摘要(yao)：在集(ji)中供(gong)熱(re)自動化(hua)系統(tong)中(zhong)，流量是(shi)體現集(ji)中(zhong)供熱(re)系統(tong)水力平衡(heng)和調(diao)節均(jun)衡供熱必不可少的(de)參數(shu)之一(yi)。流量(liang)測量(liang)主(zhu)要(yao)用于(yu)集中供熱(re)的熱源傳(chuan)輸(shu)、熱(re)力站(zhan)的流量監測、熱用戶的分(fen)戶計(ji)量等(deng)方面(mian)。随着(zhe)集中(zhong)供熱工程(cheng)自動化(hua)程度的(de)提高，工況檢測(ce)也越來越(yue)精細(xi)。在集(ji)中供熱生(sheng)産過(guo)程中(zhong)，流量(liang)作爲整個系統(tong)中的重(zhong)要參數，對其(qi)測(ce)量顯得(de)尤爲(wei)重要。因此，在集(ji)中(zhong)供(gong)熱生(sheng)産過程中，流量(liang)計 的(de)選擇是非(fei)常重要(yao)的(de)。簡要介紹熱力集中(zhong)供熱系統(tong)中常(chang)用流(liu)量計，包括(kuo)渦街流(liu)量計、差壓流量(liang)計、電磁(ci)流量計(ji)，闡述了其測量原(yuan)理、選(xuan)用和(he)安裝(zhuang)要求，以期(qi)爲日後的(de)相關工(gong)作(zuo)提供(gong)參考(kao)。
　　集中(zhong)供熱(re)測量(liang)的流(liu)量是(shi)表示熱水(shui)流過(guo)供熱(re)管道(dao)截面(mian)的數量，而集中(zhong)供熱過(guo)程(cheng)控制(zhi)的精細(xi)化(hua)使得(de)集中供熱(re)系統(tong)對流量的(de)測量(liang)點位(wei)越來(lai)越多(duo)，對測(ce)量精度的(de)要求(qiu)不(bu)斷(duan)提高(gao)。在集(ji)中供(gong)熱系(xi)統中，測(ce)量(liang)流量是爲(wei)了(le)使(shi)整個(ge)熱網保持平衡，通過(guo)流(liu)量調節(jie)保證供熱(re)效果。這樣(yang)做，也(ye)便于(yu)與第(di)三(san)方進行(hang)熱源(yuan)結算(suan)。在集(ji)中供熱生(sheng)産過(guo)程中(zhong)，如(ru)何選取(qu)适合的流(liu)量計(ji)呢？下(xia)面(mian)，結合工(gong)作中(zhong)的一(yi)些具體情況做一些(xie)簡單(dan)的闡(chan)述，以期爲相關(guan)工作(zuo)者提供借鑒。
1流(liu)量的(de)概(gai)念(nian)和流(liu)量計(ji)的分(fen)類
　　流量是(shi)指在(zai)一定(ding)時間(jian)内流過管(guan)道某橫截面流(liu)體的體積(ji)或質(zhi)量。在集中供熱(re)系統中(zhong)，熱介質多爲(wei)高溫(wen)水和(he)蒸汽，因此，在集中供(gong)熱(re)生産過(guo)程中(zhong)使(shi)用的多(duo)爲體積流量，通(tong)常用(yong)體積(ji)流量(liang)表征，用(yong)qv表示，單(dan)位爲(wei)m/h。一(yi)般流體(ti)在流(liu)動過程中(zhong)并非完全(quan)的均勻流(liu)動(dong)，測量時(shi)，默認在(zai)某(mou)單位截面(mian)上(shang)的(de)無限(xian)小單元面(mian)積dA上(shang)的流(liu)動速度是(shi)勻速的，速(su)度爲(wei)v。此時(shi)，流(liu)過此單(dan)元面(mian)積上(shang)的流(liu)體流(liu)量(liang)可寫成(cheng)dqv＝vdA，而通(tong)過(guo)整(zheng)個截面的流(liu)量qv爲qv＝vdA。當(dang)整個截面上的(de)流量分布是均(jun)勻的(de)，約(yue)等(deng)同于qv＝vA。質量流量(liang)與體(ti)積流(liu)量的(de)關系(xi)可以(yi)表示(shi)爲：
q＝pqv.（1）
式(shi)（1）中：p爲流體(ti)的密度。
　　對(dui)于(yu)集中供(gong)熱系統，瞬(shun)時流量測量是(shi)表征(zheng)管道(dao)内(nei)的(de)實時(shi)流量(liang)。同時，在結(jie)算集中(zhong)供(gong)熱熱(re)量時，很多(duo)情況(kuang)下都(dou)需要總累(lei)計流(liu)量。總累計(ji)流量(liang)是(shi)指在一(yi)段時(shi)間内(nei)流過(guo)管道的(de)流(liu)量總(zong)和，即：
V＝∫qvdt.（2）
式(shi)（2）中：v爲總(zong)的體(ti)積(ji)量(liang)。
　　通常(chang)情況下(xia)，将測量(liang)瞬時(shi)流量的表(biao)計稱(cheng)爲(wei)流(liu)量計(ji)，将檢測累計流(liu)量的(de)表計(ji)稱爲(wei)計量表。在(zai)集中(zhong)供熱(re)系統中，流(liu)量計(ji)有顯示總量的(de)作用。流量(liang)是在動态(tai)中測(ce)得的(de)一個量，所(suo)以，流(liu)量測(ce)量過(guo)程與(yu)流體(ti)的物(wu)理特(te)性、流體的工作(zuo)環(huan)境、流量(liang)計的安裝位置(zhi)等有(you)關。因此，在(zai)實際(ji)工作中，要全面考(kao)慮各種(zhong)因素，确(que)定(ding)流量(liang)計的(de)類型(xing)、測量(liang)方式，以及(ji)它在(zai)各種工況(kuang)下的(de)運行(hang)情(qing)況，這樣才能(neng)達(da)到準确(que)測量的目(mu)的。流(liu)量檢(jian)測(ce)儀表包(bao)括體積流(liu)量儀表和(he)質量流量(liang)儀表(biao)2種。在(zai)集中(zhong)供熱(re)的過程中(zhong)，使用(yong)最多的是(shi)體積(ji)流量儀表(biao)，因此，我們隻介(jie)紹體積流量儀(yi)表。
　　由qv＝vdA可知(zhi)，當某一管(guan)道(dao)中流體(ti)介質的橫(heng)截面(mian)積A确定(ding)後，測算(suan)出流過此(ci)截面流體(ti)的瞬(shun)時速(su)度v，就可以計算出此(ci)處(chu)流體的(de)體積流量(liang)qv。根據(ju)這個原理制作(zuo)的儀表(biao)被(bei)稱爲(wei)速度法(fa)體(ti)積流(liu)量儀表。速(su)度法(fa)體積(ji)流量儀表(biao)通常分爲(wei) 差壓(ya)式流量(liang)計(ji) 、電磁(ci)流量計、渦(wo)街流(liu)量計(ji)和超聲波(bo)流量計(ji)等。在集(ji)中供(gong)熱系(xi)統中(zhong)，多使用的(de)是速(su)度法體(ti)積流量(liang)儀表(biao)。
2常用(yong)流量計介(jie)紹
2.1渦街流(liu)量計
　　 渦街流量(liang)計 主(zhu)要使用在(zai)自備燃煤鍋爐出口(kou)處，熱(re)力站(zhan)一次(ci)網回水流(liu)量監(jian)測(ce)中。渦街(jie)流量計是(shi)20世紀後期(qi)才慢(man)慢發(fa)展起來(lai)的，它利(li)用的(de)是流體振(zhen)蕩工(gong)作原(yuan)理。渦(wo)街流量(liang)計(ji)分爲(wei)卡門渦街和旋(xuan)進式(shi)渦街2類。卡(ka)門渦街運(yun)用的是自(zi)然振(zhen)蕩的(de)卡門渦街(jie)原理(li)，旋進(jin)式(shi)渦(wo)街則(ze)是利用(yong)強迫振(zhen)蕩的(de)漩渦(wo)旋進(jin)原理(li)。目(mu)前(qian)，前者應用廣(guang)泛。在集(ji)中供熱生(sheng)産過(guo)程中，主(zhu)要運用(yong)的是卡門(men)渦街式的(de)渦街流量(liang)計。
2.1.1測量原理
　　在管道(dao)中，垂(chui)直于(yu)流體(ti)流向(xiang)放置一個(ge)非(fei)線性柱(zhu)體，流(liu)體流(liu)量在(zai)流動(dong)過(guo)程中慢(man)慢增(zeng)大到(dao)某種(zhong)程度(du)後，流體在(zai)非線性(xing)柱體兩(liang)側會(hui)交替産生(sheng)兩列規則(ze)排序(xu)的漩(xuan)渦，如(ru)圖1所(suo)示。

　　如(ru)圖1所(suo)示，兩列漩(xuan)渦的旋轉(zhuan)方向(xiang)相反(fan)，且從發生(sheng)體上(shang)分離出來，平行(hang)但不對稱(cheng)，所以，這(zhe)兩(liang)列漩(xuan)渦被(bei)稱爲卡門(men)渦街（也稱(cheng)“渦街(jie)”）。
　　渦街流(liu)量(liang)計的(de)結構(gou)如圖(tu)2所示(shi)。如圖2所示(shi)，渦街(jie)流量計的(de)底部(bu)是渦(wo)街(jie)流量傳(chuan)感器，頭(tou)部是轉(zhuan)換電路。渦街流(liu)量傳(chuan)感器(qi)包括流體(ti)介質(zhi)振動(dong)檢測元(yuan)器(qi)件和(he)漩渦(wo)生産體。被(bei)測流體流(liu)過漩渦産(chan)生體時會(hui)有規則的漩渦生成，此時(shi)，漩渦(wo)會産(chan)生(sheng)有(you)規則變化的升(sheng)力，檢(jian)測元器件(jian)則會将此(ci)轉換(huan)爲交(jiao)替的頻率送給(gei)轉換電路(lu)部分(fen)，通過轉(zhuan)換(huan)電路輸出頻率(lü)信号(hao)或4-20MA電流(liu)信(xin)号。

2.1.2渦(wo)街流量計的安(an)裝(zhuang)及相關(guan)注意事項(xiang)
　　渦街(jie)流量計結(jie)構簡(jian)單實用，安(an)裝程(cheng)序也(ye)很簡(jian)化，與(yu)經常使用的節(jie)流式差壓流量(liang)計相(xiang)比(bi)，可(ke)以省去引(yin)壓管和 三(san)閥組 等設(she)備，節(jie)省維護工序和(he)經濟成本。該流(liu)量計(ji)适用(yong)的介(jie)質種類比(bi)較多(duo)，比如(ru)氣體(ti)、液體(ti)、少部分的混合(he)流體(ti)。另外(wai)，渦街(jie)流量(liang)計的測量(liang)精度(du)也比(bi)較高(gao)，通常爲測(ce)量值(zhi)的±0.5%～±1.5%；測(ce)量(liang)範(fan)圍廣(guang)，可達10∶1或(huo)25∶1；壓(ya)損比(bi)較小(xiao)，一般(ban)爲 節(jie)流式(shi)孔闆流量(liang)計 的(de)25%；儀表适用(yong)性強。渦街流量(liang)計的(de)産(chan)生(sheng)漩渦(wo)很容(rong)易(yi)受(shou)到流(liu)速不(bu)穩(wen)定(ding)等因(yin)素的幹擾(rao)，因此(ci)，在安(an)裝渦(wo)街流(liu)量計時，上(shang)遊側(ce)至少要有10D的直(zhi)管段，下(xia)遊(you)側有5D左右(you)的直管段(duan)。在選擇(ze)安(an)裝地點時(shi)，應(ying)注(zhu)意避(bi)免機(ji)械振(zhen)動，尤(you)其要(yao)避免管道(dao)振動。
2.2差壓流量(liang)計
　　對(dui)于(yu)集中供(gong)熱系統，差壓流(liu)量計主(zhu)要運用(yong)在3台(tai)自(zi)備(bei)鍋爐(lu)的總供水管的(de)流量測(ce)量(liang)和部(bu)分熱(re)力(li)站(zhan)的一(yi)次網回水(shui)流量測量(liang)中。相比于(yu)其他(ta)流(liu)量計，差(cha)壓流(liu)量(liang)計的使(shi)用要(yao)更早(zao)一些(xie)，其應(ying)用範圍更(geng)加廣泛(fan)，自(zi)然差壓流量(liang)計的技(ji)術也更成(cheng)熟一(yi)些。節(jie)流(liu)差(cha)壓式(shi)流量計作(zuo)爲差壓流量(liang)計，是适(shi)用範圍最(zui)廣的(de)一種(zhong)。
2.2.1測量原理(li)
　　節流差壓(ya)式流(liu)量計(ji)的工作原(yuan)理是，當流(liu)體在(zai)管道(dao)内流(liu)動時(shi)，遇到節流(liu)裝置，就會實現壓力(li)能轉換(huan)爲(wei)動能(neng)的能(neng)量(liang)轉換過(guo)程，由(you)能量轉換(huan)産生(sheng)壓(ya)差信号(hao)。節流差壓(ya)式流量計(ji)主要由節(jie)流裝置(zhi)、 差(cha)壓變(bian)送器(qi) 兩部分組(zu)成，也被稱(cheng)爲“差(cha)壓式(shi)流量計”。節(jie)流裝(zhuang)置(zhi)通(tong)常分(fen)爲标(biao)準(zhun)節(jie)流裝(zhuang)置和(he)非(fei)标(biao)準節(jie)流裝置，其作用(yong)就是(shi)阻擋(dang)管道中流(liu)動的流體(ti)，迫使(shi)其形(xing)成壓力差。系統的節(jie)流裝置由(you)節流原器件、取(qu)壓裝(zhuang)置和測量(liang)引管3部分(fen)組(zu)成。 孔闆(pan)流量計 作(zuo)爲節流式(shi)差壓計的(de)一種(zhong)，其(qi)使用範(fan)圍特(te)别廣。目前(qian)，在集中(zhong)供熱系統中(zhong)，有很多檢(jian)測處都(dou)使(shi)用的是孔(kong)闆流量計(ji)，其主要是(shi)由标準孔(kong)闆(pan)和差壓(ya)變送(song)器(qi)組(zu)成的(de)。
2.2.2節流(liu)式差(cha)壓變(bian)送器(qi)優(you)劣勢
　　節(jie)流式(shi)差壓(ya)變送(song)器的優勢(shi)是：①國際通(tong)用，應(ying)用曆(li)史長，經驗(yan)數據(ju)豐富；②一(yi)次(ci)件和(he)二次儀(yi)表(biao)可分(fen)開生(sheng)産供(gong)給，易(yi)于大(da)批(pi)量生産(chan)，降低(di)成(cheng)本，便于(yu)采購(gou)；③測量介質寬，适合液體和(he)氣體。
　　節(jie)流(liu)式差壓變(bian)送器(qi)的不(bu)足有(you)：①對安(an)裝直(zhi)管段(duan)要求高，一(yi)般要求10D以上；②長期使(shi)用精度嚴(yan)重下(xia)降，必(bi)須強(qiang)制周期(qi)檢定；③有(you)不可(ke)恢(hui)複壓力(li)降，屬(shu)于高能耗(hao)流量(liang)計；④量程窄(zhai)，法蘭(lan)裝夾(jia)式，維(wei)護工作量(liang)大；⑤不(bu)耐髒(zang)污(wu)，計(ji)量供(gong)暖水(shui)易短期失效（有顯示值，但(dan)與實際值偏差(cha)比較(jiao)大(da)）。
2.3電(dian)磁流(liu)量計
　　在(zai)集中供(gong)熱系(xi)統中， 電磁(ci)流量(liang)計 主要運(yun)用在一二(er)号隔(ge)壓站測試(shi)流量(liang)以及(ji)電廠(chang)出口(kou)處的測量(liang)中。近(jin)年來，電(dian)磁流量(liang)計也被(bei)廣(guang)泛應(ying)用于不(bu)斷推廣(guang)的熱用戶(hu)結算的分(fen)戶(hu)計量中(zhong)。電磁(ci)流量(liang)計是(shi)以法(fa)拉(la)第(di)電磁(ci)定律爲原(yuan)理制(zhi)造的(de)測量流量(liang)的表計，其優點(dian)比較多，比(bi)如可(ke)測流量的(de)範圍(wei)廣，流(liu)量(liang)比值可(ke)以達到20∶1以(yi)上，可測量(liang)的管徑範(fan)圍大，最大(da)可達(da)3m，測量(liang)精度很高(gao)，可測量适(shi)當電導率(lü)範圍内的(de)水、腐蝕(shi)性(xing)液體(ti)、酸堿(jian)等各種流(liu)體流量(liang)。但(dan)是，電(dian)磁流(liu)量(liang)計也有(you)其缺點，它不能(neng)檢測(ce)氣(qi)體、蒸汽(qi)和純淨(jing)水的流(liu)量。
2.3.1工(gong)作(zuo)原理
　　在(zai)某磁(ci)場中，導體(ti)作切(qie)割磁(ci)力線(xian)運動時，在導體中會産(chan)生感應(ying)電勢(shi)，感(gan)應(ying)電勢的大(da)小(xiao)與導體(ti)在磁(ci)場中(zhong)的有(you)效長(zhang)度(du)和(he)導體(ti)在磁場(chang)做(zuo)垂直于磁(ci)場方(fang)向運(yun)動的速度(du)成正(zheng)比。其(qi)工作(zuo)原理(li)如圖3所示。

　　導(dao)電(dian)流體(ti)在磁場中(zhong)做垂(chui)直方(fang)向流動而(er)切割磁力(li)線時(shi)，會在管(guan)道兩邊(bian)的電極上(shang)産生(sheng)電勢。感應電動(dong)勢的(de)方(fang)向由右(you)手定則判(pan)定，感應電(dian)勢的大小(xiao)由式（3）确定(ding)，即：
Ex＝BDv.（3）
式(shi)（3）中：Ex爲(wei)感應電勢(shi)，V；B爲磁感(gan)應強度(du)，T；D爲被(bei)測管道内(nei)徑，m；v爲測量流體(ti)的平(ping)均流速，m/s。
體(ti)積流量Qv等(deng)于流(liu)體的(de)流速v與管(guan)道截面(mian)積(ji)（πD2）/4的乘積，即(ji)Qv＝πD2v/4.将其(qi)代入(ru)式（3）中可得(de)：Qv＝πDEx/4B.由此可知(zhi)，在被測管(guan)道内(nei)徑D已(yi)确定(ding)，且磁(ci)感應強度(du)B保持不變時，被(bei)測Qv與(yu)B呈線(xian)性比(bi)例關系。如(ru)果同(tong)時各插(cha)入(ru)一根(gen)電極于(yu)管(guan)道兩側，就(jiu)可(ke)引(yin)入Ex，即(ji)可測得(de)Ex的(de)大小(xiao)，從而(er)可以(yi)計算(suan)出Qv的值(zhi)。
2.3.2選擇時(shi)的注(zhu)意(yi)事(shi)項
　　在(zai)集中供熱系統(tong)中，選(xuan)用(yong)合适的(de)電磁流量(liang)計會(hui)事半功(gong)倍(bei)——不僅(jin)可以節約成本(ben)，還可(ke)以獲(huo)得準(zhun)确的(de)測(ce)量(liang)值。因此，在(zai)選(xuan)用電磁(ci)流量(liang)計時，應注意以下(xia)幾點：①使(shi)用電磁流(liu)量計測量時，被測流(liu)體介質必(bi)須爲(wei)導電的(de)液體。集(ji)中供熱生(sheng)産過(guo)程中的(de)介質爲(wei)非純淨熱(re)水，正(zheng)好符(fu)合要求。②使(shi)用電磁流量計測量(liang)時，其口徑(jing)本身(shen)應該(gai)小于(yu)測量(liang)管(guan)道的内(nei)徑。測量時(shi)，管内(nei)液體(ti)的流量也(ye)要符合要求，一(yi)般情(qing)況下應超(chao)過滿(man)量程(cheng)的1/2以上。③使(shi)用電磁流(liu)量計測量(liang)時的工作(zuo)壓力必須(xu)以其(qi)額定(ding)工作(zuo)壓力(li)作爲上限(xian)。④使用(yong)電(dian)磁流量(liang)計測(ce)量時(shi)，被測(ce)溫度一(yi)般(ban)不超過200℃。
2.3.3在(zai)集中供熱(re)系統中安(an)裝的(de)注意(yi)事(shi)項
　　在集(ji)中供熱系統中(zhong)安裝(zhuang)電磁(ci)流量(liang)計時應(ying)注(zhu)意以(yi)下幾點(dian)：①電磁流(liu)量計(ji)的(de)安(an)裝位置可(ke)以(yi)是水平(ping)的，也可是(shi)垂直(zhi)的，但(dan)是(shi)，必須根(gen)據現場實際情況和(he)運(yun)行環境(jing)來确定，同(tong)時，要(yao)遵循(xun)各廠家針(zhen)對流量計(ji)的安裝提出的要求(qiu)。②在安裝電(dian)磁流(liu)量計(ji)時(shi)，要注意(yi)電磁(ci)幹(gan)擾(rao)（遠離(li)比如(ru)循環(huan)水泵(beng)、補水(shui)泵(beng)、變壓器等），要(yao)正确(que)接地(di)。③作爲速度(du)式流(liu)量計的一種，使(shi)用電磁(ci)流(liu)量計(ji)進行(hang)測(ce)量工作(zuo)時，會受到(dao)流速(su)不均等因素的(de)影響，測量(liang)誤差(cha)會比(bi)較(jiao)大(da)。因此(ci)，在安裝(zhuang)電磁流(liu)量計時，在确定(ding)位置(zhi)時(shi)，要(yao)注意(yi)前面管道(dao)必須(xu)保持(chi)留(liu)有10D左右的直管(guan)段，以免(mian)影響電(dian)磁流量(liang)計的(de)正(zheng)常(chang)使用(yong)。
3總結
　　在集(ji)中供(gong)熱生(sheng)産過程中(zhong)，選擇(ze)流(liu)量(liang)計時(shi)必須(xu)注意設計(ji)要求、經濟效益(yi)和适合特(te)定類(lei)型流量(liang)計(ji)工作(zuo)的工況。每種流(liu)量計都(dou)有(you)其特(te)定的(de)測量(liang)介質(zhi)範圍(wei)，也(ye)有其特定的(de)工(gong)作環境(jing)，因此，我們(men)必須根據集中(zhong)供熱(re)的具(ju)體(ti)生産情(qing)況，然(ran)後(hou)結(jie)合流(liu)量計(ji)本身(shen)的工(gong)作特(te)點及(ji)其經(jing)濟性，選擇合适的流量計。

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