一、 概述 　　利用差壓原理進(jìn)行流量測量是當(dāng)今世界上最可靠的流量測量方式之一，代表產(chǎn)品——孔板有著悠久的歷史，人們對它的安裝、使用和檢修都非常熟悉。 　　流量測量系統(tǒng)由節(jié)流裝置（差壓發(fā)生器）、差壓變送器以及流量積算儀等二次儀表組成。 　　隨著電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)，變送器、積算儀等二次儀表的精度、靈敏度發(fā)生了質(zhì)的變化，達(dá)到了極高的水平。但是，幾十年來一次源的檢測水平始終沒有重大突破，成了制約差壓式流量測量系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸，使得高水平的下游儀表無法發(fā)揮出應(yīng)有的高效率。 　　進(jìn)入九十年代，一種全新均速流量探頭——威力巴誕生了，使得一次源的測量精度、重復(fù)性和可靠性達(dá)到一個嶄新的高度。 　　威力巴探頭、差壓變送器加上積算儀等二次儀表，構(gòu)成了當(dāng)今世界上最高水平的差壓流量測量系統(tǒng)。 　　JY系列威力巴是一種差壓式、均速流量傳感器，通過傳感在流動的流體中所產(chǎn)生的差壓進(jìn)行流量測量，整套裝置由威力巴探頭、差壓變送器和流量積算儀組成。 二：JY系列威力巴流量計測量原理 　　當(dāng)流體流過探頭時，在其前部產(chǎn)生一個高壓分布區(qū)，高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓。根據(jù)伯努利方程原理，流體流過探頭時速度加快，在探頭后部產(chǎn)生一個低壓分布區(qū)，低壓分布區(qū)的壓力略低于管道的靜壓。流體從探頭流過后，在探頭后部產(chǎn)生部分真空，并且在探頭的兩側(cè)出現(xiàn)旋渦。均速流量探頭的截面形狀、表面粗糙狀況和低壓取壓孔的位置是決定探頭性能的關(guān)鍵因素。低壓信號的穩(wěn)定和準(zhǔn)確對均速探頭的精度和性能起著決定性作用。威力巴均速流量探頭能精確地檢測到由流體的平均速度所產(chǎn)生的平均差壓，它在高、低壓區(qū)有按一定準(zhǔn)則排布的多對取壓孔，使準(zhǔn)確檢測平均流速成為可能。 　　威力巴和孔板等其它差壓流量計一樣都遵循伯努利方程。 　　其中：Q=管道內(nèi)的體積流量 　　K=流量系數(shù) 　　C=流量常數(shù) 　　DP=差壓發(fā)生器產(chǎn)生的差壓 三、JY系列威力巴流量測量系統(tǒng)性能指標(biāo) 　　測量精度：±1.0% 重復(fù)精度：±0.1 　　最高壓力：通常10MPa ， 特殊達(dá)40MPa 　　適用溫度：- 100℃ —— 500℃ 特殊達(dá)800℃ 量程比:大于10:1 　　測量下限： （mmH2O） 氣體：2.54 液體:25.4 蒸汽:38.1 　　測量上限: 不同型號的強(qiáng)度不同,其上限也不同，威力巴已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種材質(zhì)的方管、圓管上, 管徑從38mm到14000mm不等。在滿管條件下，測量各種單相的氣體、液體和蒸汽介質(zhì)的流量。 四、JY系列威力巴的特點(diǎn)： 　　1、子彈頭形狀：子彈頭形的截面，不但使壓力牽引降到最小，而且使流體分離得以固定。 　　2、測量信號穩(wěn)定、量程比大：表面粗糙處理和防淤槽控制附面層，在各種流速下，探頭表面的流體都處于紊流狀態(tài)，可以獲得穩(wěn)定的信號，保證了較寬的量程。 　　3、探頭取壓孔本質(zhì)防堵：低壓取壓孔設(shè)在探頭側(cè)后兩面，徹底消除了探頭尾部的渦流脈動對差壓值的影響，保證了低壓信號的穩(wěn)定，更防止了低壓取壓孔被堵，解決了圓形探頭和菱形探頭的堵塞問題，為高爐煤氣和煙道等較臟流體的測量開辟了新的途徑。 　　4、獨(dú)有高強(qiáng)度的子彈頭型單片雙腔結(jié)構(gòu)：威力巴采用完整的金屬結(jié)構(gòu)，由316不銹鋼制成的單片雙腔結(jié)構(gòu)探頭，提高了強(qiáng)度，避免了多腔室結(jié)構(gòu)的流量計導(dǎo)致的多腔室間的滲漏，更不會象孔板那樣因邊沿變形而導(dǎo)致精度下降，保證了長期的高精度。 　　5、取壓孔取壓波動小、精度高：迎向流體的取壓孔讀高壓平均信號，在探頭的側(cè)后兩邊、流體與探頭的分離點(diǎn)之前的低壓取壓孔讀取低壓平均信號，探頭通過流體流過的整個剖面，由多個取壓孔取壓，取壓間的距離是經(jīng)過面積積分所得，所測量的信號反映平均速度的真實(shí)信號，因此，即使直管段不夠或流體波動大，也非常準(zhǔn)確，而其他單點(diǎn)取壓的流量計在實(shí)際應(yīng)用時的精度只有10%左右。 　　6、極低的壓力損耗：子彈頭形的截面產(chǎn)生的阻力最小，因此，永久性的壓力損耗最低，只占差壓的3%，與孔板相比，能耗降低了95%以上，一年所節(jié)約的能耗即可收回全部投資。 　　7、極易安裝和維護(hù)：安裝非常容易，只需在管道上開個小孔，裝個很小的法蘭即可，安裝費(fèi)用很低，而且使用壽命超過管道的壽命，一般不需要維護(hù)。 　　8、可測量多種介質(zhì)，應(yīng)用范圍廣泛：可測量各種單相的氣體、液體和蒸汽介質(zhì)的流量。 五、JY系列威力巴流量測量系統(tǒng)和孔板流量測量系統(tǒng)的比較 1、威力巴與孔板長期精度比較 　　威力巴和孔板相比能保持長期的高精度。這是因?yàn)?，威力巴的?dú)特結(jié)構(gòu)不受磨損、雜質(zhì)和油脂的影響，沒有可以活動的部件，一體化結(jié)構(gòu)避免了高、低壓腔室之間的信號滲漏；相反，孔板使用時間一長，精度就會急劇下降，需要進(jìn)行定期檢測和清洗，導(dǎo)致孔板精度下降的原因很多，其中影響最大是長期運(yùn)行中孔板幾何尺寸變化，銳角變鈍（銳角要求r=0.0004d，而有關(guān)專家試驗(yàn)后公布，運(yùn)行的頭二或三年中每年磨損半徑增加0.04mm，而五、六年之后才趨向穩(wěn)定。由于銳角變鈍，孔板流量系數(shù)會變小!）;甚至有的孔板在開停車過程中，由于蒸汽管道中易存冷凝水，開停蒸汽管道過程中產(chǎn)生水錘，致使孔板變形，甚至變成喇叭口。所有這些都說明，孔板差壓式蒸汽流量計很難保證其原設(shè)計測量精度。 2 、安裝費(fèi)用的比較 　　威力巴和孔板相比節(jié)省了大量的安裝費(fèi)用。威力巴在安裝過程中，只需要進(jìn)行簡單的焊接，焊接的工作量從幾厘米到十幾厘米不等，基本上與管道的直徑大小無關(guān)，相比孔板需要一個2倍管道圓周的焊接所需的費(fèi)用小很多。例如，在DN250的管道上安裝威力巴，只需進(jìn)行10cm的焊接；同樣的管道，安裝孔板則需要進(jìn)行160cm的焊接，相比之下威力巴至少節(jié)約了60%的安裝費(fèi)用。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，管道的管徑越大，威力巴在安裝上節(jié)約的費(fèi)用越多。 3、 運(yùn)行費(fèi)用的比較 　　威力巴和孔板相比節(jié)省了大量的運(yùn)行費(fèi)用。同孔板相比威力巴的長期運(yùn)行費(fèi)用非常低，投入運(yùn)行不到一年所節(jié)省的電費(fèi)就可以收回采購成本。 威力巴采用非收縮節(jié)流設(shè)計，比孔板的永久壓損至少降低了95%以上，是一種高效、節(jié)能的均速流量探頭。（具體見下面的壓損比較的計算） 4、 壓損的比較 　　節(jié)流式流量計是一種典型的差壓式流量計，是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來測量氣體、液體和蒸汽流量最常用的一種流量計。 　　其測量的理論基礎(chǔ)是：在充滿流體的管道中，固定放置一個流通面積小于管道截面積的阻力件（節(jié)流件），則管道內(nèi)流體在通過該節(jié)流件時就會造成局部收縮，在收縮處流速增加，靜壓力降低，因此，在節(jié)流件前后將產(chǎn)生一定的壓力差。對于一定形狀和尺寸的節(jié)流件、一定的測壓位置和前后直管段、一定的流體參數(shù)情況下，節(jié)流件前后的差壓△P與流量Q之間關(guān)系符合伯努利方程。這種流量計不可避免地會在管道中產(chǎn)生永久壓損。以孔板為例，其流體壓力損失的主要原因是孔板前后渦流的形成以及流體的沿程摩擦，它使得流體具有的總機(jī)械能的一部分不可逆轉(zhuǎn)地變成了熱能，消失在流體內(nèi)。 　　威力巴流量計采用了子彈頭形的革命性設(shè)計，使得其不僅在流量測量上保持了高精度、高強(qiáng)度和大量程比，還使得管道壓損大大降低。 　　威力巴和孔板的壓損比較： 　　孔板壓損的經(jīng)驗(yàn)公式： 　　當(dāng)β=0.6時， PPLo=0.6×△P 　　當(dāng)β=0.7時， PPLo=0.5×△P 　　其中： β——————-孔板的孔徑比 　　△P——————孔板產(chǎn)生的差壓 　　PPLo————-孔板產(chǎn)生的壓損 　　通過實(shí)驗(yàn)可以得出，威力巴的壓損大約為：PPLv=0.03×△P 　　由于威力巴的差壓△P比孔板的差壓△P小一個數(shù)量級，而壓損的比例又小了一個數(shù)量級，所以威力巴的壓損和孔板的壓損相比是微乎其微的。 　　下面我們將壓力損失的表示式寫出來： 　　節(jié)流件壓損帶來的功率損失，其計算表達(dá)式為： 　　Hp’=Q×PPL 　　其中： Q——————流體體積流量 PPL————節(jié)流件產(chǎn)生的壓損 　　假設(shè)為了彌補(bǔ)節(jié)流件帶來的不可恢復(fù)的壓損，我們在其后增加一臺壓力泵，該泵的效率假定為η。 　　則： Hp= Q×PPL÷η 　　其中:Q————————-流體體積流量 AM3/S 　　PPL——————節(jié)流件產(chǎn)生的壓損 KPa 　　η——————電動機(jī)效率 無量綱常數(shù) 　　Hp————————功率損失 KW 　　舉例說明：以蒸汽測量為例 　　假設(shè)一測點(diǎn)，測量介質(zhì)為過熱蒸汽，管徑為Φ325×13mm ，壓力為3900KPa G，溫度為450℃ ，在此溫度、壓力下其蒸汽密度為12.511Kg/M3 ，介質(zhì)流量為50T/H時威力巴所產(chǎn)生的差壓為5.600 KPa 。 　　威力巴所產(chǎn)生的壓損： PPLv=0.03×△P=0.03×5.600=0.168 KPa 　　根據(jù)上述公式，功率損失： Hp= Q×PPL÷η 　　因工況下過熱蒸汽的密度為12.511Kg/M3 ，所以工況下（3900KPa G , 450℃）介質(zhì)體積流量為： 　　體積流量=質(zhì)量流量/介質(zhì)密度 　　Q=50×1000÷12.511≈3996.5M3/H=1.110M3/S （3900KPa G , 450℃） 　　假設(shè)電動機(jī)效率η=0.8 　　則：威力巴損失的功率為 Hp=1.110×0.168÷0.8=0.233 （KW） 　　假設(shè)一年運(yùn)行365天，每天運(yùn)行24小時，每度電的電費(fèi)為0.8元，那么一年威力巴的能耗換算成電費(fèi)：￥/年=365×24×0.233×0.8≈1633￥/年 　　假設(shè)另一相同測點(diǎn)使用孔板測量，同樣條件下孔板的壓差30Kpa，孔板的β=0.7 ，孔板所產(chǎn)生的壓損：PPLo=0.5×30=15.0KPa 　　威力巴比孔板的永久壓損降低的百分比為：（15.0－0.168）÷15.0×100%=98.88% 　　很明顯，它是一種高效、節(jié)能的均速流量探頭。 　　根據(jù)上述公式，孔板損失的功率為： 　　Hp=1.110×15.0÷0.8≈20.813（KW） 　　一年運(yùn)行365天，每天運(yùn)行24小時，每度電的電費(fèi)為0.8元，那么一年孔板的能耗換算成電費(fèi)：￥/年=365×24×20.813×0.8≈145858￥/年，那么，每運(yùn)行一年，威力巴比孔板節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用為：145858-1633=144225￥/年 　　目前我公司生產(chǎn)的JY系列威力巴在電站系統(tǒng)已得到較多的應(yīng)用，如廣東開平奔達(dá)集團(tuán)熱電站、順德南方印染自備電站、東莞深聯(lián)紙廠熱電站等。主要應(yīng)用在蒸汽和風(fēng)煙系統(tǒng)上，從應(yīng)用的情況來看，效果非常理想，用戶很滿意。精度高，特別是重復(fù)性好，平時就不用維護(hù)。