流量測量應(yīng)用技術(shù)的進展
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近50年來開發(fā)了許多新測量原理的流量測量方法和儀表，從而應(yīng)用領(lǐng)域有很大擴展，進入許多過去的禁區(qū)，如可以不對管道作任何改動就可作非接觸測量。過去某些流量儀表用來測量某些特殊對象的流量時，感到很困難；如今，因技術(shù)上有所突破而變得容易，但是，環(huán)保工程等新興產(chǎn)業(yè)提出的要求，現(xiàn)有手段不能滿足，尚待開發(fā)。經(jīng)流量儀表流轉(zhuǎn)財富為數(shù)甚巨，就以我國生產(chǎn)一億多噸石油及后續(xù)成品的交接計量，流轉(zhuǎn)財富以1012數(shù)量級（方億）元來計算，0.1%～0.2%計量損失就高達數(shù)十億元。流量儀表精度雖已提高到0.1～0.2級，似乎還不滿足，還要精益求精，儀表價格再高還是愿意購置。但對量大面廣的儀表則盡量降低包括儀表購置費在內(nèi)的各項費用。流量儀表應(yīng)用技術(shù)中克服或減少管線安裝影響是長期探索的工作，流體參量變化對流量儀表測量值的影響是用戶非常關(guān)心的問題，近年又有不少收獲，本文擬就這些方面作些討論。
二、 環(huán)保業(yè)應(yīng)用展望
環(huán)境保護中，污水中的污染物不僅要控制其排放百分比含量，更重要的是控制其排放總量，為此要求計量污水排放總量。我國工業(yè)污水排放計量的明渠污水流量儀表，80年代中期各制造廠已相繼開發(fā)，1987年開始國家環(huán)保局開展調(diào)查考評10余家制造廠所提供的商品。經(jīng)兩年余實驗室和現(xiàn)場考評，國家環(huán)保局認為明渠污水流量儀表立足于國內(nèi)是可能的。10年后的今天儀表性能更趨完善，品種增多，在國家環(huán)境保護政策推動下，環(huán)保業(yè)對流量儀表需求增加頗快。
雖然國內(nèi)已有污水流量儀表和總需氧量（TOC），汞、鉻、鎘等金屬離子和砷、苯胺、酚鹽等污染物含量的在線分析儀器，但要使用方各自設(shè)計，在現(xiàn)場配套裝配，尚無由制造廠專門設(shè)計，工廠化裝配調(diào)試成套供應(yīng)污染物排放總量的儀表總成，這是需要開發(fā)且頗具前途的項目。
廢氣中的污染物主要指鍋爐等排放的煙道氣和汽車尾氣中的SO2、NO2、H2S、O2等。1990年美國空氣清潔法修正案規(guī)定要電廠降低會形成酸雨的二氧化硫和氮氧化合物排放總量。美國環(huán)境保護局規(guī)定773家電廠約2500臺鍋爐在1995年1月1日前必須裝上連續(xù)排放監(jiān)控系統(tǒng)（CEMS）。但是我國尚未頒布相似的法規(guī)。
現(xiàn)在適用測量煙道氣流量的國產(chǎn)儀表，僅開封儀表廠的TH/TR系列熱式氣流量計，但僅適用于350mm以下中小管徑，尚缺乏適合電廠大型煙道用儀表，國外產(chǎn)品代理銷售則品種甚多。同污水排放一樣，下一步還應(yīng)開發(fā)與在線分析儀表配套的氣體污染物排放總量監(jiān)控儀表總成。
直接測量汽車廢氣排放量是一個非常困難的技術(shù)難題，因為所測量的是高溫，且含有水汽、塵埃的強烈脈動流的流量，國外尚處于探索階段。
三、 成熟儀表應(yīng)用的擴展
針對經(jīng)典或新穎儀表在某一領(lǐng)域應(yīng)用受到的限制，經(jīng)局部適應(yīng)性改進，且技術(shù)有上所突破而使得在該領(lǐng)域應(yīng)用有迅速的發(fā)展。例如差壓式流量儀表對于粘性液體低雷諾數(shù)（Re=104以下）運行段和固體含量濃度較高漿液所受限制，自出現(xiàn)楔形管再配以密封毛細管傳送的差壓變送器后，差壓式流量儀表在這一應(yīng)用領(lǐng)域就得到了擴展。又如，超聲流量計應(yīng)用于天然氣貿(mào)易交接由于測量精度不及渦輪流量計而長期未被接受；傳統(tǒng)電磁流量計不能測量非滿管液流量，科里奧利質(zhì)量流量計前幾年還不能用于中壓氣體，只適用于測量高壓氣體等等。近年這些儀表在技術(shù)上均有所突破，在所述領(lǐng)域的應(yīng)用有較快發(fā)展。
1． 適用于天然氣存儲交接（custody transfer）計量的超聲流量計
由于超聲波在固體與氣體界面上的傳播效率低，管道外夾裝超聲換能器（探頭）難以從管壁傳送足夠的聲能，因此目前還沒有外夾裝式氣體超聲流量計。氣體用超聲流量計商品始于80年代初，大部分由測量短管和插入管壁換能器組成一體的形式出現(xiàn)，由于測量精度較低（1.5%～2%FS），過去未能在價格昂貴的天然氣貿(mào)易結(jié)算計量領(lǐng)域取得一席之地，近年則出現(xiàn)多種型號精度較高的氣體超聲流量計。
德國Krohne公司的ALTOSONIC GFM 700型系平行雙聲道Z法（即一側(cè)換能器斜方向發(fā)射聲波到對面一側(cè)換能器接收）布置于弦位置上，測量誤差為±2%R，口徑范圍50～800mm，它對上游直管段長度要求較低，Z約為單聲道的1/2～1/4。
德國Elster Handel公司的USM型是雙聲V法反射。其特點是發(fā)射換能器發(fā)射聲束散射至對面一側(cè)換能器接收）布置于弦位置上，測量誤差為±2%R，上游直管段長度要求很低，僅需3倍管徑長度，下游僅需2倍。
日本奧巴爾公司1997年有上海展示的Posonic-1型系單聲道V法(即發(fā)射聲波經(jīng)對面管壁反射到同側(cè)另一換能器接收)傳播方式。經(jīng)雷諾數(shù)修正后的測量誤差為≤±1%R，口徑范圍為50～250mm。
RVG公司在1995年INTERKAMA展覽會上，1997年ACHEMA（化學工業(yè)裝備展覽會）上展示四聲道組合傳播聲波，兩個聲道是V法反射布置，為流量測量的基本信號；另兩個聲道之一的聲束是按直徑途徑傳播，之二的聲束是按三角形反射途徑傳播，作為流速分布修正的輔助信號。最小測量誤差為≤±0.5%R，口徑范圍為200～1000mm[5]。
據(jù)1998年赴歐考察燃氣流量測量成員介紹，歐洲用于天然氣計量的主流流量儀表有：①孔板差壓式；②腰輪等容積式；③渦輪式；④渦街式；⑤超聲式。當前德國和荷蘭的專家對這些儀表的看法是：孔板差壓式不推薦，但氣田的高壓氣向外輸送計量，當前它還是唯一選用的品種；渦街式和超聲式推薦但不推廣，待積累應(yīng)用經(jīng)驗；渦輪式和容積式僅適用于中低壓力較小管徑場所。筆者認為超聲流量計將有向大口徑高壓天然氣流量測量與孔板差壓式競一高低之趨勢。
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