孔板流量计和超声波流量计两种不同的流量计使用差异

1：使用要求

充满管道的流体，当它们流经管道内的节流装置时，流束将在节流装置的节流件处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流件前后产生的压差就越大，所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。

特点
▲ 孔板流量计 节流装置结构易于复制，简单、牢固，性能稳定可靠，使用期限长，价格低廉。
▲孔板计算采用国际标准与加工
▲ 孔板流量计 应用范围广，全部单相流皆可测量，部分混相流亦可应用。
▲标准型节流装置无须实流校准，即可投用。
▲ 一体型孔板流量计 安装更简单，无须引压管，可直接接差压变送器和压力变送器。
智能型孔板流量计特点
▲采用进口单晶硅智能差压传感器
▲高精度，完善的自诊断功能
▲智能孔板流量计智能孔板流量计其量程可自编程调整。
▲智能孔板流量计可同时显示累计流量、瞬时流量、压力、温度。
▲具有在线、动态全补偿功能外，智能孔板流量计还具有自诊断、自行设定量程。
▲配有多种通讯接口
▲稳定性高
▲量程范围宽、大于10：1
智能型孔板流量计技术指标
▲高精度：±0.075%
▲高稳定性：优于0.1%FS/年
▲高静压：40MPa
▲连续工作5年不需调校
▲可忽略温度、静压影响
▲抗高过压


2 技术性能的比较

表1 超声波流量计 与 孔板流量计 技术性能的比较

2.1 量程比

由于结构特点，孔板流量计是通过节流元件来完成测量的，所以其量程比通常只有1：3，最高可达1：10，而超声波流量计没有任何阻流件，其量程比可达1 ：200。

这两个数据表明：如果实现一种测量方案，假定其流量范围是从1m3/h ~ 40m3/h, 使用超声波流量计只需要一路工艺计量回路就可以实现，如果采用孔板流量计，需要多路才能实现。

2.2 压损

由于孔板流量计的结构有阻流件，超声波流量计没有阻流件，那么显而易见：孔板流量计的压损很大，超声波流量计压损实际可以忽略不计。节流装置能耗计算如下：

以下以1 个典型用户用气参数进行能耗计算：用气量160× 104m3/d，用气压力0.6MPa。

节流装置压力损失计算式：（最大刻度差压50kPa、β =0.68）

δP=（1-0.24 β -0.52 β2-0.16 β3）Δ P
=0.5486×50
=27.43kPa

节流装置能耗计算式：（压缩机效率η =0 .8 ）

W= δ p ×QV/ η
= 27430×18.5185/0.8
=634953W

2.3 精度

孔板流量计的计量精度理论上可以达到1%，但是通过大量的实践证明，由于孔板流量计抗干扰能力较差，现场精度最高能达到2%，一般情况下在3% 左右。超声波流量计的精度则可以达到0.5% 甚至更高。

2.4 测脉动流

由于孔板流量计是靠孔板前后的差压信号来实现流量测量的，脉动流会使孔板前后的差压不准， 所以孔板流量计不适合测脉动流， 而超声波流量计可以测量脉动流的强度并消除其干扰，所以它适合测脉动流。

2.5 测双向流

孔板流量计依据一个节流元件来实现 测量 目的， 这个节流元件具有严格的方向性，因此孔板流量计无法测双向流。超声波流量计只与超声信号在流体中的传播时间有关，因此可以测双向流。

2.6 测湿气体

孔板流量计不适合测量湿气体；若被测气体为湿气体，那么在孔板流量计的前端容易积液，使得上下游差压产生变化，而孔板流量计正是根据上下游的压差来测量流量的，如果差压产生变化，则孔板流量计不可能准确测量气体的流量。超声波流量计具有自检测功能，如果所测量气体为湿气体，对超声波流量计产生影响时，仪表本身可以修正，因此超声波流量计适用于湿气体的测量（湿气体体积组分含量低于5%）。

2.7 清洗计量管路

孔板流量计本身有阻流件， 清洗球无法通过，因此孔板流量计安装在管线上时无法在线清洗计量管路，只有拆除孔板流量计才能清洗管路。而对超声波流量计来说，不存在这样的问题。

2.8 涡流影响

孔板流量计采用差压法测量气体的流量，涡流直接影响孔板两端的差压， 因此孔板流量计对涡流很敏感， 要求有很长的直管段才能满足测量精度的要求。 新的国际标准ISO 5167已经对孔板流量计上游直管段的长度作了更高的规定：孔板流量计上游直管段至少要有44D，若孔板流量计上游有汇管存在，则上游直管段的长度至少要有145D。（详见《国际流量计量学术动态及发展趋势》（《中国计量》2002 年）或ISO 5167-2）。英国烃源公司下属的南莫克姆天然气计量站改造时， 请英国国家工程实验室（NEL）做了详细的流体动力学分析， NEL经过大量试验得出结论：原ISO5167规定的上游18D直管段确实无法满足对计量精度的要求，修改后的ISO5167-2对直管段的长度规定是必须的。

而大多多声道的超声波流量计本身具有对涡流强度的分析能力，可以消除涡流对流量测量的影响，对涡流不敏感。

2.9 流速分布的影响

孔板流量计由于结构原理的限制，要求测量时流速分布均匀，但是由于现场计量管路的复杂性，气体在管路的流速分布是不可能均匀对称的，因此孔板流量计对流速分布不对称非常敏感。

超声波流量计可以修正流速分布不对称的现象。

2.10 重复性

对于孔板流量计而言，随着使用过程中孔板边缘的磨损，孔板流量计的精度和重复性都会下降，而超声波流量计无压损、无示值漂移现象，重复性高。

2.11 工艺管路复杂性比较

对于孔板流量计，由于量程比窄，计量管路多，而且上、下游直管段长，现场工艺管路复杂。

超声波流量计量程比宽，上、下游直管段短，工艺管路简单。

2.12 维修维护率比较

孔板流量计有阻流件，上游易积液、对高含硫的天然气，其孔板磨损快，维修维护率高。

超声波流量计无可动部件，特殊材料的超声探头可以抗H2S 的腐蚀，维护简单。

2.13 一次性投资比较

孔板流量计由于量程比窄，对于相同的流量计量要求，其计量管路多，虽然直接的计量仪表投资少，但是相关的阀门、温度变送器、压力变送器、直管段、汇管等一次性投资多。

超声波流量计单表价格高于孔板流量计，但是由于量程比宽，整个计量回路少，实际现场一次性投资少。

3 现场安装使用的比较（见表2）

现场安装使用比较