我公司貿(mào)易交接蒸汽計量儀表基本采用了新型的、先進的測量儀表——威力巴流量計，經(jīng)過實際運行，該流量計在蒸汽測量中具備量程寬、壓損低、準確度高及安裝維護方便的計量性能特點，能夠滿足我公司蒸汽計量技術(shù)指標。

一、威力巴流量計的測量原理

<CTSM>圖1威力巴流量計測量系統(tǒng)示意圖</CTSM>

如圖1所示，威力巴均速流量探頭垂直插入管道固定安裝，當流體流過探頭時，在其前部產(chǎn)生一個高壓分布區(qū)。高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓，根據(jù)伯努利方程，流體流過探頭時速度加快，在探頭后部產(chǎn)生一個低壓分布區(qū)， 低壓分布區(qū)的壓力略低于管道的靜壓，威力巴探頭在高、低壓區(qū)有按一定準則排布的多對取壓孔。通過這些取壓孔，威力巴能夠精確地檢測到由流體平均速度所產(chǎn)生的平均差壓ΔP，需要注意的是均速流量探頭的截面形狀、表面粗糙狀況和低壓取壓孔的位置是決定探頭性能的關(guān)鍵因素， 低壓信號的穩(wěn)定和準確對均速探頭的準確度和性能起著決定性作用。威力巴是一種差壓式的流量探頭，其計算模型如下:

式中:Q ——管道內(nèi)的體積流量；K ——流量系數(shù)；C ——流量常數(shù)；ΔP ——傳感器測得差壓，kPa。
ΔP 差壓的準確測量不應(yīng)只限選用高精度的差壓變送器，實際上差壓變送器能否接收真實的差壓還取決于一系列因數(shù)， 其中按照探頭及引壓管的正確制造、安裝和使用，是保證獲得真實差壓的關(guān)鍵。這些影響因素很多是難以定量或定性的，只有加強制造及安裝的規(guī)范化工作才能達到目的。

二、威力巴流量計的形狀結(jié)構(gòu)及技術(shù)性能與特點

威力巴流量計采用新型均速式流量傳感器的檢測探頭， 和根據(jù)空氣動力學(xué)原理子彈頭截面形狀設(shè)計，在測量取壓方式上具有以下特點:

1.科學(xué)的截面形狀

子彈頭截面形狀的探頭所受到的牽引力最小，并使得流體與探頭的分離點固定。

2.高強度結(jié)構(gòu)

威力巴流量計采用完整的金屬腔一體化結(jié)構(gòu)，避免了其他探頭的三片式結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的腔室間滲漏，保證了長期精確度，有助于提高探頭的量程上限。

3.高低壓取壓孔位置

傳感器探頭的前部形成高壓區(qū)，壓力高于管道靜壓，從而有效地阻止了雜質(zhì)顆粒的侵入；低壓孔取在探頭側(cè)后兩邊、探頭與流體分離點之前，既避免了低壓孔受渦流影響，又避免了低壓孔被堵，使低壓信號更穩(wěn)定、精確。

4.探頭表面粗糙處理和防淤槽

這樣的處理相當于有了一個紊流發(fā)生器，能夠控制探頭表面的邊界層，使流體速度在較大范圍內(nèi)變化時， 仍能保證流體在探頭表面的邊界層呈紊流狀態(tài)，流體在低流速時探頭仍可獲得穩(wěn)定精確的信號，從而延伸了探頭量程的下限。

5.多組取壓孔

探頭通過多組取壓孔測得管道中流體的流速剖面，真實地反映了流體的平均流速。

6.無機械可動部件

不易腐蝕，可靠性高，穩(wěn)定性好，維修量小。

7.管道壓損低

威力巴流量計的傳感器， 由于其插入部分的體積相對于管道的體積非常小，故對于流體，基本上沒有形成壓縮，其壓力損失非常小。如果要使用孔板，節(jié)流裝置對流體產(chǎn)生較大的壓縮， 使得壓力損失較大。經(jīng)過論證，威力巴流量計的運行能耗僅為孔板的5%左右。

8.安裝方便，基本免維護，可在線安裝和檢修

威力巴流量計大部分是傳感器與測量裝置為一體化的結(jié)構(gòu)。因此，在安裝的過程中，只需進行簡單的開孔與焊接。另外，威力巴流量計的探頭傳感器部分是一個比較堅固的結(jié)構(gòu)， 再加之合理的防堵措施，使得其幾乎沒有維護量。而后面的測量變送器部分是常規(guī)的計量儀表，可以在線安裝與維護。

三、注意事項

1.安裝位置

液體的測量:威力巴流量計應(yīng)安裝于管道下方的160°范圍之內(nèi)；氣體的測量:威力巴流量計應(yīng)安裝在管道上方的160°范圍之內(nèi)；蒸汽的測量:威力巴流量計應(yīng)安裝在管道下方的160°范圍之內(nèi)； 對于垂直管道，可以在圍繞垂直管道360°的任何方位安裝威力巴流量計，但要根據(jù)管徑和介質(zhì)的情況，合理的選擇單面或雙面的支撐。

2.直管段要求

威力巴流量計安裝通常要求有前7D后3D的直管段要求。

3.工藝管道要求

(1)若測量的工藝管道有振動，在安裝威力巴流量計的兩邊，應(yīng)有固定威力巴流量計的支撐座。

(2)為了方便威力巴流量計的清洗和維護，安裝有必要的清洗管道。

(3)威力巴流量計安裝的管道壓力不應(yīng)超過其額定的最大工作壓力。

4.補償

在測量氣體和蒸汽時， 由于壓力與溫度的變化，往往會引起測量介質(zhì)的密度發(fā)生變化，而這里的流量計是依體積流量來計算質(zhì)量流量的，其密度的變化必然要引起質(zhì)量流量的誤差問題，使測量準確度受到嚴重的影響，因此要考慮補償測量介質(zhì)的壓力、溫度，以消除其對流量變化的影響。

5.檢修維護

(1)若引壓管發(fā)生泄漏時，探頭的壓力平衡就會遭到破壞， 雜質(zhì)中較小的顆粒有可能進入取壓孔中。當管道內(nèi)流體處于停止時， 由于分子的布朗運動，小顆粒可能由取壓管進入變送器，因此要定期對探頭進行必要的清洗。

(2)要定期檢查威力巴流量計的傳感器本體是否發(fā)生彎曲、變形等問題，要經(jīng)常檢查其閥門及連接法蘭、接頭是否有泄漏、堵塞等現(xiàn)象。

(3)在每一支威力巴流量計探頭的使用前，都需要根據(jù)流體的條件進行差壓、壓力、結(jié)構(gòu)強度等的分析，并根據(jù)計算出的差壓確定差壓變送器的量程。

四、威力巴流量計在我公司蒸汽測量中的實際應(yīng)用

2011年我公司剛檢修完畢，在各裝置都陸續(xù)投入使用期間，發(fā)現(xiàn)公司接電廠中壓蒸汽的計量監(jiān)督表量偏低于電廠表量，最多低至-7.44%。通過對供接雙方計量儀表、差壓變送器、導(dǎo)壓系統(tǒng)、顯示儀表的運行狀態(tài)以及技術(shù)參數(shù)設(shè)置進行查看核實后，發(fā)現(xiàn)我公司的孔板流量計量程范圍不能滿足測量裝置檢修前后蒸汽變化量的計量技術(shù)要求，再加之孔板由于使用時間較長， 測量準確度也達不到貿(mào)易交接的計量要求，所以導(dǎo)致比對誤差較大。通過認真核對工藝參數(shù)，為此計量點設(shè)計安裝了一臺威力巴流量計，在2012年檢修期間，發(fā)現(xiàn)我公司計量監(jiān)督表與電廠的計量表量差大幅度降低，基本控制在允許誤差范圍之內(nèi)。計量儀表誤差比對如表1所示。

<CTSM>表1蘭州石化公司接西固熱電廠中壓蒸汽比對表</CTSM>

通過比對結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 蒸汽量變化范圍超過傳統(tǒng)孔板的最大量程比3∶1的時候，威力巴流量計依然可以準確地測量出蒸汽流量， 說明相比于傳統(tǒng)的孔板流量計， 威力巴流量計的量程比及準確度都有很大的提高。