孔板流量計(jì)因其制造便捷、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)在早期的流量測(cè)量中受到企業(yè)青睞，得到廣泛應(yīng)用。 但隨著儀表制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及用戶需求的提高，越來越多的各式流量計(jì)以其優(yōu)越的特性開始逐步替代孔板流

量計(jì)。 本文以企業(yè)中蒸汽計(jì)量系統(tǒng)的技術(shù)改造為例，介紹彎管流量計(jì)的應(yīng)用情況。

一、使用環(huán)境

本企業(yè)蒸汽管路為鍋爐產(chǎn)出蒸汽經(jīng)過汽機(jī)后輸送到各分廠。 早期的蒸汽計(jì)量系統(tǒng)通過在各鍋爐蒸汽出口、汽機(jī)前、后及各分廠蒸汽支管上安裝孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量（見圖1）。 維護(hù)人員定期記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算能源消耗。使用多年后發(fā)現(xiàn)流量倒掛，數(shù)據(jù)不可信。在校驗(yàn)、 更新差壓變送器和積算儀后仍不能解決問題，懷疑孔板因喇叭口磨損而造成準(zhǔn)確度下降。 但因孔板流量計(jì)口徑較大，更換不便，所以嘗試用彎管流量計(jì)進(jìn)行替代，并收到了較好的使用效果。

二、工作原理

彎管流量計(jì)與傳統(tǒng)的孔板流量計(jì)一樣，均為差壓式流量計(jì)，只是彎管傳感器是利用流體的慣性原理產(chǎn)生差壓的。當(dāng)流體通過彎管時(shí)，由于受彎管的約束流體被迫做類似的圓周運(yùn)動(dòng)， 流體在作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力作用于彎管的內(nèi)外兩側(cè)， 使彎管傳感器內(nèi)外兩側(cè)之間產(chǎn)生一個(gè)壓力差， 該壓力差的大小與流體的密度、平均流速、管道的曲率半徑、管道內(nèi)徑有關(guān)，其表達(dá)式為

2.重現(xiàn)準(zhǔn)確度和測(cè)量準(zhǔn)確度高

隨著機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化管理的不斷完善，用作彎管傳感器的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制彎頭質(zhì)量得到提高，使其具有±0.2％以上的重現(xiàn)性準(zhǔn)確度、1.0級(jí)的系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確度。

3.無附加阻力損失

對(duì)于蒸汽介質(zhì)來說，孔板流量計(jì)的壓力損失會(huì)造成蒸汽品質(zhì)下降， 需提高蒸汽壓力才能滿足生產(chǎn)要求。 而彎管流量計(jì)因其內(nèi)部光滑無節(jié)流件，不存在管道附加阻力損失的問題，孔板流量計(jì)的節(jié)流損耗可簡(jiǎn)單地看成是彎管流量計(jì)的節(jié)能效果， 這對(duì)于大系統(tǒng)、大管徑、大流量、低壓力的測(cè)量對(duì)象優(yōu)越性更加明顯。如果安裝在管道原有彎頭處，將使企業(yè)得到非常好的節(jié)能降耗收益。

4.安裝方便、使用壽命長

彎管傳感器采用焊接式安裝，解決了“跑冒滴漏”等問題。 在替代原有孔板流量計(jì)時(shí)，只需更換不同量程的差壓變送器，導(dǎo)壓管及信號(hào)電纜可基本保持不變，大大減少了現(xiàn)場(chǎng)維修工作量。 且傳感器耐磨損，可保證長周期穩(wěn)定工作。

5.適應(yīng)性好、測(cè)量范圍寬

只要是能用孔板、渦街等流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量的流體都可用彎管流量計(jì)來進(jìn)行流量測(cè)量，且在耐高溫、耐高壓、耐沖擊、耐震動(dòng)、耐潮濕、耐粉塵等方面，彎管流量計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于這些常用的流量計(jì)。 震動(dòng)、沖擊對(duì)彎管傳感器的正常工作幾乎沒有影響，而高溫、高壓對(duì)于彎管傳感器來說只要采用與工藝管道相同材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)彎頭，就可以得到解決。 另外，許多流量測(cè)量裝置對(duì)現(xiàn)場(chǎng)直管段都有較高要求，如孔板流量計(jì)要求前10D后5D，而彎管流量計(jì)只需前5D后2D即可。 彎管流量計(jì)的量程范圍還較寬， 一方面是指彎管流量計(jì)對(duì)于其測(cè)量介質(zhì)的流速適用范圍寬。 如蒸汽或其他氣體介質(zhì)，流速范圍為（5～70）m/s，液體介質(zhì)流速范圍為（0.3～5）m/s。

有足夠準(zhǔn)確度等級(jí)的微差壓變送器相配合， 則流體流速的低限可取得很小。 高質(zhì)量微差壓變送器的應(yīng)用使彎管流量計(jì)能夠適應(yīng)低流速、 小信號(hào)測(cè)量的要求。 總之， 彎管流量計(jì)的量程范圍完全可以滿足不同對(duì)象的流量測(cè)量要求。 量程范圍寬的另一方面是指彎管傳感器的幾何尺寸沒有限制， 管徑可從十幾毫米到1m甚至2m以上。

四、使用中需注意的問題

1.冷凝器的選用

由于原孔板流量計(jì)使用的是冷凝罐，在改造為彎管傳感器時(shí)繼續(xù)使用。 但管道中溫度壓力的突變會(huì)打破冷凝罐中的平衡狀態(tài)，造成液位波動(dòng)，對(duì)于孔板流量計(jì)（產(chǎn)生的壓力差為10kPa~100kPa）影響很小，而彎管傳感器產(chǎn)生的差壓都較微小，影響非常大，極易造成虛假流量。 嘗試將正、負(fù)壓室冷凝罐固定安裝在一起反而破壞了彎管流量計(jì)的測(cè)量原理，數(shù)據(jù)失真。 所幸制造商也發(fā)現(xiàn)了此類問題，在以后購買的彎管流量計(jì)上都配備了冷凝盤。 安裝時(shí)與取壓口保持水平，保證了壓力的穩(wěn)定傳導(dǎo)。

2.零點(diǎn)遷移

如果彎管傳感器不是采用水平轉(zhuǎn)水平的安裝狀態(tài)，就必須對(duì)由兩個(gè)取壓口的高度差所造成的導(dǎo)壓管內(nèi)液柱的高度差進(jìn)行遷移補(bǔ)償。 而冷凝盤不像冷凝罐可以注水，所以可通過彎管的口徑和介質(zhì)密度計(jì)算出高度差所產(chǎn)生的壓力， 對(duì)差壓變送器進(jìn)行量程遷移。但***好的方法是在設(shè)備停車時(shí)，冷凝液充滿導(dǎo)壓管后關(guān)閉取壓閥，松開導(dǎo)壓管進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)遷移。

五、結(jié)束語

彎管傳感器的結(jié)構(gòu)比孔板節(jié)流件在蒸汽計(jì)量的應(yīng)用上更具有優(yōu)勢(shì)， 雖然相對(duì)價(jià)格會(huì)比孔板流量計(jì)高， 但長期使用所帶來的效益回報(bào)非一般流量計(jì)可比，足可以收回更換成本。 本企業(yè)在首次安裝彎管流量計(jì)得出使用經(jīng)驗(yàn)后，已陸續(xù)更換了蒸汽計(jì)量系統(tǒng)的大部分孔板流量計(jì)。 通過幾年的蒸汽數(shù)據(jù)記錄、環(huán)比，彎管流量計(jì)取得了非常好的使用效果。