[導讀] 近兩年，在不少專業期刊上都可看到呼吁“從節能降耗要求看推廣應用內錐流量計的必要性”的文章(以下簡稱該文)。內錐流量計作為一種新型的節流裝置，確有一些如要求直管段較短、抗臟污等優點，但它是否為一種理想的節能儀表，是否是實現監測節能降耗唯一、最佳的選擇而亟待大力推廣，業內不少專業人士看法不一。
近兩年，在不少專業期刊上都可看到呼吁“從節能降耗要求看推廣應用內錐流量計的必要性”的文章(以下簡稱該文)。內錐流量計作為一種新型的節流裝置，確有一些如要求直管段較短、抗臟污等優點，但它是否為一種理想的節能儀表，是否是實現監測節能降耗唯一、最佳的選擇而亟待大力推廣，業內不少專業人士看法不一。筆者認為，從準確度和永久壓損兩個方面來講內錐流量計并非為理想的節能降耗監測儀表。
節能監測流量儀表的要求
當前，節能減排已是我國經濟建設的重中之重，用儀表進行科學評估是行之有效的方法，流量儀表在其中占有重要的地位，它應具有以下兩個基本條件：
■ 準確度較高
用于監測節能降耗的流量儀表應具有一定的準確度，否則就難以用數據明確地說明節能效果，也無法進一步采取節能措施。因此，國標GB17167對流量儀表的準確度都有明確規定，一般為1～2.5級。
■ 永久壓損不宜過大
流量儀表在此是監測節能降耗的，但它本身不僅不能節能，還須消耗能量，其壓損大小與儀表的結構有關，在此特定情況下，應首先選擇那些壓損不大的儀表。
內錐流量計發展過熱
內錐
表1所示的數據表明，當口徑較小時(小于150mm)，由于內錐的加工、安裝比較精確，流出系數的離散性約為1.5%;而當口徑為600mm～800mm時，由于加工、安裝較差，流出系數離散性將達到5%左右。
這里還要強調：該公司所標定的內錐流量計βv為0.43～0.6，有利于減小離散性，如大于0.85，離散性還將加大。流出系數的離散性還不是儀表的準確度，準確度還應包括校驗裝置的流量不確定度。
■ 內錐流量計的壓損。
由于通道在內錐后突然擴大，流體將在內錐后產生大量的漩渦，這是一個不可逆的非等熵過程，動能不可能無損地轉變為位能，壓損大是必然的。
a.內錐與孔板的壓損相差無幾，內錐流量計永久壓損的計算公式為：
△Pe /△P=(1.3-1.25 βv )
式中：
P e— 永久壓損;
△P — 輸出壓差;
βv — 直徑比。
根據不同的βv值，計算孔板、內錐兩種流量計的DPe /DP比值，列于表2，繪于圖1。
圖1 各種節流裝置β值與永久壓損的關系
從表2及圖1可見，內錐的壓損比孔板小，而大于噴嘴，特別是當bv 值小于0.55時，相當于孔板的90%，而不是如該文所說的1/4。
b.管徑較大時，壓損才應引起足夠的重視。我們對不同口徑的三種差壓計量計(內
錐、孔板、均速管)因永久壓損而帶來的年運行費進行了計算。結果表明：在口徑較小時(小于150mm)年運行費相差并不大，當管徑增加1倍，年運行費增加4倍，呈幾何級數增長，因此只有當管徑較大時，壓損所造成的經濟損失才應引起足夠的重視，更不宜以此排斥其它壓損較大的流量儀表(如孔板、容積、科氏等)在口徑較小時選用。
技術特點相互制約
內錐流量計的一些技術參數是相互關聯、相互制約的，不可能同時都處于最佳狀態，如：
■ 要在直管段較短的情況下取得較高準確度，就應選用較小的βv 值(0.45～0.6)，而在此βv下，永久壓損即相當于孔板的88%～96%，失去了壓損小的特性。
■ 如該文所建議取βv 值為0.8以上，內錐的壓損可下降為孔板的58.5%，約一半;而這樣選用的結果是降低了整流效果，失去了在直管段不長情況下仍能維持較高準確度的特點。
綜上所述，對于能源監測流量儀表的兩個基本條件：較高的準確度和較低的壓力損失，內錐流量計顧此失彼，難以兼顧，這是不能隨意忽視的客觀事實。因此，它不是能源監測最理想的流量儀表，更談不上“從節能降耗看亟待推廣應用內錐式流量計的必
圖2 兩種環形通道流量計原理圖
改進產品
根據上述內錐流量計存在的不足，已提出相應的改進，如梭式流量計(圖2)。該產品在內錐后附加了后錐體，使動能得以順暢地轉換為位能，減小了壓損;其次，梭體通過三個中空、流線型支桿固定在管內壁上，力學結構穩固。當直管段不足時，支桿還可起均速管的作用，迎流體有幾個總壓孔，用以測環形通道中的流速分布，以彌補因流速分布不均所引起的誤差。梭式流量計已于2005年10月由我國專利局授權，是我國具有獨立知識產權的產品。
該儀表近期已進行初步測試，樣機內徑100mm，βv=0.64。測試表明：流出系數誤差小于±0.5%，量程比10:1，重復性約0.1%，壓力損失△Pe/△P=0.205，僅相當于內錐在相同情況下的1/3。
無法完全取代傳統流量儀表
1. 目前尚不存在十分完善的流量儀表。由于影響流量儀表的因素較多，現場條件也千變萬化，因而流量儀表原理有十余種，類型有200多個。猶如各種不同的藥品可治療不同的疾病一樣，目前還沒有哪一種流量儀表完善到足以取代其它流量儀表。雖然市場的發展趨勢有利于新型流量儀表(超聲、電磁、科氏)的發展，但由于傳統流量儀表(經典節流裝置、容積、轉子等)安裝基數很大，替代更新并非一朝一夕，而將是一個漫長的過程，內錐流量計亦然。
2. 評價應實事求是。內錐流量計的優點應肯定，不足之處也不能回避。在與其它儀表進行性能比較時應采取同一標準。如對比內錐與孔板永久壓損時，為什么孔板的βv值取0.5～0.6，而內錐只取0.85，即使這樣，也得不到內錐壓損僅為孔板的1/4的結論。
內錐流量計實際應用的βv值，一般推薦為0.45～0.7，很少采用0.85，這樣才具有一定的整流效果，現就以該文所舉的兩個成功應用范例來說明：
① 國外用于瑞典SSAB的內錐流量計βv為0.44;
② 用于國內云南曲靖的bv為0.504，都不是0.85。
推廣應用的前提是標準化
目前，內錐流量計由于過熱的宣傳，生產廠家不少于百家，都是照搬國外技術，更未積累在各種應用條件下的實驗數據。反觀呼吁要被取代的經典節流裝置，不僅經過近百年的應用、考驗，積累了各種條件下數以萬計的實驗數據，在此基礎上制定了相應的國際標準ISO5167(國標GB/T 2624與其等同)，在應用中，特別是在產生貿易糾紛時也有法可依、有章可循。
在軟實力上，內錐流量計與經典節流裝置存在較大的差距。內錐流量計雖有一些無可爭議的優點，但要取代一種應用近百年、唯一可以干標、在市場仍占有較大份額的孔板，不能只靠宣傳，而是要做大量腳踏實地的技術工作，完成標準化才有可能。
用實驗數據進行科學評估
內錐流量計近年來已呈現過熱的現象，也引起不少爭議，孰是孰非，各執一詞。最公正的辦法就是用實驗數據進行科學評估。既要肯定優點，也要看的不足。欣悉某行業協會已將此列入今年計劃，雖然不可能期望做點
實驗就可制訂標準，立即大力推廣。但至少對一些爭議會有一個公正的評定，如：用實驗數據來驗證本文提出的內錐壓損計算公式;是否在任何情況下前直管段僅需0～3D仍可保證±0.5%的精確度。它將有助我國工程界正確、合理地選用內錐流量計。
近幾年國內不少單位對內錐流量計進行了實流測試，測試表明：如需維持±0.5%的精確度，在阻力件為90°彎頭情況下，而內錐的bv=0.5～0.6，前直管段L長度應為3～5D(D管內徑);如bv=0.85，L應大于10D。如阻力件為閥門，在開度為25%時，L應大于10D。這些測試數據都不認同L僅需0～3D的說法。
流量計(V-Cone flowmeter)是美國MCCROMETER公司于上世紀八十年代研制并推向市場的。二十年來，在國外主要用于測量氣體、氣固、氣液二相臟污流體的流量，取得了較好的效果。
2003年初，國際標準化組織公布并要求實施節能裝置新標準——ISO5167：2003E。與舊標準相比，它對經典節流裝置前直管段長度提出了更為苛刻的要求，應用現場難以滿足，用戶普遍尋求一種對直管段長度要求較低的儀表，內錐流量計恰好具備了這個特點，再加上我國近兩、三年來舉辦了幾十次研討會、學習班，在“揚長避短”的熱炒下，內錐流量計在全國遍地開花，形成了過熱的現象。以十七屆MICONEX2006為例，國內外展出內錐流量計的廠商共33家，其中國外(含合資企業)僅3家，約占9%，國內展出廠家占91%，而其它產品國外展商大約占40%左右。不僅如此，國內展出的內錐流量計均為國外仿制品，沒有創新，這種低水平的重復就造成了市場中激烈的壓價競爭惡果。
內錐流量計技術特點
■ 要求前直管段長度較短。由于存在內錐，流體在流量計中的流動形成了兩個特點：
a.內錐所形成的環形通道逐漸減小，使流體流速加大、壓力降低，這種流動在流體力學實驗中證明是可以減小、甚至消除漩渦的。
b.內錐與管壁之間形成了環形通道，它在內錐直徑最大的地方形成最窄的通道，其作用類似于流動調整器的管束，具有減少漩渦、改善流動方向的作用。內錐流量計的內錐不僅具有節流作用，還具有整流作用，相當于附加了一個流動調整器