一 节能形势严峻，不能再掉以轻心

　　我国制定了国标GB17167(用能单位能源计量器具配备和管理通则)，要求耗能达一定水平的单位及设备都必须安装仪表进行监测，用科学的方法，以数字来评估节能降耗的效果。

　　二 流量仪表在能源监测中的重要地位

　　在GB17167标准中，有五条(4.3.2，4.3.3，4.3.4，4.3.5，4.3.8)为强制条款，它规定了用能达到一定水平的单位与设备必须安装监测仪表，而且对监测仪表种类及其准确度等级都做了明确规定。

　　在能源监测仪表中，除电能用电表、固态能源煤用称重仪表外，其他气态、液态能源(如原油、成品油、重油、渣油、天然气、煤气、液化气……)以及载能工质(水、蒸汽)都必须采用流量仪表，在流程工业连续作业时，固态煤也可用冲板式流量计或气固二相微波流量计。空气与水和蒸汽一样也是一种载能工质，如火电厂锅炉送风，用于风动工具的压缩空气;以空气为载体用管道来输送固体物质等，也应监测它的耗能。因此流量仪表是能源监测仪表中比重最大的重要仪表。

　　三 能源监测流量仪表的特点

　　1.永久压损不能太高

　　GB17167要求流量仪表监测能源、评估节能降耗的效果。而对绝大多数的流量仪表而言，因其阻力件(如孔板、内锥、漩涡发生体、检测杆等)都会产生不可恢复的压力损失，这种能耗如同机械运动中的摩擦一样是不可逆的，其大小取决于阻力件的形式，因此用这些能源监测流量仪表不仅不节能，而且还会消耗能量。有些耗能之大不可忽视(如孔板、漩进式等)。在此特定情况下，应力求选用那些能耗较小的流量仪表。

　　(1)永久压损计算公式。(可参见R.W.Miller流量测量工程手册)

　　(2)年运行费，流量仪表因其阻力件所造成的能耗，必需加大泵(或风机)的动力以维持正常的工艺流程，其年运行费应引起足够的重视。

　　(3)举例说明：计算孔板、内锥、均速管3种流量仪表在不同管径下的年运行费，介质为空气，流量按平均流速为25m/s，孔板b为0.62，内锥b为0.70，风机效率：0.85。电费若按每千瓦小时为0.8元人民币。

　　2.准确度不能太低

　　既然要求流量仪表对节能效果进行量化，用具体的数字来评估节能效果，就应具有必要的准确度。但也并非越准确越好，因为准确度高的仪表价格都十分昂贵。为此，GB17167针对监测对象做了合理、具体的规定;如测燃油量准确度应为0.5～1级;测气体燃料为2级;测载能工质可低至2～2.5级。

　　四 能源监测流量仪表的选用

　　1.节流装置

　　以节流为原理的流量仪表，种类较多，可经受较恶劣的工况，占流量仪表市场的50%以上。以下从节能角度提供几种：

　　(1)孔板，积累了数十年的使用经验，建立了数以万计的数据库，且具有国际国内的标准，也是目前装表率最大的一种仪表。但近二年公布实施了ISO5167新标准，进一步要求前直管段长度，应用面临较大的困境，从表1所列数据可看出，当管径大于0.3m后，由压损所引起的年运行费已十分可观，在强调节能降耗的今天，难以选用，在国内外的市场占用率均呈下降趋势。

　　(2)内锥(参阅本刊2006.9.P63～65)由美国McCrometer公司1986年推向市场，其特点为可测多相脏污流体(如焦炉煤气);且由于锥体形成了环形通道，具有整流作用，因而所要求的前直管段长度大大低于经典的节流装置，天津科特公司是研制、销售内锥的专业企业，其对内锥有关压损及准确度的研究、测试有如下结果。

　　(a)准确度

　　该公司对口径100～800mm的内锥，在水流量装置上进行了标定，其流出系数C的离散度为1.5～5.68%。该公司认为，当管径大于0.2m时，由于加工、安装的原因，将可能引入较大的误差。这里要强调的是，仪表的误差还应包括校验装置的不确定度。因此，并非有些文章介绍的为5%。

　　(b)压损

　　内锥的永久压损DPe为：

　　DPe=(1.3-1.25b)DP

　　式中，DP为输出差压。

　　根据不同的b值来计算孔板，内锥等流量仪表永久压损与输出差压的比值列于表2。数据表明：在b值较小时，内锥的压损与孔板十分接近(见图1);如果选用较大的b值，意味着环形通道加大，整流效果将降低，又引起准确度下降。从上述分析来看，内锥压损较大，仅次于孔板，特别是管径较大时其压损所引起的年运行费也是十分可观的(见表1)，需要慎用。它并不是节能仪表，因此，“从节能降耗的要求来推广内锥流量计的必要性”(工业计量2005年3期P16-19)理由是不充分的。

　　(3)梭式(参见本刊2006年第1期P27～29)。2005年公布的专利产品：它吸取了内锥流量计环行通道要求直管段较短的优点，避开了内锥后产生漩涡增大压损的缺点，同时又吸取了罗洛斯(Lo-Loss)管压损小的优点，在内锥后，增加了尾锥部分，形成了梭体。因此，它具有要求直管段短、压损又小的双重优点。此外，专利还采取了一些在直管段较短时提高准确度的措施。

　　2.插入式

　　这类仪表以取样方式仅测管道中一点(或几点)流速来推算流量，具有安装方便、结构简单、压损小、价格较低等特点。以下介绍市场上应用较多的几种：

　　(1)仅测一点流速推算流量的仪表，如双文丘利管、插入式涡街、涡轮、皮托管等。目前国内市场中，双文丘利管在这类产品中比重较大，双文丘利管早于上世纪60年代由美国Taylar公司推出，其特点结构简单，输出差压在相同流速下比皮托管大很多，适用于大管道低流速情况，如烟道排气，但这种情况直管段长度都十分短，管内流速分布十分复杂;双文丘利管所处位置并非管内平均流速点，准确度难以达到?3～5)%(见本刊2002年10期P43～46)。 (2)测管。(见本刊2006年第9期P61～62)。近两年被国内不少冶金行业广泛用于监测焦炉、转炉煤气的一种插入式流量计，其结构类似于日本推出的异型皮托管。其独特优点在于其端部的纵向切口(图2)，有利于气体中的固相、液相物质的排出，不似一般的皮托管类型插入式仪表易于堵塞。但正因为如此，它只能安装在水平管道的上方约90°的范围内，否则污物难以排出。已见测管流量测量系统采用了三根测管伸进的长度有所不同，还需采用3个差压变送器及一个流量计算机。由于仅测管道中上方的3点流速，并未按照ISO3966的要求，测管道中20点流速(方管为26点)，特别是当管道口径较大，而直管段长度不足的情况下，流速分布很复杂，仅测管道上方3点流速，并不能充分反映管内流速分布，认为采用这种方法流量准确度可达?2～3)%，理由欠充分。

　　(3)均速管。通过测量管道中多点流速来推算流量，一般准确度可达?%，可用于能源监测中大管道而对准确度要求不太高的场合(如测水、空气)。如果直管道不足，可在管道中相邻截面同时插入两支均速管互成90°，则测点的数目及位置基本可达到IS03966的要求。至于易堵塞问题可采取反吹法;也可吸取测管的优点，设计一种既有均速管易于安装，测点较多，价格低廉而又不易堵塞的新型插入式仪表。

　　3.无阻力件流量仪表

　　其特点是仪表内无任何阻力件，压损小，机械结构简单，仪表功能日益完善，准确度高，是近5年发展最快，市场年增长率最高的一类流量仪表。

　　(1)电磁。据估计5年内平均市场年增长率达2%，从产值衡量占流量仪表的销售价格首位。但不能测油品及气体能源的流量。

　　(2)科氏。管道内虽无阻力件，而为测科氏力，必须强制流体转180°，因而压损较大，体积与管径相比，显得很笨重。目前国内外产品口径未超过0.25m，准确度可达?0.2～0.5)%，欧美各国多用于测能源及贵重的流体，以减少贸易核算中的争议，因价格昂贵在我国尚未广泛被采用。

　　(3)超声波。可测各种气液能源，压损小，技术性能优异，准确度可达?.5%，量程比可达几十比一，是当前发展最快，也是最适用于能源监测的仪表。国外产品已趋于成熟，且制定了相应的标准，可惜价格较贵。国内，上海、北京已相继有产品问世进入市场，只是尚存在抗噪声干扰能力较低的缺点，已用于测高炉焦炉煤气，尚未完全进入天然气贸易核算领域。

　　4. 其他

　　(1)涡街。常用于测蒸汽流量，据生产厂家称最高温度可达400℃。管径一般小于0.25m，准确度可达?%，但不适用于管道有振动，被测流体黏度大、流速小的场合。

　　(2)容积式。较为经典的产品。准确度高达?.5%、量程比大于几十比一。但结构十分笨重，因而口径一般小于0.15m，压损较大，适用于黏度较大的能源计量。我国多用于油品的贸易核算，如加油站。

　　(3)涡轮。涡轮为转动件、易于磨损，准确度可达?.5%～?%，量程比达10∶1，口径一般小于0.3m，多用于黏度较小的能量计量，技术较成熟，性价比较高。

　　5. 小结

　　在讨论如何选择能源监测流量仪表时，本文强调了准确度、压损小等特点，而针对某些具体情况，仪表的特点也是可以灵活掌握的。每一种仪表的优点与不足都是相对的，视具体应用情况而定。过分地褒与贬都欠理性，不可取的。

　　为促销，生产厂商在其说明书中都宣传其生产的仪表技术指标十分先进，这是可以理解的。其中，不少生产厂商确实是将其生产的产品在一定资质的试验室中，通过严格的标定得到的，技术指标是负责任的。但是在应用状态下不可能得到试验室的那样的理想条件，所以仪表也不可能具有那么先进的技术指标。用户在选用中应理性地注意到这种差异。遗憾的是还有另一种情况，有少数厂商用转移概念的手法，有意(或无意)地误导用户，这种倾向十分有害，应引用业界的注意。

　　ISO5167新标准公布后，进一步要求加长前直管段长度，经典节流装置(孔板、喷嘴)难以满足。由于内锥式是环形通道节流装置，在直管段不长而能维持较高准确度仍是无可争议的优点，是在现场无法满足直管段长度情况可以替代孔板等经典仪表的可行方法，应当肯定，并促进它的推广应用。