能源三气的计量与仪表（超声波流量计二）

一、孔板计量的弊病

从我国目前能源三气计量现状来看，作为煤气、天然气、蒸汽管道集输与工业用气（汽）的计量手段，大量使用的还是孔板，直径在DN200mm以上的场合尤为如此。

使用孔板计量的弊病，是业内人士早已取得共识的问题，为引起更大范围的关注，为有益于推广使用测量新技术，改善如上“三气”的计量现状，这里还有必要就这一老问题予以重提。

1、孔板存在着不可避免的“锐边磨蚀”和“积污”问题。测量原理决定了，孔板从安装使用之日起，实际流出系数便在一天天变大（仪表指示值越来越偏低），在流体较脏和流速较高的场合，这种变化往往是很惊人的。有人做过专门的调查，一个新制造的符合标准要求的孔板，在安装使用一段时间之后拆下来重新进行检查，原来标准要求的节流孔应当保持尖锐的边缘被磨钝了：在标准中对平面度、表面粗糙度要求很高的孔板端面积结了许多污染物，用于测量高含湿气体和较脏污的流体时，在靠近孔板的死水区还积聚了液体和固体物质。由于孔板流出系数受入口边缘锐度及“积污”的影响很大，其结果使本来安装时流出系数不确定度为±0.6%的孔板,流出系数一下增大了百分之几。据国外专业杂志报导,在流体脏、流速高的场合，因“锐缘磨蚀”和“积污”而使流出系数增大百分之十几的也不足为怪。

2、孔板量程比太小，在中雷诺数区域，只有3～4，而用户实际用气（汽）量的波动幅度往往却要大得多。孔板计量特性决定了，其实际流出系数是随被测流体雷诺数Re的变化而变化的。特别是在雷诺数5×103<Re<1×105范围内,流出系数对Re的变化非常敏感.例如同一块ß=0.70的角接取压标准孔板,当雷诺数从Re=5×104降低到Re=104时,即Re减小到原来的五分之一,这大致相当于以额定工况降到20%额定工况下工作,其流出系数会从C=0.6113增大到C=0.6376,增大了4.3%.事实上,在20%额定负荷工况下运行是在所难免的.因工况变化引起的负向偏差竟如此之大不能不令人吃惊!

3、孔板的管路直管段长度及孔板安装的规范性要求高，因为管道上阀门、弯头、缩径、扩径、分管、会管等，往往又是不可避免的，所以因直管段长度不符合标准要求和因孔板安装不规范而造成的附加测量误差，或大或小总是存在的（如时ß=0.70,上游在不同平面上有两个弯头,则直管段长度应为管直径的62倍）。这种误差的偏差方向，需视情况具体分析，但偏差的量值往往也是非常惊人的。有资料可查，±0.5%甚至更大些也是不足为奇的。

值得提及的一个问题是，有一种在线可更换式活动孔板已在一些计量场合使用。无疑就改善测量精度而言，使用在线可更换活动孔板，在一定程度上可以控制减小因“磨蚀、“积污”而造成的测量偏差，但是并不能完全消除这种测量偏差（总不能频繁地进行更换或清洗），而孔板的其它弊病也是依然存在。不仅如此，可更换孔板的安装附加误差也很难把握，密封问题，特别是高差压下的内漏问题，更是不能令使用者放心。

综合上述分析，有充分的理由断言，使用孔板（包括在线活动孔板）的实际测量偏差，往往要比孔板标定（干标或湿标）给出的误差范围大得很多，多数情况下则是卖方吃亏。所以，孔板计量不公平，以孔板作为贸易、经济结算计量手段的现状，必须尽快改变。
 
未完待续：能源三气的计量与仪表（超声波流量计三）