浅析集中供热工程中对于流量计的正确选型

       集中供热工程是一种通过热水或蒸汽来传输热能的工程系统，由于其中涉及到大量的水和蒸汽热量传导介质，对于此类介质的流量测量就是工程系统中一项重要的基础数据，工程的运行效率和与用户的结算都需要该类流量的数据支持。通过本文简单介绍，读者可以了解流量计的定义和分类，以及在集中供热工程中常见的几种流量计类型。本文在对流量类型及测量要求的基础之上，对流量测量需要加以比较分析，突出了流量计选型准确的重要性，并对在供热领域流量计选型需要注意的要点做了列举。
　　
       供热系统服务终点在于每个用户，如何有一个能够既计量准确客观又能让用户满意的方案一直是值得研究的问题，目前许多的集中供热取暖费方式都是按户按面积取费，这种收费形式的弊病在于容易导致供热不均，有些用户热，有些用户冷，以至于很多用户认为自家采暖温度不达标，收费困难的情况。一种按用户实际用热量来收费的方式正在成为和中趋势，这种收费形式，要求用作热量计量的流量计选型必须准确，保证终计费的可靠性，因此对于流量计的造型就显得特别重要。本文将结合多年来的工作经验，对集中供热工程中的流量计选型作一个较全面的总结。
　　
一、流量计简介
　　流量是瞬时流量和累积流量的统称。当时间很短时，流体流过一定截面的量与时间的比称为瞬时流量q。在一段时间内流体流过一定截面的量称为累积流量Q。测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。流量计是工业测量中重要的仪表之一。随着工业生产的发展，对流量测量的准确度和范围的要求越来越高，流量测量技术日新月异。为了适应各种用途，各种类型的流量计相继问世。目前已投入使用的流量计已超过100种。
　
二、流量计的分类
　　从不同的角度出发，流量计有不同的分类方法。常用的分类方法有两种：一是按流量计采用的测量原理进行归纳分类；二是按流量计的结构原理进行分类。
　　2.1 按测量原理分类
　　（1）力学原理：如差压式、转子式、冲量式、可动管式、直接质量式、靶式、涡轮式、旋涡式、涡街式、皮托管式以及容积式等等。
　　（2）电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。
　　（3）声学原理：如超声波式、声学式（冲击波式）等。
　　（4）热学原理：如热量式、直接量热式、间接量热式等。
　　（5）光学原理：激光式、光电式等。
　　（6）物理原理：核磁共振式、核幅射式等。
　　（7）其它原理：有标记原理（示踪原理、核磁共振原理）、相关原理等。
　　2.2 按流量计结构分类
　　大致有以下10种：容积式流量计、叶轮式流量计、差压式流量计（变压降式流量计）、变面积式流量计（等压降式流量计）、动量式流量计、冲量式流量计、电磁流量计、超声波流量计、流体振荡式流量计、质量流量计。
　　
三、集中供热工程中流量计的选型分析
　　尽管流量计的种类繁多，但是在集中供热工程中只有几种类型的流量计比较常用，如电磁流量计、超声波流量计、弯管流量计、孔板流量计、涡街流量计、涡轮流量计等。
　　3.1 电磁流量计
　　电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。
　　优势：（1）无压力损失。（2）测量精度较高。（3）用于低温环境，可不采取保温措施。（4）适用脏污流、腐蚀流的测量。
　　不足：（1）只能测量导电液体。（2）测量介质的介电常数对测量影响巨大，故适合测量纯净液体，不适合测量循环流动介质，如供暖用水，工业用循环水。
　　适用测量介质：水、导电油等。
　　3.2 超声波流量计
　　超声波流量计是通过检测流体流动对超声束（或超声脉冲）的作用以测量流量的仪表。
　　优势：（1）无压力损失。（2）可做成固定、便携两种型式。（3）可不中断流体输送安装。（4）用于低温环境，可不采取保温措施。
　　不足：（1）现只能用于测量液体。（2）管道的状态对测量精度影响巨大。（3）安装精度要求高，易于因为安装问题而使流量计失效。
　　适用测量介质：水等。
　　3.3 弯管流量计
　　弯管流量计与传统的孔板流量计一样同属于差压式流量计的范畴，弯管传感器是利用流体的惯性原理产生差压的。
　　优势：（1）直管段要求低，可前3D，后1D安装。（2）无节流件和插入件，一次件免维护。（3）无附加压力损失，节能降耗。（4）耐粉尘，抗震，耐脏污，适合恶劣工矿条件。（5）系统精度1.5，长期使用精度不下降，重现性为0.2%。（6）量程宽，可达1：10以上。（7）测量介质宽，适合所有低粘度介质而不用要求介质物理状态（液、汽状态）。
　　不足：同样流量流过相同管径时，相比较其他差压流量计（孔板等）所得到的差压值较低，对附件差压变送器的要求较高，提高了流量计的成本。
　　适用测量介质：过热蒸汽、饱和蒸汽、供暖用热水、冷冻水、高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、压缩空气、锅炉送风、氮气、氧气、液氨、变压器油、柴油等。
　　3.4 孔板流量计
　　孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器（或差压变送器、温度变送器及压力变送器）配套组成的高量程比差压流量装置。
　　优势：（1）国内通用，应用历史长，经验数据丰富。（2）一次件和二次仪表可分开生产供给，易于大批量生产，降低成本，便于采购。（3）测量介质宽。适合液体和气体。
　　不足：（1）安装直管段要求高，一般要求10D以上。（2）长期使用精度严重下降，必须强制周期检定。（3）有不可恢复压力降，属于高能耗流量计。（4）量程窄。法兰装夹式，维护工作量巨大。（5）不耐脏污，计量供暖水和煤气易短期失效（有示值但和实际偏差严重）。
　　适用测量介质：蒸汽、空气、水、煤气、油等。
　　3.5 涡街流量计
　　涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体，流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。
　　优势：（1）量程范围宽。（2）插入件较小，维护量较小，压力损失小。（3）用于低温环境，可不采取保温措施。
　　不足：（1）安装直管要求高，一般要求15D以上。（2）耐温性能差（虽有改善），不宜于用于高温蒸汽。（3）不耐脏污，抗震性能差。（4）不同厂家质量差别大，同一厂家产品质量离散性较大。（5）不能应用于大管径测量。
　　适用测量介质：水、空气、低温蒸汽（不大于200℃）。
　　3.6 涡轮流量计
　　涡轮流量计，是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子（涡轮）感受流体平均流速，从而且推导出流量或总量的仪表。
　　优势：（1）高精度，在所有流量计中，属于精确的流量计。（2）重复性好。（3）元零点漂移，抗干扰能力好。（4）范围度宽。（5）结构紧凑。
　　缺点：（1）不能长期保持校准特性。（2）流体物性对流量特性有较大影响。
　　适用测量介质：石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体等。
　　上述几种流量计的性能比较见表1。
　　
四、在工程设计中选择流量计需要注意的几点问题
　4.1 流量计直管段
　　不同类型的流量计对于前后直管段的要求不同，例如电磁流量计要求前5D后3D，但是有些孔板流量计要求前20D，后10D，所以在设计流量计的工艺管道，一定要跟工艺**配合留出足够的直管段，以实现测量结果的准确性。（其中D为工艺管道的公称直径）
　　4.2 流量计的供电
　　并非所有类型的流量计都需要供电，差压试流量计如孔板流量计、弯管流量计和V锥流量计等，但是电磁流量计、超声波流量计等需要供电。根据产品说明有的可自带电池供电，有的需要AC220V供电。在工程设计中不要疏忽需要供电的流量计的电源。
 
五、结语
综上所述，流量计发展到今天虽然已日趋成熟，但其种类仍然极其繁多，至今尚无一种对于任何场合都适用的流量计。每种流量计都有其适用范围，又都有其局限性，所以在选择仪表时，一定要熟悉仪表和被测对象两方面的情况，并要兼顾考虑其它因素，这样选择的流量计才能保证测量结果的准确性。
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