擇適合于具體生產(chǎn)特點的、既安全可靠又經(jīng)濟耐用的*流量測量產(chǎn)品。
　　
　　1差壓式流量測量孔板與均速管的比較
　　
　　1.1差壓式流量測量裝置種類
　　
　　目前，工業(yè)測量中應(yīng)用zui廣泛的還是差壓式流量測量，差壓式的主流產(chǎn)品為節(jié)流式（孔板、文丘里管等）和動壓頭式（均速管）。
　　
　　利用差壓原理進行流量測量是當今工程領(lǐng)域中zui經(jīng)典可靠的流量檢測方式，差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓、已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量。差壓式流量計由一次裝置（檢測件）和二次裝置（差壓轉(zhuǎn)換和流量顯示儀表）組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類，如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。
　　
　　管道中流量檢測件產(chǎn)生的壓差越大，對于差壓變送器選型和成本越有益處，對于測量精度也有好處。但是由于流量測量裝置通常是根據(jù)流量大小選擇收縮比（孔板、噴嘴），因此提高差壓的同時也會產(chǎn)生壓損增加的問題。管道里的*壓力損失增加使得需要增加管道動力，這需要大功率的風機、水泵等，增加了能源的消耗，使整個系統(tǒng)的運行成本增加。
　　
　　差壓式流量計的代表產(chǎn)品為孔板，因為人們對它的安裝、使用、檢修非常熟悉，且孔板易于復制，簡單、牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長，價格低廉，因此長期來應(yīng)用普遍。但孔板使用時間一長，精度會急劇下降，需要進行定期檢測和清洗。
　　
　　1.2均速管流量計測量原理
　　
　　均速管流量計是通過測量某一直徑上的流速取代孔板的截面流速，隨著均速管截面技術(shù)和開孔技術(shù)的不斷發(fā)展，其測量精度不斷提高。德國的Systec-Controls公司與德國的Erlangen大學聯(lián)合推出的德爾塔巴均速管流量計采用了流線形管狀設(shè)計，流量檢測是通過插入介質(zhì)管道中均速管上的兩排不均勻分布的取壓孔來檢測由流體所產(chǎn)生的差壓，得出一個由平均流速所產(chǎn)生的平均差壓，并將這個差壓通過接口傳送給變送器。通過多個不均勻的取壓孔，能盡量真實地反映管道中的平均流速。使得其不僅在流量測量上保持了高精度、高強度和大量程比，還使得管道壓損大大降低。使用插入式流量探頭與使用孔板相比，由于管道壓損的降低，其經(jīng)濟效益非常明顯。同時*的探頭設(shè)計能同時滿足壓損小和差壓大的要求，方便變送器的選型。
　　
　　取單點信號的插入式流量傳感器（如插入式渦輪、渦街、電磁等）檢測管道中的某一點的流速，然后通過經(jīng)驗圖表上的流速剖面來分析這個檢測點，推斷出平均流速。管道、流體等綜合情況復雜多變，大多是非定型的速度剖面，用一點的測量值來代替平均流速是不準確的，直接導致測量精度差，重復性低。
　　
　　1.3德爾塔巴流量探頭優(yōu)點
　　
　?。?）可測量多種介質(zhì)，應(yīng)用范圍廣，受物性及管道特性的影響極小?？趶椒秶梢詮?mm到15m；高溫高壓探頭可以工作在650℃，28MPa的蒸汽環(huán)境下，如選擇1.4828，X15CrNiSi20-12型探頭，其工作溫度可以高達1040℃；還可選擇1.4539（A904合金，X1NiCrMoCu25-20-5）和HC4型探頭，工作在具有SO，SO2的煙氣或者強酸強堿介質(zhì)中。
　　
　　德爾塔巴流量探頭可用于：①各類氣體測量，包括空氣、潮濕氣體、凈化前和凈化后的各種煙氣、高溫煙氣、壓縮空氣、一次風、二次風等；②各類蒸汽測量，包括蒸汽、飽和蒸汽、過熱蒸汽；③各類液體測量，包括水、燃油及苯類等。
　　
　?。?）精度高，重復性好，量程比大（1：30）。德爾塔巴流量探頭開孔非均布，開孔點均基于計算軟件復雜的運算，根據(jù)管徑、介質(zhì)和主要工藝參數(shù)確定制造參數(shù)。探頭測量精度的提高使被測參數(shù)的調(diào)節(jié)更加。
　　
　?。?）探頭取壓孔設(shè)計防堵特性。探頭開孔zui大8mm，只要介質(zhì)中塵?；蝾w粒不大于130mg/m3，就不需要維護及吹掃。加裝氮氣吹掃管路可對大管道的高爐煤氣、焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、燒結(jié)煙氣等高含塵氣體進行準確計量。
　　
　?。?）流線型探頭腔設(shè)計，測量信號穩(wěn)定、波動小。且前后取壓孔的數(shù)量和分布*對稱，不怕裝反，還可以實現(xiàn)雙向測量。
　　
　　（5）管道*性壓損很小，對直管段要求低。插入式流量探頭在很短的直管段內(nèi)（前4D，后3D）就能保證1%的度，且采用非收縮節(jié)流設(shè)計，比孔板的*壓損至少低了90%以上。
　　
　?。?）安裝費用低，基本免維護，并可在線安裝維修。
　　
　　2德爾塔巴流量探頭在主蒸汽測量和熱網(wǎng)改造的使用
　　
　　德爾塔巴流量探頭應(yīng)用廣泛，在300MW/600MW大型火電機組中已大量使用，在江蘇田灣核電站上對飽和蒸汽的測量更證明了其安全性及測量精度。
　　
　　德爾塔巴流量探頭在主蒸汽測量和熱網(wǎng)改造有其*的微壓損節(jié)能的優(yōu)勢。
　　
　?。?）主蒸汽流量的測量是為了滿足機組檢測和控制的要求，通過的蒸汽測量，來調(diào)節(jié)汽機的出力。一般300MW/600MW單元機組的主蒸汽流量是通過間接方法測量的，即測量汽機調(diào)節(jié)級壓力，根據(jù)主機生產(chǎn)廠家提供的數(shù)學模型來推導蒸汽的做功能力。主蒸汽流量測量精度不僅取決于數(shù)學模型的正確性和精度以及傳感器的精度，汽輪機設(shè)備的結(jié)構(gòu)及其運行工況的變化、參數(shù)測點的安裝位置及測得參數(shù)是否具有代表性，都會影響到測量的準確程度，其計算精度很難滿足運行要求。
　　
　　若設(shè)置主蒸汽流量測量，則其流量測量點要置于汽機前面，高溫、高壓和高流量，如果出現(xiàn)探頭斷裂，對后面汽輪機的損壞后果將不堪設(shè)想。德爾塔巴高溫高壓的流量測量元件zui高應(yīng)用場合是69MPa，1200℃，探頭選型是根據(jù)管道的zui高壓力和zui高溫度通過相應(yīng)的軟件在線計算自動生成，具有較高安全系數(shù)。在高溫高壓工況下，德爾塔巴探頭材料選用1.4828，其材料和制造工藝確保設(shè)計壽命可達到20萬h，可長期用于650℃以下的高溫蒸汽場合，*可對汽輪機前的主蒸汽流量直接測量。對于主蒸汽流量測量，在探頭出口均配有冷凝壺，使高溫蒸汽在冷凝壺內(nèi)迅速降溫（下端為冷凝水，上端為蒸汽），在正常運行介質(zhì)溫度達到550℃時，能夠保護截止閥和差壓變送器免受高溫的影響，確保流量測量的可靠進行。由于出廠時就將冷凝壺焊接和試壓好，所以用戶對一體化的產(chǎn)品只需安裝三閥組和變送器，分體的產(chǎn)品則在截止閥之后焊接分體引壓管，這樣減少了高溫高壓引起的泄露現(xiàn)象和現(xiàn)場的工作量。德爾塔巴流量計由于壓損小，使鍋爐提高了產(chǎn)汽量，也使鍋爐和蒸汽輸送管道的運行更加安全可靠。
　　
　　德爾塔巴流量計直接測量高溫高壓主蒸汽流量在歐洲已經(jīng)廣泛應(yīng)用，自從投用以來，已有數(shù)百個高溫高壓應(yīng)用實例，在國內(nèi)也逐步被認可并大量使用。
　　
　?。?）流量儀表的測量是供熱系統(tǒng)計量收費的依據(jù)，因此要求流量計具有較高的測量精度。以往在熱網(wǎng)計量中使用較多的是孔板流量計和超聲波流量計，而近來德爾塔巴流量計在熱網(wǎng)蒸汽和循環(huán)水的應(yīng)用也越來越多。不僅由于其計量精度完滿足對熱網(wǎng)蒸汽和循環(huán)熱水的計量要求，而且當管道溫度低于100℃、壓力小于1MPa時，可對現(xiàn)有管道實施帶壓開孔及安裝等操作，非常適合熱網(wǎng)等技術(shù)改造項目。德爾塔巴流量計可選用在線插拔的流量探頭，滿足了長期不能停氣的管線在線拆除和維修探頭的需要，解決了孔板等計量裝置安裝和維護困難的問題。
　　
　　熱網(wǎng)應(yīng)用中常見的幾種流量計主要性能指標比較見表1。　　3流量計安裝使用
　　
　　均速管流量計是高精度傳感器，能在相當復雜的工況下正常工作，并保持良好的性能。為了達到*性能，需對流量計進行合理的安裝和維護。在選用該產(chǎn)品時一定要把測量管的內(nèi)徑提供準確。因為設(shè)計探頭取壓孔的分布是按管道中心計算的，管內(nèi)徑如有較大誤差時，會造成探頭與被測管道不同心而引起較大的測量誤差。作為計量用的流量計建議選用滿管插入的探頭，尤其在直管段不滿足要求時更應(yīng)這樣。均速管是通過測量某一直徑上的流速取代孔板的截面流速，而不同直徑線上的流速是不*相同的（除非它所在位置的直管段足夠長），因此若安裝位置和方向不合適將導致無效測量或者沒有精度的測量，故在選型時，需根據(jù)安裝條件進行理論分析和計算，選擇合適的安裝位置和安裝方法，以達到*效果。流量計探頭安裝建議在廠家指導下安裝，以防止由于探頭安裝原因引起測量大幅度誤差。
　　
　　參考文獻：
　　
　　[1]周群峰.德爾塔巴一體化均速管在大型火電廠流量測量方案和應(yīng)用[Z]。