在真空制鹽生產(chǎn)中，蒸汽消耗直接影響鹽的成本。目前在蒸汽流量測量中，我公司大部分仍使用孔板流量計，只有少部分改用彎管流量計。孔板流量計作為一種歷史悠久的測量儀表有著很多優(yōu)點，但也存在著量程比小，壓力損失大，小流量測量不準確等缺點。彎管流量計雖問世時間不長，但已廣泛應用于冶金、化工、電力、熱電等行業(yè)各種介質(zhì)的流量測量中。它直接焊接在管道轉(zhuǎn)彎處，無節(jié)流件，沒有附加壓力損失，而且耐磨，減少了維護工作量，消除了跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，并且其傳感器可耐高溫、高壓，能在管徑25～2000 mm范圍內(nèi)精確測量各種流體的流量。另外，其安裝方便，量程范圍寬，減少了計量損失。相比之下彎管流量計的優(yōu)勢比較明顯，是一種典型的節(jié)能降耗型產(chǎn)品，是一種先進的流量測量裝置。

      1 工作原理和系統(tǒng)構成

      1.1 工作原理

      彎管流量計是一種差壓式流量計，但其差壓的產(chǎn)生與傳統(tǒng)流量計（如孔板、文丘里流量計等）有根本的區(qū)別。傳統(tǒng)流量計是節(jié)流型差壓流量計，它們是利用流體在通過節(jié)流裝置時產(chǎn)生差壓進行流量測量的。而彎管流量計無節(jié)流元件，它是利用流體的慣性原理產(chǎn)生差壓來測量流體流量的。

      當流體流過彎管傳感器時，由于受到傳感器的束縛被迫作圓周運動（即強制旋流）。彎管對流體施加的向心力迫使流體按照彎管的曲率在管道中作類似的圓周運動。流體在管道內(nèi)作圓周運動必然會產(chǎn)生慣性離心力，該離心力的大小與流體的流速、流體的密度以及作圓周運動的曲率等因素有關。離心力的大小可以通過對彎管內(nèi)、外側(cè)壓力差的測量來確定。因此，只要測出彎管內(nèi)、外側(cè)的差壓值，就可以方便地計算出管道內(nèi)流體的流速，進而算出管道內(nèi)流體的流量值，這就是彎管流量計的基本測量原理，見圖1^[1] 。

      其流量方程為：

      v=α{（R/D）×[（p₁- P₂）/ρ]}^1/2

      其中：

      V －流體的平均流速：
      α －綜合流量系數(shù)（與彎管傳感器的結(jié)構形式、流體的雷諾數(shù)、動力粘度、壓縮系數(shù)及管道的粗糙度等有關）；
      R －彎管傳感器的中心曲率半徑（mm）;
      D －彎管傳感器的內(nèi)徑平均值（mm）；
      P₁，P₂－彎管傳感器的內(nèi)、外側(cè)壓力；
      ρ －被測介質(zhì)的密度（kg/m³）；

      1.2 系統(tǒng)構成^[2]

      彎管傳感器測出的差壓信號經(jīng)差壓變送器轉(zhuǎn)換成標準信號，溫度變送器測出的溫度信號及壓力變送器測出的壓力信號一起送到顯示儀表（即彎管流量計的主機）中，由主機中單片機進行必要的邏輯分析和計算，從而顯示出流量值，其系統(tǒng)構成見圖2。

      2 使用情況介紹

      2003年我公司對儀表行業(yè)考察時，發(fā)現(xiàn)彎管流量計在許多企業(yè)得到應用，而且反映良好。我公司也訂購了2臺彎管流量計，在蒸汽管道上進行試驗。經(jīng)過2年的應用比較，彎管流量計的應用非常成功，現(xiàn)我公司已準備大面積推廣使用。根據(jù)實際使用中的體會以及和其它流量計進行對比分析，我們認為彎管流量計有以下優(yōu)點。

      2.1 節(jié)約能源．有利生產(chǎn)

      彎管流量計由于其獨特的測量原理，沒有其它流量計所必須具備節(jié)流件或插入件的要求，其傳感元件只是一個90°或者S型彎頭，因此無附加壓力損失。而對于節(jié)流型孔板流量計來說，其壓力損失是不可避免的，而且損失較大，其損失可達孔板在該流量下產(chǎn)生的差壓值的60%～80%。而對蒸汽介質(zhì)來說，孔板的壓力損失會使蒸汽的品質(zhì)下降，或需要提高供汽壓力才能滿足生產(chǎn)要求。使用彎管流量計可以避免這些問題，能夠更好地滿足生產(chǎn)需要。

      2.2 適應性強，適用范圍廣

      彎管流量計可測量氣體、液體等各種流體介質(zhì)。它不但能耐高溫、高壓、腐蝕，而且傳感器幾乎可以在任何復雜、惡劣的環(huán)境條件下工作，如：流體中夾帶少量顆粒物和絮狀物。同時適用范圍非常廣，它的最小口徑為DN 25，最大口徑已達DN 2000。彎管流量計的優(yōu)勢在于傳感器對于直管段的要求不是太嚴格，一般達到前5D后2D即可正常工作，這一點是其它流量計不可比擬的。如孔板流量計至少要求前10D后5D而在某些情況下要達到前40D后10D，有時為了滿足直管段要求，不得不改變管道工藝或加大使用面積，從而加大了投資。

      2.3 安裝方便．性價比高

      彎管傳感器實際上就是一個90°或者S型的彎頭，除了在傳感器的內(nèi)外兩側(cè)45°處各鉆一個導壓孔之外，沒有其它任何插入件、感測件和轉(zhuǎn)換件。同時彎管傳感器只要作為一個彎頭直接焊接在管道上即可，安裝極其方便，既解決了流量測量裝置現(xiàn)場的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，又節(jié)約了能源，加強了環(huán)保和安全。隨著機械加工行業(yè)的標準化、規(guī)范化的不斷完善，彎管傳感器的加工質(zhì)量越來越好，一方面彎管傳感器的技術指標得到了更好的保證，另一方面也大大降低了彎管傳感器的價格。從目前的市場行情來看，彎管傳感器可以說是最便宜的傳感器，口徑越大，與其它流量計的價格相差也就越大，性價比越高。

      2.4 量程范圍寬．精度高

      彎管流量計的量程比可高達10:1，而孔板流量計的量程比僅為3:1，相比之下在流量波動較大的情況下，彎管流量計有較大的優(yōu)勢，同時其在流量測量范圍和小流量測量中均具有突出的優(yōu)勢。實驗證明，彎管流量計的測量精度可達1.14%，重現(xiàn)性精度高達0.2%，因為彎管傳感器在安裝后就不需重復拆裝，從而保證了測量精度。

      2.5 耐磨損，維護簡單方便

      流量測量必須保證長期的高精度，這就需要傳感器有較好的耐磨性。彎管傳感器在這方面有著不可比擬的優(yōu)勢。因為彎管傳感器采用焊接安裝，不須重復拆卸，內(nèi)部又沒有其它節(jié)流組件，所以彎管傳感器的耐磨性和性能長期不變，既延長了使用壽命，又減少了維護工作量。

      3 發(fā)現(xiàn)的問題

      3.1 差壓變送器的精度要求高

      彎管流量計是利用流體的慣性離心力的大小來測量流量的，是一種低（微）差壓的流量計，所以其差壓變送器的精度要求非常高，除要滿足現(xiàn)場工藝條件外，還要注意介質(zhì)壓力和環(huán)境溫度的變化對變送器的影響。

      3.2 耐低溫性能差

      差壓變送器的導壓介質(zhì)為水時，氣溫低于0℃，水便結(jié)為冰，不能正常導壓。而結(jié)冰后又易造成體積膨脹，損壞差壓變送器膜盒，帶來經(jīng)濟損失。解決防凍問題可采取以下幾種措施：一是將儀表裝在室內(nèi)；二是安裝在室外時，可將導壓管保溫，并加伴熱裝置；三是在導壓管及差壓變送器膜盒內(nèi)灌裝防凍液。

      4 經(jīng)濟效益分析

      2003年以前，我公司一直使用孔板流量計作為蒸汽流量計量儀表，由于其量程比小、壓力損失大、小流量無法測量等原因，造成蒸汽浪費。自從改為彎管流量計后，不僅運行穩(wěn)定、可靠，而且噸鹽汽耗下降了0.01t/t。我公司年產(chǎn)55萬t鹽，按每噸蒸汽的價格為85元計算，每年可降低的成本為：

      55萬t x 0.01t/t x 85元/t=46.75萬元

      彎管流量計的使用為我公司帶來了明顯的經(jīng)濟效益。因此，彎管流量計是一種節(jié)能型、極具發(fā)展前景的流量計。

      參考文獻

      1. 宋建華、李志. 彎管流量計與孔板流量計的性能比較。自動化儀表.1998，3
      2. 紀榮勝. 智能彎管流量計的應用淺析。計量技術.2003，1