超聲波流量計和孔板流量計的技術性能比較
在我國長輸和集輸管道的工程實踐中，孔板流量計特別是高級孔板閥長期占據統治地位。而隨著我國石油天然氣事業的大規模發展，在高壓、大流量計量方面，孔板流量計越來越受到自身結構的限制而顯示出其局限性。近年來一些新型的流量計在國外取得理論和實踐成功的基礎上，也積極投身國內市場，取得一系列成功經驗。特別是超聲波流量計在高壓、大流量場合具有明顯優勢，大有取代高級孔板閥之勢。今天我們就和大家講講兩者的技術性能區別。1、量程比低 由于結構特點，孔板流量計是通過節流件來完成測量的，所以其量程比通常只有1：3，更高可達1：10，而超聲波流量計沒有任何阻流件，其量程比可達 1：200。這兩個數據表明：如果實現一種測量方案，假定其流量范圍是從1m3/h~40m3/h,使用超聲波流量計只需要一路工藝計量回路就可以實現，如果采用孔板流量計，需要多路才能實現。2、壓損 由于孔板流量計的結構有阻流件，超聲波流量計沒有阻流件，那么顯而易見：孔板流量計的壓損很大，超聲波流量計壓損實際可以忽略不計。節流裝置能耗計算如下： 以下以 1 個典型用戶用氣參數進行能耗計算：用氣量160× 104m3/d，用氣壓力 0.6MPa。節流裝置壓力損失計算式：（更大刻度差壓50kPa、β=0.68） δ P=（1-0.24 β -0.52 β2-0.16 β3）Δ P =0.5486×50 =27.43kPa 節流裝置能耗計算式：（壓縮機效率η =0.8） W= δp ×QV/η = 27430×18.5185/0.8 =634953W 計算耗能費：能源價 0.4 元 /kWh 耗能費(年)=(W/1000)×(運行時數/年)×(元/ kWh) =(634953/1000) ×365×24×0.4 =2224876(元/年) 該計算僅只是能耗損失，不包括壓縮機運行等費用。3、測濕氣體 孔板流量計不適合測量濕氣體；若被測氣體為濕氣體，那么在孔板流量計的前端容易積液，使得上下游差壓產生變化，而孔板流量計正是根據上下游的壓差來測量流量的，如果差壓產生變化，則孔板流量計不可能準確測量氣體的流量。超聲波流量計具有自檢測功能，如果所測量氣體為濕氣體，對超聲波流量計產生影響時，儀表本身可以修正，因此超聲波流量計適用于濕氣體的測量（濕氣體體積組分含量低于5%）。4、重復性 對于孔板流量計而言，隨著使用過程中孔板邊緣的磨損，孔板流量計的精度和重復性都會下降，而超聲波流量計無壓損、無示值漂移現象，重復性高。5、工藝管路復雜性比較 對于孔板流量計，由于量程比窄，計量管路多，而且上、下游直管段長，現場工藝管路復雜。超聲波流量計量程比寬，上、下游直管段短，工藝管路簡單。6、維修維護率比較 孔板流量計有阻流件，上游易積液、對高含硫的天然氣，其孔板磨損快，維修維護率高。超聲波流量計無可動部件，特殊材料的超聲探頭可以抗H2S 的腐蝕，維護簡單。7、清洗計量管路 孔板流量計本身有阻流件，清洗球無法通過，因此孔板流量計安裝在管線上時無法在線清洗計量管路，只有拆除孔板流量計才能清洗管路。而對超聲波流量計來說，不存在這樣的問題。8、測雙向流 孔板流量計依據一個節流元件來實現測量目的，這個節流元件具有嚴格的方向性，因此孔板流量計無法測雙向流。超聲波流量計只與超聲信號在流體中的傳播時間有關，因此可以測雙向流。9、測脈動流 由于孔板流量計是靠孔板前后的差壓信號來實現流量測量的，脈動流會使孔板前后的差壓不準，所以孔板流量計不適合測脈動流，而超聲波流量計可以測量脈動流的強度并消除其干擾，所以它適合測脈動流。10、流速分布的影響 孔板流量計由于結構原理的限制，要求測量時流速分布均勻，但是由于現場計量管路的復雜性，氣體在管路的流速分布是不可能均勻對稱的，因此孔板流量計對流速分布不對稱非常敏感。超聲波流量計可以修正流速分布不對稱的現象。11、精度 孔板流量計的計量精度理論上可以達到1%，但是通過大量的實踐證明，由于孔板流量計抗干擾能力較差，現場精度更高能達到2%，一般情況下在3%左右。超聲波流量計的精度則可以達到0.5% 甚至更高。由此可見選擇兩種不同的計量儀表， 對于測量的影響會有多大。12、一次性投資比較 孔板流量計由于量程比窄，對于相同的流量計量要求，其計量管路多，雖然直接的計量儀表投資少，但是相關的閥門、溫度變送器、壓力變送器、直管段、匯管等一次性投資多。超聲波流量計單表價格高于孔板流量計，但是由于量程比寬，整個計量回路少，實際站場一次性投資少。13、渦流影響 孔板流量計采用差壓法測量氣體的流量，渦流直接影響孔板兩端的差壓，因此孔板流量計對渦流很敏感，要求有很長的直管段才能滿足測量精度的要求。新的國際標準ISO5167已經對孔板流量計上游直管段的長度作了更高的規定：孔板流量計上游直管段至少要有44D，若孔板流量計上游有匯管存在，則上游直管段的長度至少要有145D。
