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1、客观对待内锥流量计与节能降耗的关系关于内锥流量计推广的一些商榷意见毛新业 孙淮清摘要：本文从准确度、永久压损两个方面，对内锥流量计是否为节能降耗监测流量仪表，是否亟待大力推广应用提出一些看法。关键词：内锥流量计 节能降耗 准确度 永久压损近两年，在多个期刊上都可看到一篇文章（以下简称该文），该文呼吁“从节能降耗要求看推广应用内锥流量计的必要性“。内锥流量计作为一种新型的节流装置，确有一些如要求直管段较短等优点，但是否如该文所说它是一种理想的节能仪表，因而是实现监测节能降耗唯一、最佳的选择而亟待大力推广？业内不少人士都难以苟同。我们也提出以下一些看法，供读者参考。节能监测流量仪表的特点23 当前
2、，节能减排已是我国经济建设的重中之重，用仪表进行科学评估是行之有效的方法，流量仪表在其中占有重要的地位，它应具有以下两个基本条件：1. 准确度较高用于监测节能降耗的流量仪表应具有一定的准确度，否则，就难以用数据明确地说明节能效果，也无法进一步采取节能措施。因此，国标GB17167对流量仪表的准确度都有明确规定，一般为12.5级。2.永久压损不宜过大流量仪表在此是监测节能降耗的，但它本身不仅不能节能，还须消耗能量，其压损大小与仪表的结构有关，在此特情况下，应首先选择那些压损不大的仪表。二、内锥流量计是最理想的能源监测仪表吗？1. 内锥流量计在我国过热的背景内锥流量计（V-coneflowmete
3、r）是美国MCCROMETER公司于上世纪八十年研制推向市场的。二十年来，在国外主要用于测湿气体、气固、气液二相脏污流体的流量，取得了较好的效果，尚未听说要推广到一切领域，要用它取代经典节流装置的说法。2003年初，国际标准化组织公布并要求实施节能装置新标准ISO5167：2003E。它对经典节流装置前直管段长度较旧标准提出了更为苛刻的要求，现场难以满足，用户普遍寻求一种对直管段长度要求较低的仪表，内锥流量计恰好具备了这个特点，再加上我国近两三年来举办了6070次以宣讲新标准ISO5167为名、行推销内锥流量计为实研讨会、学习班，在这种“扬长避短“的热炒下，内锥流量计在全国遍地开花，形成了过热
4、的现象。以十七届MICDNEX2006为例，国内外展出内锥流量计的厂商共33家，其中国外（含合资企业）仅3家，约占9%，而国内展出厂家占91%，其它产品国外大约占40%左右。不仅如此，国内展出的内锥流量计均为国外仿制品，没有创新，这种低水平的重复就造成了市场中激烈的压价竞争恶果。2.内锥流量计的技术特点 要求前直管段长度较短。由于存在内锥，流体在流量计中的流动形成了两个特点：a.内锥所形成的环形通道逐渐减小，使流体流速加大、压力降低，这种流动在流体力学实验中证明是可以减小、甚至消除漩涡的。b.内锥与管壁之间形成了环形通道，它在内锥直径最大的地方形成最窄的通道，其作用类似于流动调整器的管束，具有
5、减少漩涡、改善流动方向的作用。内锥流量计的内锥不仅具有节流作用，还具有整流作用，相当于附加了一个流动调整器（Flow Conditioner）。因此，它可以在直管段不够长的情况下，较其它节能装置能获得较高的准确度。准确度在应用条件下达不到0.5%。流量仪表的准确度不仅取决于本身，还取决于使用条件。只能说在直管段长度不足的条件下，内锥流量计由于环形通道的整流作用，准确度有可能优于经典式节流装置（孔板、喷嘴）。而由于生产加工、安装和现场条件等因素的影响，其准确度往往达不到该文所宣称的0.5%。天津科特公司是一个研制、销售内锥流量计的专业公司，其所公布的数据较为可信，该公司曾对口径从15mm至160
6、0mm不同值 下的内锥流量计做了大量的检定工作，部分数据列于14.表1 水标定内锥流量计流出系数离散性管径（mm）V流出系数C范围离散性%1000.470.86330.87521.3751500.600.82750.84001.512000.550.81650.84283.186000.430.78670.83145.688000.440.82090.86004.76表1所示的数据表明，当口径较小时（小于150mm），由于内锥的加工、安装比较精确，流出系数的离散性约为1.5%；而当口径为600mm800mm时，由于加工、安装较差，流出系数离散性将达到5%左右。这里还要强调：该公司所标定的内锥流
7、量计为0.430.6，有利于减小离散性，如大于0.85，离散性还将加大。流出系数的离散性还不是仪表的准确度，准确度还应包括校验装置的流量不确定度。内锥流量计的压损。a.内锥与孔板的压损相差无几，内锥流量计永久压损的计算公式为：式中：Pe永久压损； P输出压差；直径比。根据不同的值，计算管、控板、内锥两种流量计的Pe/P比值，列于表2，绘于图1.表2 内锥与孔板压损比较内锥压损Pe/P孔板压损Pe/P内锥压损/孔板压损0.40.800.810.9810.450.740.770.9610.550.610.680.8970.650.490.580.8450.750.360.460.7830.850.
8、240.410.585从表2及图1可见，内锥的压损比孔板小，而大于喷嘴，特别是当值小于0.55时，相当于孔板的90%，而不如该文所说1/4.b.管径较大时，压损才应引起足够的重视。我们对不同口径的三种差压计量计（内锥、孔板、均速管）因永久压损而带来的年运行费进行了计算23，结果表明，在口径较小（小于150mm）年运行费相差并不大，当管径增加1倍，年运行费增加4倍，呈几何级数增长，因此只有当管径较大时，压损所造成的经济损失才应引起足够的重视，更不宜以此排斥其它压损较大的流量仪表（如孔板、容积、科氏等）在口径较小的选用。3.技术特点是相互制约的内锥流量计的一些技术参数是相互关联、相互制约的，不可能
9、同时都处于最佳状态，如：要求在直管段较短的情况下要取得较好高准确度，就应选用较小的v值（0.450.6）而在此v下，永久压损即相当于孔板的88%96%，失去了压损小的特性。如该文所建议取v值为0.8以上，内锥的压损可下降为孔板的58.5%，约一半；而这样选用的结果是降低了整流效果，失去了在直管段不长情况下仍能维持较高准确度的特点。4.小结综上所述，按照能源监测流量仪表的两个基本条件：较高的准确度；较低的压力损失。而内锥流量计顾此失彼，难以兼顾，这是不能随意忽视的客观规律。因此，它不是能源监测最理想的流量仪表，更谈不上“从节能降耗看亟待推广应用内锥式流量计的必要性”。三、讨论1.目前尚不存在十分
10、完善的流量仪表。由于影响流量仪表的因素较多，现场条件也千变万化，因而流量仪表的原理有十余种，类型200多个，犹如各种不同的药品可治疗不同的疾病一样，目前还没有听说过哪一种流量仪表完善到足以取代其它流量仪表。虽然市场的发展趋势有利于新型流量仪表（超声、电磁、科氏），据知名网站（Flow Research）评估，这三种仪表五年（20022007年）世界市场的年均增长率达到了6.2%，但其总裁仍表示，由于传统流量仪表（经典节流装置、容积、转子等）安装基数很大，替代更新并非一朝一夕，而将是一个漫长的过程。这个论点当然也适用于内锥流量计。2.评价应实事求是。内锥流量计的优点应肯定，不足之处也不能回避。在
11、与其它仪表运行性能比较时应采取同一标准。如对比内锥与孔板永久压损时，为什么孔板的v值取0.50.6，而内锥只取0.85，即使这样，也得不到内锥压损仅为孔板的1/4的结论。内锥流量计实际应用的v值，一般推荐为0.450.7，很少采用0.85，这样才具有一定的整流效果，现就以该文所举的两个成功应用范例来说明：国外用于瑞典SSAB的内锥流量计v为0.44；用于国内云南曲靖的v为0.504，都不是0.85。3.内锥流量计的优点不仅是由于有整流作用，适用于现场直管段长度不足的地方；还在于它的环形通，使污手无法滞留而适用于测脏污流体。如高炉煤气、焦炉煤气，性能优于偏心孔板、楔形流量计，近二十年来国外主要也
12、是将其用在这个领域，并未全面推广使用，如不看对象，全面推广将会造成不少隐患，例如，我国已有不少听信片面宣传的将其用于测高压蒸汽。由于高压蒸汽的密度及流速较高，会在内锥后产生强烈的漩涡而引起振动，而内锥又是悬臂地安装在仪表中，易造成安全隐患，在这种情况下，倒不如采用某些人呼吁要求被取代的经典节流喷嘴，因为后者安装可靠，不易振动。此外，据用户反映，由于内锥流量计的低压取于内锥后中央，用细管传至仪表外，故粉尘较多时有堵塞现象；再其次，在结构的牢靠及压力恢复上性能都不及新推出的梭式、槽道。因此，对内锥流量计宣传要适度，其存在的问题还不少，有待改进，不宜急于在力推广、全面应用。4.推广应用的前提是标准化
13、5目前，内锥流量计由于过热的宣传，生产厂家不少于百家，都是照搬国外技术，更未积累在各种应用条件下的实验数据。反观呼吁要被取代的经典节流装置，不仅经过近百年的应用、考验，各种条件下积累了数以万计的实验数据。在此基础上制定相应的国际标准ISO5167（国标GB/T 2624与其等同），在应用中，特别是在产生贸易纠纷时有法可依、有章可循。在软实力上内锥流量计与经典节流装置存在较大的差距。内锥流量计虽有一些无可争议的优点，但要取代一种应用近百年、唯一可以干标、在市场仍占有较大份额的孔板，不能只靠宣传，而是要做大量脚踏实地的技术工作，完成标准化才有可能。参考文献1孙延祚，从节能降耗要求看推广VNZ流量计的必要性，工业计量2005（3）P16P19。2毛新立，用流量仪表监测节能降耗，计控信息报2007年第617期头版。3毛新业，能源检测流量仪表的特点与应用，“Control Engineering China”2007（6）P26P29。4黄利国，V型锥流量计准确度与节能，工业节能2006（4）P36P375孙淮清，V型内锥节流装置代替标准节流装置应具备的条件浅谈中国流量网2005年9月
