節(jié)流型流量計十年發(fā)展歷程
節(jié)流型流量計由于可耐惡劣工況,成本較低,使用已有一百余年,積累了大量數(shù)據(jù),有較成熟的國際、國家標準,且可干標,長期占流量儀表市場的首位。但它最大的缺點是要求較長的直管段,才能獲得較高的準確度,特別是2003年ISOTC30公布了新標準ISO5167后,要求更長的直管段,才能獲得較高的準確,使其矛盾更為突出,迫切需要研發(fā)一種新型節(jié)流型流量計。這種儀表無需較長直管段,仍可保持較高的準確度。
1)環(huán)形通道流量儀表:1986年美國McCrometer公司推出了內(nèi)錐式流量儀表,主要是為了解決測高爐、焦爐煤氣這一類粘污流體,應用中發(fā)現(xiàn)其環(huán)形通道具有整流作用,在直管段不足條件下仍具有較高準確度的特點。而在我國前幾年由于過熱地宣傳,到處濫用,造成了多起重大事故,市場急劇下降,斷送了它的發(fā)展前景。但內(nèi)錐流量儀表的整流優(yōu)點仍應肯定,不宜封殺。只要改進一些結構,仍不失為一種性能良好的流量儀表,如:后來研發(fā)的槽道式、梭式流量儀表、內(nèi)文丘里管----等。
2)調整孔板:為解決流量測量要取得較高準確度而減小必需的直管段長度,IS0TC30一直建議采用流動調整器。但流動調整器本身就需要2D長度,安裝前后又需3~4D,現(xiàn)場應用仍有困難。2002年美國Rosemount公司首先推出了將流動調整器與節(jié)流件合二而一的四孔孔板的調整孔板,在前直管段長度為5D時,準確度可達±0.5%;為2D時,準確度可達±1%。首創(chuàng)了這類流量儀表的理念。
3)平衡式流量儀表:繼調整孔板之后,2004年美國AFlowtek公司推出了“平衡式流量儀表”,2007年進入中國。據(jù)稱前后直管段長度僅需0.5D,準確度可達±0.5%。這種宣傳似有些誤導用戶,因為它的儀表較長,其節(jié)流件(圖5B)前即有不低于5D長度的管道,是要占直管段長度的,僅說二個法蘭之間的距離顯然是不合理的,而且缺乏應有的測試數(shù)予以驗證。
4)整流式流量儀表:我國天津某公司于2008年進行了近一年的研發(fā)、測試,其結構不同于美國AFlowtek公司的平衡式(圖5A、5C)。測試數(shù)據(jù)表明:在前直管段為2D時,準確度可達±1%,如為5D,準確度可達±0.3%,β值建議取0.5~0.65之間。
在前直管段長度約30D的條件下,對圖3所示的三種結構進行了流出系數(shù)的重復性、不確定度、線性度的測試比較。測試數(shù)據(jù)表明:5A的技術性能優(yōu)于5B,5C與5B相差無幾。
圖5平衡式、整流式節(jié)流型流量計
5)型式多樣,性能難分伯仲。以上的這些節(jié)流式流量儀表(調整孔板、平衡式、整流式…..)均具有結構簡單、可靠,加工簡單易行,使用中都有對前直管段要求不高、又保持較高準確度的優(yōu)點。目前還很難說哪一種產(chǎn)品具有顯著的優(yōu)勢而獨傲群雄,更不能說是某家獨創(chuàng)。
推廣應用的關鍵近七、八年以來,新型節(jié)流型流量計發(fā)展很快,加上廠商的炒作,大有取代標準節(jié)流儀表之勢。但它終究還是個新生事物,在研發(fā)、生產(chǎn)及應用中缺乏經(jīng)驗,無序的生產(chǎn)與濫用勢必會埋下事故隱患,(2005年大連內(nèi)錐事故應為前車之鑒)。這種炒作以謀取暴利的做法已引起業(yè)內(nèi)專家的憂慮,在肯定創(chuàng)新的前提下應盡快制定標準,為此建議如下:
1、節(jié)流件標準化優(yōu)化當前推出的各種“多孔孔板”節(jié)流件,只有這樣才能簡化測試項目。
2、積累測試數(shù)據(jù)標準節(jié)流型流量計的標準制定,花費了幾十年時間,積累了成千上萬在試驗室測試的數(shù)據(jù)才可能制定標準。切不可隨心所欲、閉門造車地制定標準,必需建立在試驗的基礎上。C.Hodges提出了一些建議以縮短這個過程。
3、阻力件影響試驗測試首先要在標準試驗室中進行,然后還需在不同的阻力件,不同的安裝長度下,
用數(shù)據(jù)來說明保證較高準確度所必要的直管段長度。
二、感言
1、理性選型、誠信宣傳科學技術的突飛猛進的發(fā)展不斷給流量儀表提出了新的要求,流量廠家也為此不斷推出各種新原理、新結構的儀表。但至今仍很難找到一種流量儀表那么十全十美可以滿足一切要求。任何一種流量儀表都只可能在某個領域中充分發(fā)揮其優(yōu)勢,而在其他領域則未必勝任。因此用戶在選型時應理性,切勿輕信某一廠商言過其實的宣傳;廠商的宣傳也應以誠信為本,不要過度炒作,以謀取暴利。
2、用標準、數(shù)據(jù)評估儀表質量優(yōu)秀的流量儀表,必有標準可遵循。標準是根據(jù)大量試驗數(shù)據(jù),實用經(jīng)驗歸納總結的寶貴財富,不是一朝一夕可炒作出來的。有章可循則產(chǎn)品質量才有保證;但標準的制定需要假以時日,不能因此阻礙儀表的創(chuàng)新,一個新型儀表,在沒有標準可遵循的情況下,評估的標準就是在一定資質試驗室的測試數(shù)據(jù)。這里要強調的是,在這樣的試驗室工作的人員(特別是負責人)必須廉潔。
3、專利產(chǎn)品未必優(yōu)秀。在我國大力倡導科技創(chuàng)新的背景下,專利的審批門檻日益降低,每年專利數(shù)量突飛猛進,質量卻徒有虛名。專利只不過說明它不是仿制,而未必一定優(yōu)秀,不少廠商拉起專利大旗,無非是抬高身價以獲暴利而已。用戶千萬不要為專利產(chǎn)品所迷惑,應深究其優(yōu)在何處,是否適宜用。