分析常用流量计的能量损失 能源计量是以流量仪表为核心的,而流量仪表自身也会带来能量损失.对当今主要几种流量测量装置自身的能耗进行了分析和计算,进而对用户的仪表选型及仪表生产企业提出建议和要求.     1 前言     五种类型流量计在工业上获得广泛应用,尤其是差压式流量计在电站、化工、钢铁等高温高压的场合非其莫属.本文所讨论的内容,主要是差压式流量计中标准孔板和标准喷嘴,因其资料齐全,可以从量的方面进行分析和讨论.其他型式的流量计只是和差压式流量计作些比较,以便选用.精确的测量技术是能源管理的基础.能源计量是以流量仪表为核心的.现在工业上经常使用的流量仪表有下列几种.     一差压式流量计.标准孔板,标准喷咀,文丘里管,均速管,弯管等流量计.    二叶轮式流量计.涡轮流量计,叶轮式水表.     三涡街流量计     四ZNE电磁流量计     五超声波流量计         所谓从量的方面进行分析和讨论,也就是说.装一只流量仪表,流过多少流量,产生多少阻力损失,损失多少能量,通过换算,折合多少度电,乘以电价,就能得出一只流量仪表一年化掉多少钱.通过经济核算,重新审视流量计在工业上的实际应用.     2 标准孔板,标准喷嘴的阻力系数ξ计算     标准孔板.雷诺数Re=7×104,由表1看出,设计孔板时,β值尽量取大,最好大于0.60.     标准喷嘴.雷诺数Re=7×104,由表2看出,设计喷嘴时,β值尽量取大,最好大于0.50.     这样阻力系数均小于10.     在其他Re时,C、ξ相差很小.     3 流量计能耗计算 管道上如果装置一台差压式流量计,例标准孔板、喷嘴,必然有压力损失,其压力损失为. 其中ξ为阻力系数 ρ为流体密度kg/m3 u为管道平均速度m/s δp为压力损失Pa. 对公式（1）作一些变换. 式中D为管道内径mm, qv为容积流量m3/h 将公式（2）代入公式（1）得到. 其中ξ对于标准孔板和标准喷嘴为. 推导从略.其中 d为孔板或喷嘴开孔直径mm D为管道内径mm C为流出系数 这样就可计算孔板和喷嘴的阻力系数. 能量损失公式为. 其中δp为压力损失Pa qv为容积流量m3/h △wh为每小时能量损失kj/h. 将公式（3）代入公式（5）,并换算成kWh,1kWh=3600kj,得. △wh'为每小时能量损失kWh/h. 如果流量计年运行7500小时,则 △wy为年能量损失kWh/y. 如果考虑到电机和水泵的效率 电机η电=0.90水泵η泵=0.70,则实际年能量损失为. 如果电价1kWh为X元,则年损失“费用”总数为. 由上述公式（8）看到,能量损失与容积流量qv的立方成正比,与管道直径D的四次方成反比.一般来说,气体和蒸汽容积流量很大,而液体（水）容积流量很小,因此气体和蒸汽的能量损失此液体（水）要大许多.     4 其他流量计阻力系数的计算     1）涡轮流量计.     根据制造厂资料计算,得出表3.     2）涡街流量计.     当d/D=0.281时,阻力系数ξ=2.4     3）弯管流量计     当D由小变大时,阻力系数ξ=1.5～0.5     5 能耗计算举例     能耗计算共10例,列于表4,具体计算从略.     表能4编制.     1）编号1、2、10为一组,介质为水,在相仝参数,管径,流量的情况下,用孔板,喷嘴,涡轮作能耗比较,喷嘴优于孔板,涡轮优拾喷嘴.     2）编号3、4为一组,介质为空气,在相仝的参数,管径,流量的情况下,用孔板喷嘴作能耗比较喷嘴优于孔板.     3）编号5、6、7为一组,介质为过热蒸气,在相仝参数,管径,流量的情况下,用喷嘴,孔板,文丘里喷嘴作能耗比较,喷嘴优于孔板,文丘里喷嘴优于喷咀.     4）编号8、9为一组,介质为饱和蒸汽,在相仝参数,管径,流量的情况下,用弯管和涡街作能耗比较,弯管优于涡街.     6 讨论     1）从设计角度看,在需用孔板或喷嘴的场合,则用喷嘴为宜,而其β值尽量取大,差压△P尽量取小.在孔板、喷嘴可用可不用的场合,使用其他流量计.可选用无压损或小压损流量计,例ZNE电磁流量计,超声波流量计,涡街流量计,涡轮流量计,弯管流量计等.     2）由表4,流量计能耗计算表中看到,各种流量计对不同介质有不同的能耗,气体和蒸汽的能耗比液体（水）的能耗要大得多.特别对蒸汽流量的测量更要予以关注.例如表4中编号5、6、7为喷嘴、孔板、文丘里喷嘴对高温高压过热蒸汽量的测量是一个很典型的例子,孔板、喷嘴、文丘里喷嘴的阻力系数去分别为4.72、1.34、0.1747,其能耗分别为441×104、125.2×104、16.3×104kWh/y.对目前300MW、600MW大型发电机组而言,根据测算,如果测量装置用喷嘴,年耗能在250×104～450×104kWh.如果测量装置用文丘里喷嘴,年耗能在32×104～54×104kWh.两者比较差距非常明显.     3）在选用流量计时,要增加一个考核指标,即自身能耗,以便用户一次性投资和日常消耗作比较,确定更为合理的应用方案.     4）对仪表制造厂而言,要为用户提供阻力系数表或者能耗指标,以便用户选用.     7 结论     上述计算与分析表明,流量仪表本身的能耗是可观的.经济的发展对节能有更高的要求,流量仪表该如何改进和选型是值得思考的问题.对用户来讲,流量仪表日常能耗和一次性投资需要加以分析和权衡.对制造厂而言,制造什么样的流量仪表,更能符合用户的要求,需郑重考量.这也是仪表研究单位面临的重要课题.推荐产品.电磁流量计,压力变送器,新型靶式流量计,超声波流量计,涡街流量计,涡轮流量计,热电偶.