淺析集中供熱工程中對于流量計的正確選型

集中供熱工程是一種通過熱水或蒸汽來傳輸熱能的工程系統(tǒng)，由于其中涉及到大量的水和蒸汽熱量傳導(dǎo)介質(zhì)，對于此類介質(zhì)的流量測量就是工程系統(tǒng)中一項重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，工程的運行效率和與用戶的結(jié)算都需要該類流量的數(shù)據(jù)支持。通過本文簡單介紹，讀者可以了解流量計的定義和分類，以及在集中供熱工程中常見的幾種流量計類型。本文在對流量類型及測量要求的基礎(chǔ)之上，對流量測量需要加以比較分析，突出了流量計選型準(zhǔn)確的重要性，并對在供熱領(lǐng)域流量計選型需要注意的要點做了列舉。
　　
供熱系統(tǒng)服務(wù)終點在于每個用戶，如何有一個能夠既計量準(zhǔn)確客觀又能讓用戶滿意的方案一直是值得研究的問題，目前許多的集中供熱取暖費方式都是按戶按面積取費，這種收費形式的弊病在于容易導(dǎo)致供熱不均，有些用戶熱，有些用戶冷，以至于很多用戶認為自家采暖溫度不達標(biāo)，收費困難的情況。一種按用戶實際用熱量來收費的方式正在成為和中趨勢，這種收費形式，要求用作熱量計量的流量計選型必須準(zhǔn)確，保證最終計費的可靠性，因此對于流量計的造型就顯得特別重要。本文將結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗，對集中供熱工程中的流量計選型作一個較全面的總結(jié)。
　　
一、流量計簡介
　　流量是瞬時流量和累積流量的統(tǒng)稱。當(dāng)時間很短時，流體流過一定截面的量與時間的比稱為瞬時流量q。在一段時間內(nèi)流體流過一定截面的量稱為累積流量Q。測量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計或流量表。流量計是工業(yè)測量中重要的儀表之一。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對流量測量的準(zhǔn)確度和范圍的要求越來越高，流量測量技術(shù)日新月異。為了適應(yīng)各種用途，各種類型的流量計相繼問世。目前已投入使用的流量計已超過100種。
　
二、流量計的分類
　　從不同的角度出發(fā)，流量計有不同的分類方法。常用的分類方法有兩種：一是按流量計采用的測量原理進行歸納分類；二是按流量計的結(jié)構(gòu)原理進行分類。
　　2.1 按測量原理分類
　?。?）力學(xué)原理：如差壓式、轉(zhuǎn)子式、沖量式、可動管式、直接質(zhì)量式、靶式、渦輪式、旋渦式、渦街式、皮托管式以及容積式等等。
　?。?）電學(xué)原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應(yīng)變電阻式等。
　　（3）聲學(xué)原理：如超聲波式、聲學(xué)式（沖擊波式）等。
　?。?）熱學(xué)原理：如熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。
　?。?）光學(xué)原理：激光式、光電式等。
　　（6）物理原理：核磁共振式、核幅射式等。
　?。?）其它原理：有標(biāo)記原理（示蹤原理、核磁共振原理）、相關(guān)原理等。
　　2.2 按流量計結(jié)構(gòu)分類
　　大致有以下10種：容積式流量計、葉輪式流量計、差壓式流量計（變壓降式流量計）、變面積式流量計（等壓降式流量計）、動量式流量計、沖量式流量計、電磁流量計、超聲波流量計、流體振蕩式流量計、質(zhì)量流量計。
　　
三、集中供熱工程中流量計的選型分析
　　盡管流量計的種類繁多，但是在集中供熱工程中只有幾種類型的流量計比較常用，如電磁流量計、超聲波流量計、彎管流量計、孔板流量計、渦街流量計、渦輪流量計等。
　　3.1 電磁流量計
　　電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電性液體的儀表。
　　優(yōu)勢：（1）無壓力損失。（2）測量精度較高。（3）用于低溫環(huán)境，可不采取保溫措施。（4）適用臟污流、腐蝕流的測量。
　　不足：（1）只能測量導(dǎo)電液體。（2）測量介質(zhì)的介電常數(shù)對測量影響巨大，故適合測量純凈液體，不適合測量循環(huán)流動介質(zhì)，如供暖用水，工業(yè)用循環(huán)水。
　　適用測量介質(zhì)：水、導(dǎo)電油等。
　　3.2超聲波流量計
　　超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。
　　優(yōu)勢：（1）無壓力損失。（2）可做成固定、便攜兩種型式。（3）可不中斷流體輸送安裝。（4）用于低溫環(huán)境，可不采取保溫措施。
　　不足：（1）現(xiàn)只能用于測量液體。（2）管道的狀態(tài)對測量精度影響巨大。（3）安裝精度要求高，易于因為安裝問題而使流量計失效。
　　適用測量介質(zhì)：水等。
　　3.3 彎管流量計
　　彎管流量計與傳統(tǒng)的孔板流量計一樣同屬于差壓式流量計的范疇，彎管傳感器是利用流體的慣性原理產(chǎn)生差壓的。
　　優(yōu)勢：（1）直管段要求低，可前3D，后1D安裝。（2）無節(jié)流件和插入件，一次件免維護。（3）無附加壓力損失，節(jié)能降耗。（4）耐粉塵，抗震，耐臟污，適合惡劣工礦條件。（5）系統(tǒng)精度1.5，長期使用精度不下降，重現(xiàn)性為0.2%。（6）量程寬，可達1：10以上。（7）測量介質(zhì)寬，適合所有低粘度介質(zhì)而不用要求介質(zhì)物理狀態(tài)（液、汽狀態(tài)）。
　　不足：同樣流量流過相同管徑時，相比較其他差壓流量計（孔板等）所得到的差壓值較低，對附件差壓變送器的要求較高，提高了流量計的成本。
　　適用測量介質(zhì)：過熱蒸汽、飽和蒸汽、供暖用熱水、冷凍水、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、壓縮空氣、鍋爐送風(fēng)、氮氣、氧氣、液氨、變壓器油、柴油等。
　　3.4 孔板流量計
　　孔板流量計是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參數(shù)差壓變送器（或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置。
　　優(yōu)勢：（1）國際通用，應(yīng)用歷史長，經(jīng)驗數(shù)據(jù)豐富。（2）一次件和二次儀表可分開生產(chǎn)供給，易于大批量生產(chǎn)，降低成本，便于采購。（3）測量介質(zhì)寬。適合液體和氣體。
　　不足：（1）安裝直管段要求高，一般要求10D以上。（2）長期使用精度嚴(yán)重下降，必須強制周期檢定。（3）有不可恢復(fù)壓力降，屬于高能耗流量計。（4）量程窄。法蘭裝夾式，維護工作量巨大。（5）不耐臟污，計量供暖水和煤氣易短期失效（有示值但和實際偏差嚴(yán)重）。
　　適用測量介質(zhì)：蒸汽、空氣、水、煤氣、油等。
　　3.5 渦街流量計
　　渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發(fā)生體，流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的游渦的儀表。
　　優(yōu)勢：（1）量程范圍寬。（2）插入件較小，維護量較小，壓力損失小。（3）用于低溫環(huán)境，可不采取保溫措施。
　　不足：（1）安裝直管要求高，一般要求15D以上。（2）耐溫性能差（雖有改善），不宜于用于高溫蒸汽。（3）不耐臟污，抗震性能差。（4）不同廠家質(zhì)量差別大，同一廠家產(chǎn)品質(zhì)量離散性較大。（5）不能應(yīng)用于大管徑測量。
　　適用測量介質(zhì)：水、空氣、低溫蒸汽（不大于200℃）。
　　3.6 渦輪流量計
　　渦輪流量計，是速度式流量計中的主要種類，它采用多葉片的轉(zhuǎn)子（渦輪）感受流體平均流速，從而且推導(dǎo)出流量或總量的儀表。
　　優(yōu)勢：（1）高精度，在所有流量計中，屬于最精確的流量計。（2）重復(fù)性好。（3）元零點漂移，抗干擾能力好。（4）范圍度寬。（5）結(jié)構(gòu)緊湊。
　　缺點：（1）不能長期保持校準(zhǔn)特性。（2）流體物性對流量特性有較大影響。
　　適用測量介質(zhì)：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體等。
　　上述幾種流量計的性能比較見表1。
　　
四、在工程設(shè)計中選擇流量計需要注意的幾點問題
　4.1 流量計直管段
　　不同類型的流量計對于前后直管段的要求不同，例如電磁流量計要求前5D后3D，但是有些孔板流量計要求前20D，后10D，所以在設(shè)計流量計的工藝管道，一定要跟工藝專業(yè)配合留出足夠的直管段，以實現(xiàn)測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。（其中D為工藝管道的公稱直徑）
　　4.2 流量計的供電
　　并非所有類型的流量計都需要供電，差壓試流量計如孔板流量計、彎管流量計和V錐流量計等，但是電磁流量計、超聲波流量計等需要供電。根據(jù)產(chǎn)品說明有的可自帶電池供電，有的需要AC220V供電。在工程設(shè)計中不要疏忽需要供電的流量計的電源。

五、結(jié)語
綜上所述，流量計發(fā)展到今天雖然已日趨成熟，但其種類仍然極其繁多，至今尚無一種對于任何場合都適用的流量計。每種流量計都有其適用范圍，又都有其局限性，所以在選擇儀表時，一定要熟悉儀表和被測對象兩方面的情況，并要兼顧考慮其它因素，這樣選擇的流量計才能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。