孔板流量计与探针式流量计的压损节能比较

该文从特点、精度、安装费用、运行费用等几方面对探针流量计，与孔板流量计进行比较，尤其从压力损失角度进行计算分析，认为探针流量计的推广前景广阔。

1 探针式流量的特点

（1）节能效果好、精度高、结构简单、安装方便，不可恢复的阻力损失小。

（2）性能稳定，长期使用不致因像孔板边缘变形、磨损、正负压室间渗漏及杂质堆积等原因导致精度降低；而且随着管径的增大，优势更加明显。

（3）由于其压力损失小（与孔板相比较，仅为孔板的5%以下），探针式流量计减少了动力消耗，节能效果显著。

由于该流量计适应范围宽，长期稳定性好，近年来在能源、环保等计量测试中得到了较为广泛的应用。

2 探针式流量计与孔板流量计的比较

2.1 购置费比较

对于1000mm管道，探针式流量计和孔板流量计应用购置费分别是3万元和12万元。应用探针流量计每套节资9万元。

2.2 精度比较

探针式流量计和孔板流量计相比，能保持长期的高精度。这是因为探针式流量计的独特结构，它采用了一体化结构，没有可以活动的部件，不受磨损、杂质和油脂的影响，避免了高、低压腔室之间的信号渗漏。相反，导致孔板流量计精度下降的原因很多，孔板流量计使用时间一长，精度就会急剧下降，需要进行定期检测和清洗。

2.3 安装费用的比较

在安装探针式流量计过程中，只需要进行简单的焊接，焊接的工作量从几厘米到十几厘米不等，基本上与管道的直径大小无关，而孔板的安装，需要一个2倍管道圆周的焊接。管道的管径越大，探针式流量计在安装上节约的费用越多。例如，鹤煤集团热电厂在3#、4#汽轮机五抽DN1002管道上安装探针式流量计，只需进行10cm的焊接；同样的管道，安装孔板流量计则需要进行630cm的焊接，相比之下探针式流量计至少节约了95%的安装费用。

2.4 运行费用的比较

与孔板流量计相比，探针流量计长期运行费用非常低。探针流量计投入运行一年所节省的电费，即可收回采购成本，节能效果明显。

探针式流量是一种高效、节能的中心流速流量探头，由于采用非收缩节流设计，比孔板的永久压损至少降低了95%以上。

2.4.1 探针式流量计和孔板流量计的压损比较

设计及试验数据表明，永久压力损失：

PPL0=（0.5～0.6）×ΔP，约为20～50kPa。

孔板压损的经验公式：

当β=0.6时，PPLo=0.6×△P

当β=0.7时，PPLo=0.5×△P

式中：β———孔板的孔径比；

△P———孔板产生的差压；

PPLo———孔板产生的压损。

通过实验可以得出，探针式流量计的压损大约为：

PPLv=0.03×△P

由于探针式流量计的差压△P比孔板的差压△P小一个数量级，而压损的比例又小了一个数量级，所以探针式流量计压损和孔板流量计压损相比是微乎其微的。

阻力件压损带来的功率损失，其计算表达式为：

假设为了弥补阻力件带来的不可恢复的压损，在其后增加一台压力泵，该泵的效率假定为η，则：

Hp=Q×PPL/η

式中：Q—流体体积流量，m3Ph；

PPL—节流件产生的压损，kPa；

η—电动机效率，无量纲常数；

Hp—功率损失，kW。

2.4.2 实例

例如某厂大热网供热系统，测量介质为水，管径为Φ1000mm，此工况下水密度为912.5kgPm3，介质流量为6000tPh时，探针式流量计所产生的差压为12kPa。那么，探针流量计所产生的压损：

根据上述公式，功率损失：Hp=Q体×PPL÷η因工况下水的密度为912.5kgPm3，所以工况下介质体积流量为：

体积流量=质量流量P介质密度

1.82648m3Ps假设电动机效率η=0.8则针式流量计损失的功率为：

Hp=Q体×PPLPη=1.82648×0.36÷0.8≈0.82191（kW）

假设每天运行24h，每kWh电能的电费为0.31元，那么一个月探针式流量计的能耗换算成电费：

30×24×0.82191×0.31≈183.4元P月

另一相同测点使用孔板流量计测量，同样条件下孔板的压差60kPa，孔板的β=0.7，孔板所产生的压损：PPLo=0.5×60=30（kPa）

探针式流量计与孔板的永久压损比为：1.2：100。

根据上述公式，孔板损失的功率为：

假设每天运行24h，那么一个月孔板流量计的能耗换算成电费：

30×24×68.493×0.31≈15287.6元/月

探针式流量计与孔板流量计的耗能比为：

1.2：100。

每一个月单只探针式流量计比孔板流量计节约电能为：15104.2元P月。由于供热供水和回水同时计量实际节能应为2×15104.2=30208.4元/月

每年该厂供热按六个月计算可节资

由以上分析可以看出，探针式流量计是目前国内外最先进，节能效果最突出的差压式流量计。另外，智能探针式流量计在一些国家地区已逐步取代孔板式流量计，具有广阔的推广前景。