超聲波流量計(jì)與孔板流量計(jì)的比較
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時(shí)間：2013-02-26
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2.8 渦流影響
孔板流量計(jì)采用差壓法測(cè)量氣體的流量，渦流直接影響孔板兩端的差壓， 因此孔板流量計(jì)對(duì)渦流很敏感， 要求有很長(zhǎng)的直管段才能滿(mǎn)足測(cè)量精度的要求。 新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5167已經(jīng)對(duì)孔板流量計(jì)上游直管段的長(zhǎng)度作了更高的規(guī)定：孔板流量計(jì)上游直管段至少要有44D，若孔板流量計(jì)上游有匯管存在，則上游直管段的長(zhǎng)度至少要有145D。（詳見(jiàn)《國(guó)際流量計(jì)量學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)》（《中國(guó)計(jì)量》2002 年）或ISO 5167-2）。英國(guó)烴源公司下屬的南莫克姆天然氣計(jì)量站改造時(shí)， 請(qǐng)英國(guó)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室（NEL）做了詳細(xì)的流體動(dòng)力學(xué)分析， NEL經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)得出結(jié)論：原ISO5167規(guī)定的上游18D直管段確實(shí)無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)計(jì)量精度的要求，修改后的ISO5167-2對(duì)直管段的長(zhǎng)度規(guī)定是必須的。
而大多多聲道的超聲波流量計(jì)本身具有對(duì)渦流強(qiáng)度的分析能力，可以消除渦流對(duì)流量測(cè)量的影響，對(duì)渦流不敏感。
2.9 流速分布的影響
孔板流量計(jì)由于結(jié)構(gòu)原理的限制，要求測(cè)量時(shí)流速分布均勻，但是由于現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量管路的復(fù)雜性，氣體在管路的流速分布是不可能均勻?qū)ΨQ(chēng)的，因此孔板流量計(jì)對(duì)流速分布不對(duì)稱(chēng)非常敏感。
超聲波流量計(jì)可以修正流速分布不對(duì)稱(chēng)的現(xiàn)象。
2.10 重復(fù)性
對(duì)于孔板流量計(jì)而言，隨著使用過(guò)程中孔板邊緣的磨損，孔板流量計(jì)的精度和重復(fù)性都會(huì)下降，而超聲波流量計(jì)無(wú)壓損、無(wú)示值漂移現(xiàn)象，重復(fù)性高。
2.11 工藝管路復(fù)雜性比較
對(duì)于孔板流量計(jì)，由于量程比窄，計(jì)量管路多，而且上、下游直管段長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)工藝管路復(fù)雜。
超聲波流量計(jì)量程比寬，上、下游直管段短，工藝管路簡(jiǎn)單。
2.12 維修維護(hù)率比較
孔板流量計(jì)有阻流件，上游易積液、對(duì)高含硫的天然氣，其孔板磨損快，維修維護(hù)率高。
超聲波流量計(jì)無(wú)可動(dòng)部件，特殊材料的超聲探頭可以抗H2S 的腐蝕，維護(hù)簡(jiǎn)單。
2.13 一次性投資比較
孔板流量計(jì)由于量程比窄，對(duì)于相同的流量計(jì)量要求，其計(jì)量管路多，雖然直接的計(jì)量?jī)x表投資少，但是相關(guān)的閥門(mén)、溫度變送器、壓力變送器、直管段、匯管等一次性投資多。
超聲波流量計(jì)單表價(jià)格高于孔板流量計(jì)，但是由于量程比寬，整個(gè)計(jì)量回路少，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)一次性投資少。
3 現(xiàn)場(chǎng)安裝使用的比較（見(jiàn)表2）
表2 現(xiàn)場(chǎng)安裝使用比較
孔板流量計(jì) | 超聲流量計(jì) | |
直管段要求 | 要求直管段長(zhǎng)度44D以上 | 前10D，后5D |
安裝影響 | 對(duì)同心度要求嚴(yán)格，安裝復(fù)雜 | 要求不高，法蘭連接，安裝簡(jiǎn)單 |
使用條件 | 使用條件必須符合設(shè)計(jì)條件 | 可過(guò)載145%，適應(yīng)性強(qiáng) |
孔板流量計(jì)上有直管段至少要有44D，若孔板流量計(jì)上游有匯管存在，則上游直管段的長(zhǎng)度至少要有145D。（詳見(jiàn)《國(guó)際流量計(jì)量學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)》（《中國(guó)計(jì)量》2002 年）或ISO 5167-2）。
超聲波流量計(jì)上、下游直管段要求為10D、5D（《用氣體超聲波流量計(jì)測(cè)量天然氣的流量》— 國(guó)標(biāo)GB/T 18604-2001）。
(2) 安裝的影響
對(duì)于孔板流量計(jì)，安裝條件直接影響其計(jì)量精度，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝的同心度要求很高。
(3) 使用條件
由于孔板流量計(jì)的原理決定其現(xiàn)場(chǎng)使用條件必須與設(shè)計(jì)條件相符，壓力、流量的適應(yīng)性差。
超聲波流量計(jì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的適應(yīng)性極強(qiáng)，對(duì)壓力、流量的波動(dòng)不敏感，有較強(qiáng)的過(guò)載能力。
4 長(zhǎng)期使用的比較
(1) 精度變化
孔板流量計(jì)由于長(zhǎng)期使用，孔板入口邊緣磨損，孔板彎曲變形，都會(huì)使精度喪失。
超聲波流量計(jì)由于無(wú)磨損、無(wú)示值漂移現(xiàn)象，可以長(zhǎng)期保持較高的精度。
(2) 臟污的影響
由于孔板流量計(jì)由節(jié)流件，長(zhǎng)期使用時(shí)，臟污物將堆積在孔板的上游，造成差壓信號(hào)不準(zhǔn)，直接影響計(jì)量精度。臟污和孔板鈍化可造成計(jì)量偏差2～10% 以上。
超聲波流量計(jì)為中空管段，探頭在儀表上部，臟污不易影響探頭工作，不會(huì)影響計(jì)量精度，而且流量計(jì)可以檢測(cè)臟污情況并修正和報(bào)警提示、及時(shí)進(jìn)行清洗。
(3) 故障排除
由于孔板流量計(jì)的儀表特性取決于節(jié)流件的幾何形狀和尺寸，需要經(jīng)常檢查節(jié)流件，一旦節(jié)流件發(fā)生變化就必須更換，節(jié)流件的壽命取決于氣體的組分、流量及壓力。
超聲波流量計(jì)本身具有很強(qiáng)的自診斷功能，一旦不在正常狀況就會(huì)報(bào)警，并自動(dòng)記錄報(bào)警期間的數(shù)據(jù)，超聲探頭的使用壽命至少為8年，并可在線更換。
(4) 備品備件
孔板流量計(jì)由于節(jié)流件經(jīng)常磨損、變形，因此需要備多套節(jié)流件；超聲波流量計(jì)只需要備一套探頭，可替換使用。
(5) 日常維護(hù)
孔板流量計(jì)需要經(jīng)常維護(hù)，并檢查節(jié)流件的幾何尺寸等參數(shù)。在線更換孔板后很難保證不泄漏，使壓差不準(zhǔn)，難以保證計(jì)量精度。超聲波流量計(jì)則可免維護(hù)，自檢功能強(qiáng)大。
(6) 強(qiáng)檢周期
孔板流量計(jì)一年一檢，一般采用幾何檢定法。超聲波流量計(jì)3年一檢，可以實(shí)現(xiàn)在線標(biāo)定。
5 經(jīng)濟(jì)性的比較
5.1 一次性投資
由于氣體超聲波流量計(jì)有量程比寬的特點(diǎn)，相對(duì)于孔板流量計(jì)可以簡(jiǎn)化工藝管路， 相關(guān)的調(diào)壓設(shè)備、閥門(mén)、變送器等都相應(yīng)減少，大大節(jié)省了投資。
另外，由于超聲波流量計(jì)要求的前后直管段短，因此大大減少了占地面積。
圖1 孔板流量計(jì)與超聲波流量計(jì)占空(占地)及費(fèi)用比較
5.2 長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用
由于流量計(jì)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，有以下幾方面的費(fèi)用：設(shè)備維護(hù)費(fèi)，標(biāo)定費(fèi)用，更換部件費(fèi)用以及操作人員人工費(fèi)用等。
評(píng)論