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发表于 2009/9/21 16:56:22

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标签: 流量仪表

关于开发流量仪表的建议

        一、国内外流量仪表市场概况
        近10年来,尽管全球经济不太景气,但因市场贸易核算、流程工业、市政工程---- 等的发展,流量仪表仍呈现良好的发展势头。据‘flow research’报告估计自2002年到2007年CAGR为2.6%,从31亿美元到35亿多美元以上,其中传统仪表(差压、浮子、容积、涡轮、等)2002年占53%约16.43亿美元,2007年为15.05亿美元,CAGR为-2.2%;而新技术仪表(超声、哥氏、电磁、涡街) 2002年占47%为14.57亿美元,2007年预计占57%达20.19亿美元。其中:
        电磁  CAGR 1.92%   2002年为5.9亿    2007年为6.49亿
        超声       10.4%         3.73亿           6.12亿 
        科氏       6.9%          3.72亿            5.19亿
        从以上统计的数字可看出,超声的发展势头最为强劲,科氏次之,电磁已是强弩之末了。根据‘Control Engineering'和锐德市场调查集团( Reed Reaseach  Group )联合对流量仪表的调查,市场销售台数排序为:电磁、质量(间接)、涡轮、孔板、科氏、容积、涡街、超声、均速管、文丘利、喷嘴、热式、环形孔板、明渠、弯管----。
        以上的排序是国外的市场调查,仅做参考,如将孔板、文丘利、喷嘴等都算为节流装置,其排序未必这么落后了。跟据我国行业协会的评估,我国市场排序为:差压、电磁、浮子、容积、涡街、质量、超声、涡轮---。国外油品计量习惯用涡轮,而我国多用容积式,有较大地差别。因此要根据国情来选题,切勿人云亦云。该会估算在2003~2004年我国流量仪表年销售量大致为:差压20万台、容积6万台、电磁5万台、涡轮3.5万台、浮子(金属)1.2万台、质量1万台、超声3千台。实际上近十多年以来国内经济CAGR都在10%以上,项目很多,所须流量仪表应不止这个数字,主要是70%以上都选了国外产品,也不仅是技术问题,原因多多,这里就不必去讨论了。
        二、值得关注的几种流量仪表
        1 气体超声波流量计
        从会展及媒体介绍了解,当前发展速度最快,即最有开发潜力的流量仪表依次为:超声、科式、电磁。而气体超声问世不到10年(国内仅2年),由于能源结构的变化,天燃气比重加大,我国又是富气贫油,在贸易结算上国内倾向弃孔板用超声。我国西气东输工程上用了几十台,都是国外产品,如:Instromet(荷兰)、Daniel(美国),其他还有不少国外公司垂涎中国的市场,如:Krohne(德国)、Controlotron(美国)、韩国昌民----等都准备进入我国市场。我国已有厂家进入这个领域。如上海宝音、天津亿环、唐山美伦。上海宝音进入市场已2~3年,主要用于钢铁、冶金行业。褒贬均有,其他还处于样机阶段,与国外相比还有较大差距,都未进入具有市场巨大潜力的天然气开发、储运、贸易核算领域。气体超声波流量计的优点很多,如精确度高(+0.5%),量程比大(300:1),无压损,特别适用于大口径…….            多年来一直是国内外仪表界关注的热点,但困难较大在于其他的声阻比固、液要大得多,因此,用时差法超声波信号往返通过管道,不仅声噪比小,而且时差只有10 -9~~~10-12秒,要从中提取微弱的有用信号,并非举手之劳。
        2 新型差压式仪表
        国外报道,经典式差压仪表是负增长趋势,但是从国内市场来看仍居首位,具不完全统计,年销量约有20万台,其原因是①这种仪表比较可靠,适用于多种介质,可以承受恶劣的工况易为用户所接受。②设计院、用户较保守,不轻易采用新型仪表③国外厂商尚未进入这个领域,从化八院极力推荐泸天化一次订了几十多台楔形流量计,其实并非新形产品,早在上世纪80年代美国泰勒公司已有产品推向市场。
        可开发的新型差压仪表建议有以下几种:
        ①                内锥式流量计 上世纪80年代末,美国已有产品。主要特点:
        I  可用于脏污的二相流(液固、气固、气液)
        II 耐磨损,长期稳定性好。
        III ISO5167新标准要求节流装置前后直管长度达40D以上,内锥式要求仅数倍D。
        ②                 梭形流量计(专利) 内锥式存在三个问题,经过改进后的新产品,有以下三个特点:
        I   取压点合理 , 可获得较大的差压信号.
        II  力学结构合理 内锥式采取悬臂方式固定在管道上,易震动。,梭式采用三支点,受力均匀合理。
        III  压损较内锥式小
        已于2004年9月1日申请专利,在推行ISO5167新标准情况,有较大发展潜力。
        3、插入式流量计
        插入式是一种按安装方式分类的仪表。其特点是测管道中一点(或多点)流速以推算流量的仪表,可以有多种原理。具有成本低,安装维修方便、压损小等特点。在厉行节约的今天,特别适用于大口径管道流量测量。
        基本上有以下三种类型:
        ①、测点速   仅测管道中一点流速来推算流量,较多为插入式涡街、涡轮及双文丘利管。这种仪表精确度只可能达到 +3~~5%。不考虑开发此类仪表。
        ②、测线速  测管道中直径上多点(4~~8点)流速,平均后计算流量。从结构、测点、准确度等方面均优于测点速。国内目前不少工程较多采用。如西气东输干线上采用了50支(占总量52%),一台10万KW火电机组可用多达100支,很有发展潜力。国内市场近十年多为用美国威力巴(Verbar),占70%以上。其实威力巴的附面层效果宣传言过其实,已撰文批判,目前帮天津推出的国产PROBAR在日益为用户所接受,2005年3月已售出100多台。
        ③、均速环流量计  分析了均速管问世三十年以来存在了以下三个问题
        I  准确度低 仅测直径上几点流速,未考虑管内径的影响。
        II   输出差压低  测大口径气体流量往往输出差压不到100Pa
        III   针对以上三个问题设计了均速环流量计(已于2004年9月1日申报专利)
        4、湿气流量计
        ① 背景
        随着我国国民经济的飞速发展,对能源的需求日益增大,而在能源结构上,我国是缺油、富煤、多气,而天然气又是一种清洁能源,在四川新发现的川东普光气田预储藏量达1143.63亿m 3,仅次于克拉玛依。整个四川都有气田,储量估计为7.18万亿m 3,占全国的60%。全国目前估计储量达11.5万亿m 3。随着技术的进步,可探明的储量还可能增加。21世纪在我国能源结构上将是天然气开采、生产、储运为重点,已是不争的事实。
        在天然气的开采中,气井出来的天然气将含有不少液体甚至泥沙,多相流的流量测量在我国还处于空白,没有产品问世。而从生产、储运、贸易结算等多项环节中,必须测出气体中的液体含量,这种含量可以从百分之几到百分之几十。不将这部分液体含量除去,生产将是一笔糊涂账,难以管理,更难以进行贸易结算。
        过去是采用物理方法,采用分离器利用气、液、固的比重不用,将液、固体除去后再进行气体流量测量。而分离器体积过于庞大笨重,在不少地方(如海上平台)难以采用,价格比较贵,目前通用的方法是采用文氏湿气流量计。
        ②    原理
        近二、三十年以来,不少学者对双相流的研究、测试得出了不公式。根据这些公式有可能对双相流(气液)进行测量,气体流量的精确度可达+3%以内,当液体含量低于10%时,液体流量准确度可达+5%;液体含量高于20%,其流量准确度可达+10%。
        根据我国林宗虎教授的研究,利用孔板及文丘利均可测气液二相流。
        如将孔板及文丘利管串联在同一管道上,根据流体连续定理流量应相等,干度X也应相等,而二种仪表所测的差压△PTP1及△PTP2是不相等的,联立解上面两个方程就可得到Q及X值。
        原理比较简单,但要注意①②公式中的二个系数θ0及θv分别是孔板及文丘利管的修正系数,它们将从大量大实验才可能得到。这应是研制这种仪表的难点所在。
        ③    市场分析
        根据2002年8月克拉玛依气田、英国solartron公司的报价,一台14’’(∮350)Dualstream MK1型的湿气流量计报价为14.4万英镑,再加上设计文件费、包装检验费计1850英镑,总计为14.585万英镑。按当前人民币与英镑的比价1:15.89,一台需人民币2317556元。如按不同口径每台均价位150万人民币计算,全国需1000台,采用国外产品将需15亿人民币。
        据了解国内已有高校(天津大学、浙江大学、西安交大等)进行研制,并得到国家研发基金,但均处于实验阶段,无商品出售。国内厂家估计国产湿气流量计一台成本可控制在两万元人民币以内,巨大的市场需求及利润空间。建议作为首选研制仪表。

系统分类: PLC与PAC   |   用户分类: 无分类   |   来源: 无分类

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