1概况
2008年11月1821日在北京国际展览中心举办了19届多国仪器仪表展览会(MICONEX2008)。从数量上看,参加此次展会的国内外厂家有600多家,展出流量仪表的国内外厂家共126家(其中国内93家,国外33家),占总数的21,基本保持了近年来流量仪表厂家占参展厂家总数的20%的水平。从看电磁、超声、涡街、转子、插入式等流量仪表仍然是不少厂家的主要产品。
2展品述评
2.1电磁流量计
展出电磁流量计的国内外厂家共49家,居于首位。
ABB的电磁流量计技术一直处于领先水平,以市场需要为主导,提供了系列最全,应用最广的产品,如:(1)Watermaster适用于饮用水到污水处理的所有行业,特别值得一提的是八边形内径,据称在直管段不足情况下,仍能维持较高准确度;(2)Aquaprobe,是一种便携式插入式流量计,在直管段足够情况下精确度可达±2,最大直径可达8m;(3)Aquamaster用于饮用水,其二次表具有完善的管理软件,包括:收入计算、分区计量、饮水计量、终端用户计量及泄漏报警控制等功能;(4)Calmaster,是一种便携式就地校验仪表,由电池供电,仪表无需拆卸可就地进行准确度校验、功能测试及故障预警;(5)ProcessMaster,适用于流程工业;(6)FSM4000,采用交流励磁技术,适用于液固两相低电导率、高噪干扰场合;(7)FXP40000,适用于非满管的流量测量。
德国Krohne展出的Optiflux系列电磁流量计,仍以其多达十余种的智能诊断受人瞩目。
与国外产品相比,我国的产品品种、功能较为单一,比较重视生产能力,而对提高技术内涵,智能功能关注的力度不够,而杭州大河推出的电容式电磁流量计可测电导率低至0.01uS/cm的流体,仍是国产电磁流量计的一个亮点。
2.2涡街流量计
国内外参展厂家共46家。
涡街流量计由于无可动部件,压损较小,可测气、液、蒸汽、量程比大等优点。在二、三十年前也曾风靡一时,但因在低雷诺下信号不稳定、抗振性能差,市场占用率一度减少,近年来由于采取了一些技术措施提高了信号的稳定性及工作的可靠性,市场份额又有了较大回升。以下试举两例技术改进来说明。
(1)上海横河电机有限公司推出了双传感器涡街流量计,即包含了二套漩涡发生体,检测探头。它由两台MICONEX2008流量仪表展品述评从MICONEX2008流量仪表展品中可见电磁、超声、涡街、转子及插入式等流量仪表仍然是不少厂家的主要产品。与国外产品相比,国内产品品种及功能较为单一,尚需在产品的创新、技术水平及经营理念上有所提高。
完全独立的涡街流量计构成,焊成一个整体并进行标定,而得到单一的流量输出信号,对于要求冗余流量信号的安全综合系统,这是一个切实可行的选择方案。
(2)北京菲舍波特仪表公司展出了VT系列涡街流量计。该系列仪表采用了先进的DSP数字化处理技术,不仅提高了信号的处理能力还提供了简明的组态。一体化的温、压补偿可直接得到蒸汽的质量及标况流量。所采用的振动补偿传感器提高了仪表的抗振性能,特别是采用了双发生体设计,提高了仪表的可靠性,在流体流速较低,黏度较大,即雷诺数太低的情况下,还可选用该公司的VTS系列漩进流量计,以弥补低雷诺数下涡街信号不稳定的缺陷。
2.3转子流量计
现按其主要部分传感器及变送器分述如下:
(1)传感器:是一个上大下小的锥体,安装直管段要求较短,但流体应自下而上流动。根据现场的需要,厂家推出了各种安装形式,如北京空港北光展出的F56型除了基本的垂直安装(具有不同浮子)的F56、F56P、F56VD、F56PV外,还有水平安装的F56H型、底进侧出的F56LA型、侧进侧出的F56AA型等多种安装形式;此外还有防腐的F56P、应用于高低温现场的冷却夹套、保温夹套F56RT型。
完全根据现场的需求,推出各种型号,供用户选用。
(2)变送器:过去玻璃转子流量计是根据浮子的位置了解流量的大小;金属转子流量计则是浮子通过磁场带动表头的指针反映流量。根据自动化系统的通信要求,北京空港北光展出的转子流量计采用了MAT01磁电子变送器,可精确测量周围磁场的变化,并将其转换为标准的4~20mA电流信号,进一步采用具有HART通讯功能的计板卡,对仪表进行现场组态,大屏幕液晶显示瞬时、累计流量,提高了转子流量计的功能,使其逐渐符合现代自动化系统发展的需求。
2.4插入式流量计
这是一种以安装形式进行分类的仪表,以其结构简单、装拆维护简便、压损小及廉价为特点,特别适用于大管道流量监测。
插入式流量计是按取样原理,仅测管道中一点或多点流速来推算流量的,其前提是前直管段长度应具有20D~30D(D为管内径),这样流速分布才可能具有一定规律,而取得较高的准确度。但对于大管道现场都难以提供如此长的直管段长度。所以,无论是用热式测单点流速的北京奈士德、美国的FCI公司,还是用差压测单点流速的法国KIMO公司,虽然都声称在风洞中进行流速标定,但都不可能取得优于±3的流量准确度。
深圳万讯、ABB、上海妙迪等公司采用了均速管,测管道中直线上多点流速来推算流量,虽较前者略胜一筹,在流速分布较复杂的情况下,仍无法取得令人满意的流量准确度。不少均速管生产厂家在技术样本中声称可达到±1的流量准确度,实用时很难达到。北京博士达公司较先意识到非充分发展紊流的问题,该公司在典型的阻力件(如弯头)后3D、8D进行了流速分布测试,寻找在非充分发展紊流状态下的平均流速点,然后用该公司研制的FJPE测管测量流量。但阻力件的形式太多,组合万千。FJPE测管并未彻底解决大管道气体流量的测量问题。
美国AM(AirMonitor)公司首次参展,展出的CAMS气流检测系统较成功地解决电厂的风量检测,特别是针对流速分布复杂的二次风量。
据称该气流检测系统已占美国电厂90%以上的风量检测市场份额。CAMS风量检测系统由3部分组成:(1)AM系列风量传感器,由多支总静压测管组成,在管道截面上组成不少于20点的测点矩阵,充分反映了管道中复杂的流速分布。为了准确测量还安装了具有蜂窝状的气流调直器以及温度计进行温度补偿。
(2)为防止堵塞配备了自动反吹系统。该系统可实现124次/天的自动反吹扫,以保证在含尘高的环境中风量传感器可靠工作。
(3)AM系列智能流量计算机,具有超低差压传感器、压力、温度补偿、调整、平方根运算、2×16液晶显示,以及每24小时进行一次电路自校功能。
2.5超声波流量计
超声波流量计可测各种流体,准确度高,量程比大,被公认为最有发展潜力也是近年发展最快的流量计。
美国通用电气传感器公司(GESensing)推出了多种性能优越的气体超声波流量计,一直处于世界领先水平。现介绍较典型的3种:(1)外夹式气体超声流量计DigitalFlowGC868,是在前几年展出的CT878基础上进行改进的第二代产品。GC868采用了专利互相关时差术,经大量试验测试,其精确可达±2,量程比可达150:1,通讯采取RS232,也可选用RS485或ModBus.GC868最大的改进是适用于高压、低压气体,可测流体温度高达230℃,适用于金属及其他任何材料的管道,口径小至20mm,大至1m,可用于能源监测的蒸汽计量与校验。
(2)插入式气体超声波流量计DigitalFlowGF868,可应用的管道范围小至50mm,大至3m以上。该公司声称在上游可确保20D直管段长度前提下,单声道准确度为:±25,双声道可达±1.53.5,可用于环保监测废气的排放。
(3)计量级天然气超声波流量计SentinalFlow.该流量计准确度可达±0.2,符合AGA9天然气计量标准的精确度要求,为确保达到如此高的精确度,该公司还规定了前直管长度不得小于10D,后直管段为5D,并在上游安装了流动调整器,以保证流速分布达到理想的充分发展紊流。
德国弗莱克森公司展出的外夹式气体超声波流量计W1-400,由于附加了一个名为Waveinjector的高温导波器,换能器的声波通过它传至管壁,其隔离效应可确保换能器不直接承受流体的高温,使其可测流体的温度高达400℃,这是W1-400独到之处,宣称准确度可达±0.51.据专业人士评估,由于影响外夹式超声流量计的因素太多,此处还附加了一个导波器,在实际应用中准确度估计可能为±23.
我国深圳建恒是国内生产液体超声流量计的知名企业,在展会上展出了一台油流量检定装置,流量基准采用准确度为±0.2的超声流量计,流量范围:0.3120/h,成功地为我国歼击机燃油表进行定期校验。
2.6节流装置
此次展会上,英国斯派莎克公司再次展出了Gilflo变面积孔流量计,其优点可扩大量程比达几十比1,推荐用于测蒸汽流量,但管道内的变面积弹簧机构比较复杂,易产生故障。且因堵塞比大压损也不小。目前要扩大节流装置的量程比可以采用智能式差压变送器,所以这种结构复杂的流量计就逐渐失去了市场。
国内展出节流装置的厂家虽达17家,但创新产品不多,河南开封仪表厂展出的口径1m以上的环形孔板引起不少人驻足参观,这种节流装置已于1938年由美国Howell推出,因其无需太长的直管段仍能维持较高准确度,且支承环孔的结构较内锥牢固,能承受流体较大的冲击,近年来受人关注,但其压损较大,需要改进。
3观后感
以上表述是对此次展会展出的流量仪表的一些意见,下面针对一些普遍的问题谈谈看法,供业界人士参考。
3.1流动调整器的应用
近年来,由于各种原因,流量仪表的准确度日益受到重视,流速分布是影响绝大多数流量仪表准确度的重要因素,而现场安装条件又无法满足。因此,ISOTC30多年来一直推荐采用以板孔、管束或二者组合的流动调整器,来改善流速分布。在此次展会上,已充分体现,如:GE公司展出的Sentinel天然气超声波流量计在上游10D处,安装了板孔式流动调整器,使精确度达到了±0.1;AM(美)公司采用了蜂窝状整流器、热式流量计(浸入式)采用了Zanker流动调整器;开封仪表厂的涡轮流量计采用了管束;美国艾默生公司推出一种多孔(4个或以上)孔板,将节流件与整流件组成一体,据说也取得了很好的效果(此次未参展)。这类流动调整器虽已推出多年,但由于成本高、压损大,需常维修,推广的普及率并不太理想。
通过管道的逐渐收缩,即流通截面的缩小,迫使流体加速,具有明显改善流场的作用。近年来已应用于节流装置的改进上,形成了一系列环形通道(亦称边壁收缩)流量仪表,均具有对前直管段长度要求不高的优点。这种技术也应用于其他流量仪表,如美国Contrlotron公司应用于气体超声波流量计;美国VERIS公司应用于Elbert仪表;我国也有将它应用于涡街流量计都取得了较好的效果,而它不存在压损大、常维修的问题。
3.2技术参数的表述与实现
展会上各流量厂家都为参观者提供了不少技术样本。样本中所表述的技术参数都十分优越。如精确度可达到±0.1,量程比达到几十比1等。对绝大多数厂家来说,公布的这些参数是在试验室中测试取得的,确有一定依据,而不是无中生有。但试验的理想条件(如直管段长度,流动的稳定,介质的洁净,精密的仪器等)在现场都无法满足,所以对样本中所表述的技术参数只能说在理想条件下可能达到而实际运用中很难达到。
当然还有些我们不愿看到的情况,极少数厂家为了商业宣传,毫无根据地夸大仪表的技术指标,如某厂家说其均速管精确度可达到±0.5,还强调是某外国公司制造,这样的指标即使在试验室条件下也是很难达到,显然是对用户的误导了。厂家宣传自已的产品,技术指标应实事求是,过于夸大其词,将适得其反,以企业的诚信为代价,是得不偿失的。
3.3多而庸不如少而精
回顾此次展会,初步印象是创新产品不多,国内与国外厂家相比尚有差距,不仅表现在产品的创新与技术水平上,还表现在经营理念上。
国外厂家除少数确有实力的跨国公司如西门子、ABB、E H外,大多数公司的产品都少而精,很注意品牌效应。如美国GE公司重点产品是气体超声波流量计;美国AM公司重点在大管道气体流量检测,为此占有美国火电90以上的市场;日本奥巴尔重点在科氏及容积式上;瑞士迪格曼莎重点在微小流量计量上。而在较单一的产品上又重视针对用户不同的需求开发了多种型号;当然我国的北京空港北光仪表公司也是这种少而精的经营理念,重点推出多种型号的金属转子流量计。
我国不少流量厂家在经营理念上过于重视市场份额,哪种产品热销就挤进去生产哪种产品,近两年内锥、电磁生产厂家之多,很说明这个问题。产品的多而庸不利于技术的积累、人材的培养及产品的创新,希望我国流量厂家审时度势、有所为有所不为,要根据自身的特点、技术发展趋势、市场的发展潜力,而不是市场的热点来决定产品的开发与生产。