① 流量計的性能要求；

② 流體特性；

流量計的性能方面主要包括：測量流量（瞬時流量）還是總量（累積流量）；準確度要求；重復性；線性度；流量范圍和范圍度；壓力損失；輸出信號特性和流量計的響應時間等。

流量測量包括兩種，即瞬時流量和累積流量，比如對分輸站管道的原油屬于貿易交接或石油化工管道進行連續配比生產或生產流程的過程控制等需要計量總量，間或輔以瞬時流量的觀察。在有的工作場所對流量進行控制則需配備瞬時流量測量。因此，要根據現場計量的需要進行選擇。有些流量計比如容積式流量計，渦輪流量計等，其測量原理是以機械計數或脈沖頻率輸出直接得到總量，其準確度較高，適用于計量總量，如配有相應的發訊裝置也可輸出流量。電磁流量計、超聲流量計等是以測量流體流速推導出流量，響應快，適用于過程控制，如果配以積算功能后也可以獲得總量。

重復性一般定義為在環境條件和介質參量等不變的情況下，對某一流量值短時間內，同方向進行多次測量的一致性。但是，在實際應用中，流量計的重復性會常常被流體粘度、密度參量的變化所影響，有時這些參量變化還沒有達到需要進行專門修正的程度，會誤認為是流量計的重復性不好。鑒于這種情況下，應選擇對此參量變化不敏感的流量計。比如，浮子流量計容易受流體密度影響，小口徑的流量計不僅受流體密度的影響，可能還會受流體粘度的影響；渦輪流量計如果用在高粘度范圍時的粘度影響；有些未做修正處理的超聲流量計會受到流體溫度的影響等等。如果流量計的輸出是非線性的，這種影響可能會更為突出。

流量計的輸出主要有線性和非線性平方根兩種。一般的來說流量計的非線性誤差是不單獨列出的，而是包含在流量計的誤差內。對于一般比較寬流量范圍，輸出信號為脈沖的，用作總量積算的流量計，線性度則是一個重要的技術指標，如果在其流量范圍內使用單一的儀表系數，當線性度差就會降低流量計的準確度。比如，渦輪流量計在10：1的流量范圍內采用一個儀表系數，線性度差時其準確度會較低，隨著計算機技術的發展，可將其流量范圍分段，用最小二乘法擬合出流量—儀表系數曲線對流量計進行修正，從而提高流量計的準確度和擴展流量范圍。

壓力損失一般是指流量傳感器由于在流通通道中設置的靜止或活動檢測元件或改變流動方向，從而產生隨流量而變的不能恢復的壓力損失，其值有時可達數十千帕。因此，應按管道系統泵送能力和流量計進口壓力等確定最大流量的允許壓力損失來選定流量計。因選擇不當會限制流體流動產生過大壓力損失而影響流通效率。有些液體（高蒸汽壓碳氫液）還應注意過度的壓力降可能引發氣穴現象和液相汽化，降低測量準確度甚至損壞流量計。比如管徑大于500mm的輸水用的流量計，應考慮壓損所造成的能量損耗過大而增加的泵送費用。據有關報道，壓力損失較大的流量計幾年來為測量付出的泵送費用往往超過低壓損、價格較貴的流量計的購置費用。

應用于脈動流動場合應注意流量計對流動階躍變化的響應。有些使用場合要求流量計輸出跟隨流體流動變化，而另一些為獲得綜合平均值要求有較慢響應的輸出。瞬時響應常以時間常數或響應頻率表示，其值前者從幾毫秒到幾秒，后者在數百Hz以下。配用顯示儀表可能相當大地延長響應時間。一般認為流量計流量增加或減小時動態響應不對稱會加速增加流量測量誤差。

對于液體，在大部分應用場合下其密度相對恒定，除非溫度變化很大而引起較大變化，一般可不進行密度修正。在氣體應用場合，流量計的范圍度和線性度，取決于氣體密度,，一般要知道在標準狀態下和工況狀態下的值，以便選用。也有將流動狀態的值換算到某些公認的參比值，這種方法在石油儲運方面應用普遍。低密度氣體對某些測量方法，特別是利用氣體動量推動檢測傳感器的儀表（比如渦輪流量計）會比較困難。

氣體壓縮系數z為一定質量的氣體，在相同溫度、壓力下，其實際比體積與“理想比體積”之比。一般地說，對于理想氣體z=0；實際氣體z可能大于1或小于1。z偏離1的數值大小表示實際氣體偏于理想氣體的程度。氣體壓縮系數z值取決于種類或組分、溫度、壓力。因此，氣體測量一定要通過壓縮系數求取工作狀態下的流體密度。如果組分固定的流體通過溫度、壓力和壓縮系數計算密度。如果流體為多組分（比如對天然氣的計量）并工作在接近（或在）超臨界區，就需要配備在線密度計在線對密度進行測量。

安裝問題對不同原理的流量計要求是不一樣的。對有些流量計，比如差壓式流量計、速度流量計，按規程規定在流量計的上、下游需配備一定長度的或較長的直管段，以保證流量計進口端前流體流動達到充分發展。而另一些流量計，比如對容積式流量計、浮子流量計等則對直管段長度就沒有要求或要求較低。

還有的流量計因受安裝的影響而產生一定的誤差，比如，科里奧利質量流量計，由于安裝應力的影響會給使用帶來很大的誤差。追溯流量計在使用中出現問題，可能未必都是因為流量計本身的問題，很多狀況是由于安裝不善所致。一般常見的問題有下面幾種：

① 把差壓式流量計孔板的進口面反裝；

② 流量傳感器安裝在流速分布剖面不良的場所；

③ 連接到差壓裝置的引壓管中存在不希望存在的相；

④ 流量計安裝在有害的環境或不易接近的地方；

⑤ 流量計流動方向安裝錯誤；

⑥ 流量計或電信號傳輸線置于強電磁場下；

⑦ 將易受振動干擾的流量計安裝在有振動的管道上；

⑧ 缺少必要的防護性配件。

流量計在使用中應注意安裝條件的適應性和要求，主要從下面幾方面考慮，比如流量計的安裝方向、流體的流動方向、上、下游管道的配置、 閥門位置、防護性配件、脈動流影響、振動，電氣干擾和流量計的維護等。

1）現場管道布線

在現場管道布線時應注意流量計的安裝方向，由于流量計的安裝方向一般分為垂直安裝方式和水平安裝方式，對于這兩種安裝方式在流量測量性能上是有差別的。比如，流體垂直向下流動會使流量計傳感器帶來額外力而影響流量計的性能，使流量計的線性度、重復性下降。流量計的安裝方向還取決于流體的物性，如水平管道可能沉淀固體顆粒，因此測量具有這種狀態的流量計最好安裝于垂直管道。

2）流體的流動方向

這個問題與流量計的安裝方向比較相似，由于有的流量計規定只能在一個方向工作，反向流動會損壞流量計。使用類似流量計時還要考慮當發生無操作時可能會產生反向流動，這樣就需要采取措施，如安裝止回閥以保護流量計。即使能雙向使用的流量計，其正向和反向之間的測量性能可能也會有些差異，應該按照制造廠規定的要求使用。

3）流量計上游和下游直管段

由于流量計會受到管路進口流動狀態的影響，管道配件也會引入流動擾動，流動擾動一般有旋渦和流速分布剖面畸變，旋渦存在普遍是由于有兩個或兩個以上空間（立體）彎管所引起的。流速剖面畸變通常是由管路配件局部阻礙（如閥門）或彎管所組成。這些影響需要以適當長度的上游直管段或安裝流動調整器進行改善。除了考慮流量計連接配件的影響外，可能還要考慮上游管道配件組合的影響，因為它們可能產生不同的擾動源，所以一定要盡可能拉開各擾動源之間的距離以減少其影響。比如像在單彎管后面緊接著部分開啟的閥。

流量計的下游也需要有一段直管段以減小下游流動影響。

對于容積式流量計和科里奧利質量流量計是不大會受不對稱流動剖面影響；渦輪流量計使用時應盡量降低旋渦；電磁流量計和差壓式流量計則應限制旋渦在很小的范圍內。

氣穴和凝結是由于管道布置不合理造成的，避免管道直徑上和方向上的急劇改變。管道布置不良也會產生脈動。

4）管徑和管道振動

有些類型的流量計管徑范圍并不很寬，因此過大或過小會限制流量計品種的選擇。測量低流速或高流速的流量，可選擇與管徑尺寸不同的流量計管徑，可以使用異徑管連接，使流量計運行在規定的范圍內。流量超過范圍，流速過低流量計誤差增加會無法工作，流速過高流量計誤差也可能增加，同時還會使流量傳感器超速或壓力降過大而損壞流量計的使用。

有些流量計如壓電檢測件的渦街流量計和科里奧利質量流量計敏感于機械振動，容易受管道振動干擾，應注意在流量計前后管道上作支撐設計。對于脈動影響的消除采用脈動消除器以外，還注意將所有被安裝的流量計應遠離振動或脈動源。

5） 閥門的安裝位置

在安裝流量計的管道都裝有控制閥和隔離閥，為避免由于閥引起一些流速分布擾動和氣穴而影響流量計測量，一般控制閥應安裝在流量計的下游，控制閥安裝在流量計的下游還可以增加流量計背壓，便于減小流量計內部產生氣穴的可能性。

隔離閥安裝的目的是為了使流量計與管線的流體隔離以便于維修。上游閥應離流量計足夠距離，當流量計運行時，上游閥應全開以避免流速分布畸變等擾動。

6）防護性配件

安裝防護性配件是為了保證流量計能正常運行的防護措施。比如在容積式流量計和渦輪流量計一般在上游需安裝過濾器等一些必要的設備，所有這些設備的安裝都要以不影響流量計的使用為要。

7）電器連接和電磁干擾

目前大部分流量測量系統，不管是流量計本身還是其附件連接等都有電子設備，因此采用的電源要與流量計相配套。當流量計輸出電平較低，應使用與環境想適應的前置放大器。有些類型的流量計的輸出信號容易受大功率開關裝置的干擾，使流量計輸出脈沖波動而影響流量計的性能，像信號電纜應盡可能遠離電力電纜和電力源，以降低電磁干擾和射頻干擾影響。

8）脈動流和非定常流

前面已經講過對于脈動流的影響除采用脈動消除器以外，還應注意將所有被安裝的流量計遠離脈動源。最常見的產生脈動源有定排量泵、往復式壓縮機、振蕩著的閥或調節器、渦列等水利學振蕩。一般像差壓式流量計具有脈動流誤差，渦輪流量計和渦街流量計一樣也會產生脈動流誤差。非定常流是指隨時間而變的流動而緩慢脈動是非定常流的一個特例。比如因尺寸過大的控制閥運行所產生的緩慢脈動。

流量計可分別處理流量傳感器和二次顯示儀表所受脈動影響。將流量傳感器安裝在遠離脈動源的地方，也可在管道系統中安裝沖氣式緩沖器（用于液體）或阻流器（用于氣體）等低通濾波器以減低脈動程度。二次顯示儀表則可選用響應特性好的流量計（如電磁流量計、超聲流量計）增加阻尼，測定脈動參數用以估計脈動的附加誤差。

1）環境溫度

2）環境濕度

環境中大氣濕度也是影響流量計使用的問題之一。比如濕度高會加速大氣腐蝕和電解腐蝕并降低電氣絕緣，低濕度會感生靜電。環境溫度或介質溫度急劇變化會引起濕度方面的問題，如表面結露現象。

3）安全性

應按照有關規范和標準選擇流量計，以適應用于爆炸性危險環境，按照防爆標準對現場進行要求。

4）電氣干擾

電力電纜、電機和電氣開關都會產生電磁干擾，如不采取有關措施，就會成為流量測量產生誤差的原因。

據測算管徑100mm的差壓式孔板流量計1年泵送能耗費與流量計購置費相當，如果換用電磁流量計，其購置費亦僅相當于4年多差壓式孔板流量計的能耗費。設想更大管徑的泵送能耗費所占份額費用更多。一般認為超過5000mm的流量計應該盡可能選用低壓損和無壓損的流量計。比如，供水工程應用傳統的差壓式流量計極少用孔板而采用低壓損的文丘里管，現在則更新為電磁流量計和超聲流量計。

檢測費用應根據流量計的檢定周期決定。一般用于貿易結算的原油或成品油的檢測常在現場設置標準體積管對流量計進行在線檢定。

從流量計選型一覽表中可查得應用于含顆粒纖維漿液的可選的流量計有：差壓式流量計中有彎管、楔型管、電磁流量計、多普勒法超聲流量計、渦街流量計、靶式流量計、科里奧利質量流量計等。根據目前國內流量計的使用狀況和各種流量計的測量性能來看，對測量漿液流量首選電磁流量計，除非所測量的漿液是非導電的或含有鐵磁性顆粒，以及測量管道系統不允許截斷以接入流量傳感器，才選擇其他流量計。據報道測量煤粉含量高達65%水煤漿流量的多年應用經驗，認為還是電磁流量計最好。

差壓式流量計可用于測量漿液的差壓傳感器除彎管、楔型管還有環形管，固相較少時還可用圓缺孔板、偏心孔板，文丘里管也有用于測量的實例。

多普勒法超聲流量計是可不截斷管道在管外夾裝超聲換能器（探頭）即可測量，但測量準確度不高。

渦街流量計只能測量含有少量粉狀固形物，固相含量較多或是纖維狀會產生噪聲而無法使用。

靶式流量計有用于含煤粉的重油或渣油等液流，是采用應變式靶式流量計。

科里奧利質量流量計在國外有應用于漿液的測量經驗，一般以其直管型測量管為宜，但國內應用經驗不多。

這里說的大流量不是指某一管徑流速較高時的“相對大流量”而是說流量絕對值的大流量。由于管道輸送液體的流速有一定的范圍，低粘度液體常用的經濟流速為1~3m/s，因此，這里說的“大流量”測量是說大管道流量測量。

一般來講，DN300以下管徑的流量計稱為中小管徑流量計，DN300~ DN400以上的稱為大管徑流量計，DN1200以上的稱為特大管徑流量計。通常特大管徑液體流量測量主要為水，除了水以外還有石油產品。一般大管徑流量計有差壓式流量計、電磁流量計、超聲流量計和插入式的流量計，DN300~ DN500的還有容積式流量計和渦輪流量計。

1）安裝條件

安裝條件主要是根據測量方法是否可以允許切斷管流，暫停運行，是否可以允許在管道上打孔，是否允許切斷管流安裝流量傳感器。

如果允許切斷管流安裝流量傳感器，可以選擇電磁流量計、帶測量管段的超聲流量計、容積式流量計和渦輪流量計。

如果允許在管道上打孔可以選擇外插換能器超聲流量計和插入式流量計。

如果上述要求都不允許，就只能選擇外夾裝換能器超聲流量計。

2）測量準確度要求

對于貿易交接要求測量準確度高的、是不導電液體的可選擇帶測量管段的超聲流量計、多聲道的超聲流量計、容積式流量計和渦輪流量計，如果是導電液體還可選擇電磁流量計。

對于像控制配比，測量準確度要求低一些的可選擇差壓式文丘里管、外夾裝換能器超聲流量計。測量準確度要求低的可選擇插入式流量計。

3）壓力損失（泵送能耗費用）

大流量測量的泵送能耗費用在流量測量運行成本中占有相當大的比例，壓力損失和（泵送能耗費用）比如較大的為差壓式文丘里管，容積式流量計和渦輪流量計。較小的為插入式流量計，沒有壓力損失的為電磁流量計。

蒸汽流量測量從測量技術上分為兩類，一類為過熱蒸汽和高干度（干度x=0.9以上）的飽和蒸汽，另一類為低干度飽和蒸汽。前一類可以作為單相流體處理，而后一類則為兩相流。由于目前所有的流量計只適用于單相流體，因此，低干度飽和蒸汽尚需進行深入的研究。

1）過熱蒸汽和高干度飽和蒸汽的流量測量

常用的流量計有：節流式差壓式流量計，該流量計目前仍是測量蒸汽流量的主要儀表，為適應需要在技術上也有了心得發展，。比如把節流裝置、差壓變送器及三閥組組成一體成為一體式節流流量計，該節流流量計解決了差壓信號管路易出故障的缺點。還有采用定植節流件，用標準噴嘴代替標準孔板，因為噴嘴和孔板相比較，噴嘴的流出系數穩定，不會因為邊緣銳角變鈍使流出系數發生變化，壓損也比孔板低，一般在同樣流量及 值時壓損約為孔板的30%~50%。

渦街流量計測量中溫，即200℃以下，應用于蒸汽應該說已經趨于成熟，是目前常用于蒸汽測量的一類流量計。但是一定要注意低干度介質將使其儀表系數偏離檢測值而增大測量誤差。

2）低干度飽和蒸汽的流量測量

表1   流量計流體特性和工藝過程條件選型一覽表

1、—：取決于測量頭的類型；2、用于贓污的孔板為圓缺孔板；3、用于粘性的孔板為四分之一圓孔板和錐型入口孔板。

表2   流量計測量性能、安裝條件選型一覽表

來源：儀表圈

由化工707編輯整理