摘要：通過(guò)大量詳實(shí)的理論推(tui)導、可信的(de)應用實例(li)，經過技術(shu)性💘能、現場(chǎng)安裝使用(yòng)、長期使用(yong)、經濟性幾(ji)個方⭕面的(de)🥵比較詳細(xi)論述了超(chao)聲波流量(liang)計 與 孔闆(pǎn)流量計 的(de)優劣，提出(chū)高壓、大流(liú)量計量優(you)先選用超(chāo)聲波流量(liang)計的建議(yi)。
　　在我國長(zhǎng)輸和集輸(shu)管道的工(gōng)程實踐中(zhong)，孔闆流量(liàng)計特别是(shì)高級孔闆(pan)閥長期占(zhan)據統治地(di)位。而随着(zhe)📧我國🆚石油(yóu)天然氣事(shì)🈲業的大規(guī)模發展，在(zài)高壓、大流(liú)量計量方(fang)面，孔💯闆流(liu)量計越來(lái)越受到自(zì)身結構的(de)限制而顯(xiǎn)示出其局(jú)限性。近年(nián)🐪來一些新(xīn)型的流量(liàng)計在國外(wài)取得理論(lun)和實踐成(chéng)功的基礎(chǔ)上，也積極(jí)👅投身國内(nei)市場💯，取得(dé)一系列成(cheng)🆚功經驗。特(tè)别是🔞超聲(shēng)波流量計(ji)在高壓、大(da)流量場合(he)具有明顯(xian)優勢，大有(you)取代高級(ji)孔闆閥之(zhi)勢。由于認(ren)識的誤🈲區(qu)很多人認(rèn)💋爲超聲波(bo)㊙️流量計性(xìng)能好但價(jia)格昂貴，事(shì)實是不是(shi)如此呢？通(tong)過一系列(lie)比較可以(yi)得到更正(zheng)❄️确的結論(lun)。
1孔闆流量(liàng)計的使用(yòng)要求
　　孔闆(pǎn)流量計（流(liú)量與差壓(ya)的平方成(chéng)正比）的使(shǐ)用條件、使(shǐ)😍用範圍🐪和(he)對管道的(de)要求：
(1)流體(ti)：應是單相(xiang)、均質的牛(niú)頓流體，在(zai)通過節流(liu)裝置✏️時不(bú)發生相變(biàn)和析出雜(zá)質，在節流(liú)裝置中不(bu)得有任何(hé)形式的物(wu)質黏附或(huò)聚集。
(2)管道(dao)：僅适用于(yu)圓管，管徑(jìng)大小有一(yi)定限制，上(shàng)下遊有很(hěn)🤟長的直管(guǎn)段，而且節(jiē)流件上遊(you)10D、下遊4D直管(guǎn)段的内表(biǎo)㊙️面粗糙度(dù)、圓度👄要嚴(yán)格符合具(ju)體規定。

(3)流(liu)态：流動應(yīng)是連續、穩(wěn)定的，不是(shì)脈動流；在(zài)受到節流(liu)件影㊙️響✨前(qian)已形成典(diǎn)型的、充分(fen)發展的流(liu)速分布（紊(wěn)流速度🐅分(fèn)布👉），流線與(yǔ)管軸線平(ping)行，不得爲(wei)旋轉流。
2技(jì)術性能的(de)比較（見表(biao)
1）2.1量程比低(dī)
　　由于結構(gòu)特點，孔闆(pan)流量計是(shi)通過節流(liu)件來完成(cheng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻測量的，所(suo)以其量程(chéng)比通常隻(zhi)有1：3，最高可(ke)達1：10，而超聲(sheng)波流量計(ji)沒有任何(hé)阻流件，其(qi)量程比可(kě)達1：200。
　　這兩個(gè)數據表明(míng)：如果實現(xiàn)一種測量(liàng)方案，假定(ding)其流量範(fan)⭐圍是從1m3/h~40m3/h,使(shi)用超聲波(bo)流量計隻(zhi)需要一路(lù)工👄藝計量(liang)回路就可(ke)以實現，如(ru)果采用孔(kǒng)闆流量計(ji)，需要多路(lù)💋才能實現(xian)。
2.2壓損
　　由于(yú)孔闆流量(liàng)計的結構(gou)有阻流件(jian)，超聲波流(liú)量計沒有(you)阻流🌐件✔️，那(na)麽顯而易(yi)見：孔闆流(liú)量計的壓(ya)損很大，超(chao)🤞聲波流量(liang)計壓損實(shi)際可以忽(hu)略不計。節(jie)流裝置能(neng)耗計算如(rú)下：
　　以下以(yǐ)1個典型用(yòng)戶用氣參(can)數進行能(néng)耗計算：用(yong)氣量160×104m3/d，用氣(qi)壓力0.6MPa。
節流(liu)裝置壓力(lì)損失計算(suàn)式：（最大刻(kè)度差壓50kPa、β=0.68）
δP=（1-0.24β-0.52β2-0.16β3）ΔP
=0.5486×50
=27.43kPa
節(jiē)流裝置能(neng)耗計算式(shì)：（壓縮機效(xiào)率η=0.8）
W=δp×QV/η
=27430×18.5185/0.8
=634953W
計算耗(hào)能費：能源(yuan)價0.4元/kWh
耗能(néng)費(年)=(W/1000)×(運行(hang)時數/年)×(元(yuán)/kWh)
=(634953/1000)×365×24×0.4
=2224876(元/年)
該計(jì)算僅隻是(shì)能耗損失(shī)，不包括壓(ya)縮機運行(hang)等費用。
2.3精(jing)度
　　孔闆流(liu)量計的計(jì)量精度理(li)論上可以(yi)達到1%，但是(shì)通😍過🐇大量(liang)的實踐證(zhèng)明，由于孔(kǒng)闆流量計(ji)抗幹擾能(neng)力較差，現(xiàn)場精度最(zui)高能達到(dao)2%，一般情況(kuàng)下在3%左右(yòu)。
　　超聲波流(liú)量計的精(jing)度則可以(yǐ)達到0.5%甚至(zhì)更高。假定(ding)某個㊙️計量(liang)站的輸氣(qì)量爲350萬Nm3/天(tian)，工業用氣(qì)每标方的(de)價格💛爲0.6元(yuán)🌏，費用偏差(cha)比較💋見表(biǎo)2。

由此可見(jiàn)選擇兩種(zhǒng)不同的計(ji)量儀表，對(dui)于測量的(de)影響會有(yǒu)🔞多大。
2.4測脈(mo)動流
　　由于(yu)孔闆流量(liàng)計是靠孔(kǒng)闆前後的(de)差壓信号(hào)來實🈲現🏒流(liu)量測量的(de)，脈動流會(hui)使孔闆前(qian)後的差壓(yā)不準，所以(yi)孔闆🌈流量(liàng)計不适合(hé)測脈動流(liu)，而超聲波(bō)流量計可(ke)以測量脈(mò)動流的強(qiáng)度并消除(chú)其幹擾，所(suo)以它适合(he)測脈動流(liú)。
2.5測雙向流(liu)
　　孔闆流量(liàng)計依據一(yi)個節流元(yuán)件來實現(xian)測量目的(de)，這個節流(liu)元件具有(yǒu)嚴格的方(fāng)向性，因此(cǐ)孔闆流量(liang)計無法測(ce)雙向㊙️流。超(chao)聲波流量(liang)計隻與超(chao)聲信号在(zài)流體中的(de)傳播時間(jian)有關，因此(cǐ)可以測雙(shuang)向流。
2.6測濕(shī)氣體
　　孔闆(pan)流量計不(bú)适合測量(liàng)濕氣體；若(ruò)被測氣體(ti)爲濕氣體(ti)🏃‍♂️，那麽在孔(kong)闆流量計(jì)的前端容(róng)易積液，使(shi)得上下遊(you)差壓産生(sheng)💛變化，而孔(kǒng)闆流量計(jì)正是根據(jù)上下㊙️遊的(de)壓差來測(ce)量流量的(de)，如果差壓(yā)産生變化(huà)，則孔闆流(liú)量計🔞不可(ke)能準👅确測(ce)量氣體的(de)流量。
超聲(sheng)波流量計(jì)具有自檢(jiǎn)測功能，如(rú)果所測量(liang)氣體爲濕(shi)氣體，對超(chao)聲波流量(liang)計産生影(yǐng)響時，儀表(biao)本身可以(yǐ)修正，因此(cǐ)超聲波流(liú)量計适用(yong)于濕氣體(ti)的測量（濕(shi)氣體體積(ji)組分含量(liàng)低于5%）。
2.7清洗(xi)計量管路(lù)
　　孔闆流量(liang)計本身有(yǒu)阻流件，清(qīng)洗球無法(fa)通過，因此(ci)孔闆流量(liàng)計✊安裝在(zai)管線上時(shi)無法在線(xian)清洗計量(liàng)管路，隻有(yǒu)拆除孔闆(pan)流量計才(cai)能清洗管(guǎn)路。而對超(chāo)‼️聲波流量(liang)計來說，不(bú)存⭐在這樣(yàng)的問題。
2.8渦(wo)流影響
　　孔(kong)闆流量計(ji)采用差壓(ya)法測量氣(qì)體的流量(liang)，渦流直接(jie)🤞影響孔闆(pǎn)兩端的差(chà)壓，因此孔(kǒng)闆流量計(ji)對渦流很(hen)敏💞感，要求(qiu)有很長的(de)直管段才(cái)能滿足測(cè)量精度🧡的(de)要求💘。新的(de)國際标準(zhǔn)💛ISO5167已經對孔(kǒng)闆流量計(ji)上遊直✊管(guan)段的長度(dù)作了更高(gao)的規定：孔(kong)闆流量計(jì)上遊直管(guǎn)段至少要(yào)有44D，若孔闆(pǎn)流量計上(shang)遊有彙管(guǎn)存在，則上(shàng)遊直管段(duàn)的⭐長度至(zhì)少要有145D。（詳(xiáng)見《國際流(liu)量計量學(xué)術動态及(ji)發展趨勢(shì)》（《中國計量(liang)》2002年）或ISO5167-2）。
　　原ISO5167規(gui)定的上遊(yóu)18D直管段确(què)實無法滿(mǎn)足對計量(liang)精度⭐的要(yao)求，修改後(hou)的ISO5167-2對直管(guan)段的長度(dù)規定是必(bì)須的。
而大(da)多多聲道(dào)的超聲波(bō)流量計本(ben)身具有對(duì)渦流強度(du)的分析♻️能(neng)力，可以消(xiāo)除渦流對(duì)流量測量(liang)的影響，對(dui)渦流不敏(min)👅感。
2.9流速分(fèn)布的影響(xiang)
孔闆流量(liang)計由于結(jié)構原理的(de)限制，要求(qiú)測量時流(liú)✉️速分布均(jun1)勻，但是由(you)于現場計(ji)量管路的(de)複雜性，氣(qi)🚩體在㊙️管路(lù)🔆的流速分(fèn)布是不可(kě)能均勻對(duì)稱的，因此(cǐ)孔闆流🌍量(liàng)計對流速(sù)分布不對(duì)稱非常敏(mǐn)感。超聲波(bō)流量計可(ke)🛀以修正流(liu)✌️速分布不(bu)對稱的現(xiàn)🐕象。
2.10重複性(xìng)
　　對于孔闆(pan)流量計而(ér)言，随着使(shi)用過程中(zhōng)孔闆邊緣(yuán)的磨損⛱️，孔(kǒng)闆流量計(jì)的精度和(he)重複性都(dōu)會下降，而(er)超聲波流(liu)量計👉無壓(yā)損、無示值(zhí)漂移現象(xiàng)，重複性高(gāo)
2.11 工藝管路(lu)複雜性比(bǐ)較
　　 對于孔(kong)闆流量計(jì)，由于量程(chéng)比窄，計量(liàng)管路多，而(er)且上、下遊(you)直管段長(zhang)，現場工藝(yi)管路複雜(zá)。超聲波流(liú)量計量程(chéng)比寬，上、下(xià)遊直管段(duan)短，工藝管(guan)路簡單。
2.12 維(wéi)修維護率(lǜ)比較
　　 孔闆(pan)流量計有(you)阻流件，上(shang)遊易積液(ye)、對高含硫(liu)的天然氣(qi)，其孔闆磨(mó)損快，維修(xiū)維護率高(gao)。
超聲波流(liu)量計無可(ke)動部件，特(te)殊材料的(de)超聲探頭(tóu)💞可以抗H2S的(de)腐蝕，維護(hu)簡單。
2.13 一次(ci)性投資比(bǐ)較
　　 孔闆流(liú)量計由于(yú)量程比窄(zhǎi)，對于相同(tóng)的流量計(jì)量🔞要求，其(qi)計量管路(lù)多，雖然直(zhi)接的計量(liàng)儀表投資(zī)少😍，但是相(xiàng)關的閥📐門(mén)、 溫度變送(song)器 、 壓力變(biàn)送器 、直管(guan)段、彙管等(deng)一次性投(tou)資多。
　　超聲(shēng)波流量計(ji)單表價格(ge)高于孔闆(pǎn)流量計，但(dan)是由于量(liàng)程比寬，整(zhěng)個計量回(huí)路少，實際(ji)站場一次(ci)性投資少(shǎo)🧡。
3現場安裝(zhuāng)使用的比(bǐ)較（見表3）

(1)直(zhí)管段的長(zhang)度
　　孔闆流(liú)量計上有(yǒu)直管段至(zhi)少要有44D，若(ruò)孔闆流量(liang)計上💁遊有(you)彙管存在(zài)，則上遊直(zhí)管段的長(zhang)度至少要(yao)有🏃🏻145D。（詳見《國(guó)際流量計(jì)量學術動(dong)态及發展(zhǎn)趨勢》（《中國(guo)計量》2002年）或(huo)ISO5167-2）。
超聲波流(liú)量計上、下(xia)遊直管段(duan)要求爲10D、5D（《用(yong)氣體超聲(shēng)波㊙️流量計(jì)✔️測🐕量天然(rán)氣的流量(liang)》—國标GB/T18604-2001）。
(2)安裝(zhuang)的影響對(dui)于孔闆流(liú)量計，安裝(zhuāng)條件直接(jiē)影響其計(ji)量精度，對(duì)現場安裝(zhuāng)的同心度(du)要求很高(gao)。
(3)使用條件(jian)由于孔闆(pan)流量計的(de)原理決定(dìng)其現場使(shǐ)用條件必(bì)須🌈與設計(jì)條件相符(fú)，壓力、流量(liang)的适應性(xing)差。超聲波(bō)流量計對(dui)現場的适(shi)應性極強(qiáng)，對壓力、流(liú)量的波動(dong)不敏🌏感，有(you)較強的過(guo)載能力。
4長(zhang)期使用的(de)比較
（1)精度(du)變化
　　 孔闆(pan)流量計由(yóu)于長期使(shi)用，孔闆入(rù)口邊緣磨(mo)損，孔闆💘彎(wan)曲變形，都(dōu)會使精度(du)喪失。
　　超聲(sheng)波流量計(jì)由于無磨(mo)損、無示值(zhi)漂移現象(xiang)，可以長期(qi)保持較😍高(gāo)的精度。
(2)髒(zāng)污的影響(xiǎng)
　　由于孔闆(pan)流量計由(you)節流件，長(zhang)期使用時(shí)，髒污物将(jiang)🌍堆積在孔(kong)闆的上遊(yóu)，造成差壓(ya)信号不準(zhun)，直接影響(xiǎng)計量精度(dù)。髒污和孔(kǒng)❓闆鈍化可(kě)造成計量(liang)偏差2～10%以上(shàng)。
　　超聲波流(liú)量計爲中(zhōng)空管段，探(tàn)頭在儀表(biǎo)上部，髒污(wū)㊙️不易影響(xiǎng)探☂️頭工作(zuò)，不會影響(xiǎng)計量精度(dù)，而且流量(liang)計可以檢(jian)測髒🔞污情(qing)況并修正(zheng)和報警提(tí)示、及時進(jin)行清洗。
(3)故(gu)障排除
　　由(you)于孔闆流(liu)量計的儀(yi)表特性取(qǔ)決于節流(liu)件的幾何(hé)⁉️形狀和尺(chi)寸，需要經(jing)常檢查節(jie)流件，一旦(dàn)節流件發(fa)生變化🌍就(jiu)必須更換(huan)，節流件的(de)壽命取決(jue)于氣體的(de)組分、流量(liàng)及壓力。
　　超(chāo)聲波流量(liàng)計本身具(ju)有很強的(de)自診斷功(gōng)能，一旦🐇不(bú)在正常狀(zhuang)況就會報(bào)警，并自動(dong)記錄報警(jǐng)期間的數(shù)據，超聲探(tàn)頭的使用(yòng)壽命至少(shǎo)爲8年，并可(ke)在線更換(huàn)。
(4)備品備件(jiàn)
　　孔闆流量(liàng)計由于節(jie)流件經常(chang)磨損、變形(xing)，因此需要(yao)🔴備多套節(jie)🧡流件；超聲(sheng)波流量計(ji)隻需要備(bèi)一套探頭(tóu)，可替換使(shǐ)用。
(5)日常維(wei)護
　　孔闆流(liu)量計需要(yào)經常維護(hu)，并檢查節(jie)流件的幾(jǐ)何♻️尺寸等(deng)參✊數。在線(xiàn)更換孔闆(pan)後很難保(bǎo)證不洩漏(lou)，使壓差✊不(bu)準🥰，難以保(bǎo)證計量精(jing)度。
超聲波(bo)流量計則(zé)可免維護(hù)，自檢功能(neng)強大。
(6)強檢(jian)周期
孔闆(pǎn)流量計一(yi)年一檢，一(yi)般采用幾(jǐ)何檢定法(fǎ)。
超聲波流(liú)量計3年一(yī)檢，可以實(shí)現在線标(biāo)定。
5經濟性(xìng)的比較
5.1一(yi)次性投資(zī)
　　由于氣體(ti)超聲波流(liú)量計有量(liang)程比寬的(de)特點，相對(duì)于孔闆流(liú)💛量計可以(yi)簡化工藝(yì)管路，相關(guān)的調壓設(shè)備、閥門、變(biàn)送器等都(dou)相應減少(shǎo)，大大節省(sheng)了投資。
　　另(lìng)外，由于超(chao)聲波流量(liang)計要求的(de)前後直管(guǎn)段短，因此(cǐ)大大減少(shao)🌏了占地面(mian)積。
　　如圖1所(suo)示，若孔闆(pan)流量計的(de)直管段按(an)44D計算，要完(wan)成Q=48000m3/h，T=40°C，Pmin=30Bar這樣條(tiáo)🙇‍♀️件的測量(liàng)任務，孔闆(pan)流量計需(xū)要四路24英(ying)寸的工藝(yi)管線，8個閥(fá)門，占地面(miàn)積爲333平米(mǐ)，而使用超(chāo)聲波流量(liang)💞計隻需要(yao)2路30英寸的(de)工藝管線(xiàn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，4個閥門，占(zhàn)地面積爲(wei)94平米。
5.2長期(qi)運行費用(yòng)
　　流量計長(zhǎng)期運行時(shí)，有以下幾(jǐ)方面的費(fèi)用：設備維(wéi)護費，标定(ding)費用，更換(huàn)部件費用(yong)以及操作(zuo)人員人工(gōng)費用等。

(1)設(shè)備維護費(fèi)
　　由于超聲(shēng)波流量計(ji)爲免維護(hu)儀表，而孔(kong)闆流量計(jì)需要❓經常(cháng)維護，因此(cǐ)後者的維(wei)護費用大(dà)大高于前(qián)者。
(2)标定費(fei)用
　　孔闆流(liú)量計僅爲(wei)标準差壓(yā)變送器就(jiu)花費600個人(rén)時，再加上(shang)孔闆流量(liang)計需要配(pei)密度計，每(mei)年一次标(biāo)密度計也(ye)要增加标(biao)定費用。此(ci)外，孔闆流(liu)量計雖然(ran)可以采用(yong)🤞幾何檢定(ding)的幹标模(mo)式進行檢(jian)📐定，但是檢(jian)定完重新(xīn)安裝回去(qu)時♉很難保(bao)證同心度(dù)。
(3)孔闆流量(liàng)計需要經(jīng)常更換節(jie)流件，成本(ben)因而增加(jiā)；超聲🧡波流(liú)量♻️計無需(xū)更換部件(jiàn)，探頭可以(yǐ)帶壓更換(huàn)并清洗，其(qi)㊙️它部件基(ji)本不用更(geng)換。
(4)由于孔(kong)闆流量計(jì)壓損很大(dà)，增加了壓(ya)縮機的負(fu)荷，經多年(nian)實踐證明(ming)，運行費用(yòng)随壓損的(de)增加而上(shàng)升。
(5)操作人(ren)員人工費(fei)孔闆流量(liang)計需要維(wéi)護、切換等(deng)操作，人工(gōng)費用很多(duō)，而超聲波(bo)流量計無(wu)人值守，基(jī)本不需🔴要(yao)維護，因此(ci)用于超聲(sheng)波流量計(ji)運行維護(hù)的🌐費用将(jiāng)遠遠低于(yu)孔闆流量(liang)計。
6結論
　　綜(zong)上所述，使(shi)用 氣體超(chao)聲波流量(liang)計 比使用(yòng)孔闆流量(liàng)計無論從(cóng)安全性能(neng)、技術性能(neng)還是從🈲一(yī)次性投資(zi)以及長期(qi)運行費用(yòng)上都有很(hen)大的優勢(shì)。由🏃🏻于說明(míng)問🔆題的需(xū)要，計算和(he)實例均選(xuǎn)用較大用(yòng)氣量進行(háng)比較，實際(ji)通過比較(jiao)🔞計算一般(ban)DN200口徑以上(shang)流量計選(xuan)用氣體超(chao)聲波流量(liàng)計具有較(jiào)大優勢，DN150特(tè)别是😄以下(xià)流量計的(de)選取由于(yú)氣體超聲(sheng)波⚽流量計(jì)本身價🔅格(gé)因素使用(yong)孔闆流量(liàng)計更爲經(jing)濟❓，但從保(bǎo)證計量精(jīng)🐅度出發也(ye)推薦選用(yòng)更精确的(de)計量儀表(biǎo)。

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