在“三氣”計(jì)量工作中孔板存在的不足之處

從我國目前能源“三氣”即煤氣、天然氣、蒸汽的計(jì)量現(xiàn)狀來看，作為管道集輸與工業(yè)用氣（汽）的計(jì)量手段，大量使用的還是孔板，直徑在DN200mm以上的場合尤為如此。使用孔板計(jì)量的弊病，是業(yè)內(nèi)人士早已取得共識(shí)的問題，為引起更大范圍的關(guān)注，為有益于推廣使用測量新技術(shù)，改善如上“三氣”的計(jì)量現(xiàn)狀，這里還有必要就這一老問題予以重提。

    1、孔板存在著不可避免的“銳邊磨蝕”和“積污”問題。

    其測量原理決定了，孔板從安裝使用之日起，實(shí)際流出系數(shù)便在一天天變大（儀表指示值越來越偏低），在流體較臟和流速較高的場合，這種變化往往是很驚人的。有人做過專門的調(diào)查，一個(gè)新制造的符合標(biāo)準(zhǔn)要求的孔板，在安裝使用一段時(shí)間之后拆下來重新進(jìn)行檢查，原來標(biāo)準(zhǔn)要求的節(jié)流孔應(yīng)當(dāng)保持尖銳的邊緣被磨鈍了；在標(biāo)準(zhǔn)中對平面度、表面粗糙度要求很高的孔板端面積結(jié)了許多污染物，用于測量高含濕氣體和較臟污的流體時(shí)，在靠近孔板的死水區(qū)還積聚了液體和固體物質(zhì)。由于孔板流出系數(shù)受入口邊緣銳度及“積污”的影響很大，其結(jié)果使本來安裝時(shí)流出系數(shù)不確定度為±0.6%的孔板，流出系數(shù)一下增大了百分之幾。據(jù)國外專業(yè)雜志報(bào)導(dǎo)，在流體臟、流速高的場合，因“銳緣磨蝕”和“積污”而使流出系數(shù)增大百分之十幾的也不足為怪。

    2、孔板量程比太小，在中雷諾數(shù)區(qū)域，只有3～4，而用戶實(shí)際用氣（汽）量的波動(dòng)幅度往往卻要大得多。

    孔板計(jì)量特性決定了，其實(shí)際流出系數(shù)是隨被測流體雷諾數(shù)Re的變化而變化的。特別是在雷諾數(shù)5×103<Re<1×105范圍內(nèi)，流出系數(shù)對Re的變化非常敏感。例如同一塊ß=0.70的角接取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板，當(dāng)雷諾數(shù)從Re=5×104降低到Re=104時(shí)，即Re減小到原來的五分之一，這大致相當(dāng)于以額定工況降到20%額定工況下工作，其流出系數(shù)會(huì)從C=0.6113增大到C=0.6376，增大了4.3%。事實(shí)上，在20%額定負(fù)荷工況下運(yùn)行是在所難免的。因工況變化引起的負(fù)向偏差竟如此之大不能不令人吃驚。

    3、孔板的管路直管段長度及孔板安裝的規(guī)范性要求高。

    實(shí)際使用中，管道上閥門、彎頭、縮徑、擴(kuò)徑、分管、會(huì)管等情況往往是不可避免的，所以因直管段長度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求和因孔板安裝不規(guī)范而造成的附加測量誤差，或大或小總是存在的（如時(shí)ß=0.70，上游在不同平面上有兩個(gè)彎頭，則直管段長度應(yīng)為管直徑的62倍）。這種誤差的偏差方向，需視情況具體分析，但偏差的量值往往也是非常驚人的。有資料可查，±0.5%甚至更大些對孔板流量計(jì)來說也是不足為奇的。

    值得提及的一個(gè)問題是，有一種在線可更換式活動(dòng)孔板已在一些計(jì)量場合使用。無疑就改善測量精度而言，使用在線可更換活動(dòng)孔板，在一定程度上可以控制減小因“磨蝕”、“積污”而造成的測量偏差，但是并不能完全消除這種測量偏差（總不能頻繁地進(jìn)行更換或清洗），而孔板的其它弊病也是依然存在。不僅如此，可更換孔板的安裝附加誤差也很難把握，密封問題，特別是高差壓下的內(nèi)漏問題，更是不能令使用者放心。

    綜合上述分析，有充分的理由斷言，使用孔板（包括在線活動(dòng)孔板）的實(shí)際測量偏差，往往要比孔板標(biāo)定（干標(biāo)或濕標(biāo)）給出的誤差范圍大得很多，多數(shù)情況下則是賣方吃虧。所以，孔板計(jì)量不公平，以孔板作為貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)結(jié)算計(jì)量手段的現(xiàn)狀，必須盡快改變。