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關于開發流量儀表的建議
更新時間:2010-11-08   點擊次數:2140次

一、國內外流量儀表市場概況
        10年來,盡管經濟不太景氣,但因市場貿易核算、流程工業、市政工程---- 等的發展,流量儀表仍呈現良好的發展勢頭。據‘flow research’報告估計自2002年到2007CAGR2.6%,從31億美元到35億多美元以上,其中傳統儀表(差壓、浮子、容積、渦輪、等)2002年占53%16.43億美元,2007年為15.05億美元,CAGR-2.2%;而新技術儀表(超聲、哥氏、電磁、渦街) 2002年占47%14.57億美元,2007年預計占57%20.19億美元。其中:
        
電磁  CAGR 1.92%   2002年為5.9    2007年為6.49
        
超聲       10.4%         3.73           6.12 
        
科氏       6.9%          3.72            5.19
        
從以上統計的數字可看出,超聲的發展勢頭zui為強勁,科氏次之,電磁已是強弩之末了。根據‘Control Engineering'和銳德市場調查集團( Reed Reaseach  Group )聯合對流量儀表的調查,市場銷售臺數排序為:電磁、質量(間接)、渦輪、孔板、科氏、容積、渦街、超聲、均速管、文丘利、噴嘴、熱式、環形孔板、明渠、彎管----
        
以上的排序是國外的市場調查,僅做參考,如將孔板、文丘利、噴嘴等都算為節流裝置,其排序未必這么落后了。跟據我國行業協會的評估,我國市場排序為:差壓、電磁、浮子、容積、渦街、質量、超聲、渦輪---。國外油品計量習慣用渦輪,而我國多用容積式,有較大地差別。因此要根據國情來選題,切勿人云亦云。該會估算在2003~2004年我國流量儀表年銷售量大致為:差壓20萬臺、容積6萬臺、電磁5萬臺、渦輪3.5萬臺、浮子(金屬)1.2萬臺、質量1萬臺、超聲3千臺。實際上近十多年以來國內經濟CAGR都在10%以上,項目很多,所須流量儀表應不止這個數字,主要是70%以上都選了國外產品,也不僅是技術問題,原因多多,這里就不必去討論了。

        二、值得關注的幾種流量儀表
        1 氣體超聲波流量計

        從會展及媒體介紹了解,當前發展速度zui快,即zui有開發潛力的流量儀表依次為:超聲、科式、電磁。而氣體超聲問世不到10年(國內僅2年),由于能源結構的變化,天燃氣比重加大,我國又是富氣貧油,在貿易結算上國內傾向棄孔板用超聲。我國西氣東輸工程上用了幾十臺,都是國外產品,如:Instromet(荷蘭)、Daniel(美國),其他還有不少國外公司垂涎中國的市場,如:Krohne(德國)、Controlotron(美國)、韓國昌民----等都準備進入我國市場。我國已有廠家進入這個領域。如上海寶音、天津億環、唐山美倫。上海寶音進入市場已2~3年,主要用于鋼鐵、冶金行業。褒貶均有,其他還處于樣機階段,與國外相比還有較大差距,都未進入具有市場巨大潛力的天然氣開發、儲運、貿易核算領域。氣體超聲波流量計的優點很多,如度高(+0.5%),量程比大(3001),無壓損,特別適用于大口徑…….            多年來一直是國內外儀表界關注的熱點,但困難較大在于其他的聲阻比固、液要大得多,因此,用時差法超聲波信號往返通過管道,不僅聲噪比小,而且時差只有10 -9~~~10-12秒,要從中提取微弱的有用信號,并非舉手之勞。
        2
新型差壓式儀表
        
國外報道,經典式差壓儀表是負增長趨勢,但是從國內市場來看仍居*,具不*統計,年銷量約有20萬臺,其原因是這種儀表比較可靠,適用于多種介質,可以承受惡劣的工況易為用戶所接受。設計院、用戶較保守,不輕易采用新型儀表國外廠商尚未進入這個領域,從化八院極力推薦瀘天化一次訂了幾十多臺楔形流量計,其實并非新形產品,早在上世紀80年代美國泰勒公司已有產品推向市場。
        
可開發的新型差壓儀表建議有以下幾種:
        
                內錐式流量計上世紀80年代末,美國已有產品。主要特點:
        I 
可用于臟污的二相流(液固、氣固、氣液)
        II
耐磨損,長期穩定性好。
        III ISO5167
新標準要求節流裝置前后直管長度達40D以上,內錐式要求僅數倍D
        
                 梭形流量計()內錐式存在三個問題,經過改進后的新產品,有以下三個特點:

    I   取壓點合理 , 可獲得較大的差壓信號.
        II 
力學結構合理 內錐式采取懸臂方式固定在管道上,易震動。,梭式采用三支點,受力均勻合理。
        III 
壓損較內錐式小
        
已于200491申請,在推行ISO5167新標準情況,有較大發展潛力。
        3
、插入式流量計
        
插入式是一種按安裝方式分類的儀表。其特點是測管道中一點(或多點)流速以推算流量的儀表,可以有多種原理。具有成本低,安裝維修方便、壓損小等特點。在厲行節約的今天,特別適用于大口徑管道流量測量。
        
基本上有以下三種類型:
        
、測點速   僅測管道中一點流速來推算流量,較多為插入式渦街、渦輪及雙文丘利管。這種儀表度只可能達到 +3~~5%。不考慮開發此類儀表。
        
、測線速  測管道中直徑上多點(4~~8點)流速,平均后計算流量。從結構、測點、準確度等方面均優于測點速。國內目前不少工程較多采用。如西氣東輸干線上采用了50支(占總量52%,一臺10KW火電機組可用多達100支,很有發展潛力。國內市場近十年多為用美國威力巴(Verbar,70%以上。其實威力巴的附面層效果宣傳言過其實,已撰文批判,目前幫天津推出的國產PROBAR在日益為用戶所接受,20053月已售出100多臺。
        
、均速環流量計  分析了均速管問世三十年以來存在了以下三個問題
        I 
準確度低 僅測直徑上幾點流速,未考慮管內徑的影響。
        II  
輸出差壓低  測大口徑氣體流量往往輸出差壓不到100Pa
        III  
針對以上三個問題設計了均速環流量計(已于200491申報)
        4
、濕氣流量計
        
背景
        
隨著我國國民經濟的飛速發展,對能源的需求日益增大,而在能源結構上,我國是缺油、富煤、多氣,而天然氣又是一種清潔能源,在四川新發現的川東普光氣田預儲藏量達1143.63m 3,僅次于克拉瑪依。整個四川都有氣田,儲量估計為7.18萬億m 3,占全國的60%。全國目前估計儲量達11.5萬億m 3。隨著技術的進步,可探明的儲量還可能增加。21世紀在我國能源結構上將是天然氣開采、生產、儲運為重點,已是不爭的事實。
        
在天然氣的開采中,氣井出來的天然氣將含有不少液體甚至泥沙,多相流的流量測量在我國還處于空白,沒有產品問世。而從生產、儲運、貿易結算等多項環節中,必須測出氣體中的液體含量,這種含量可以從百分之幾到百分之幾十。不將這部分液體含量除去,生產將是一筆糊涂賬,難以管理,更難以進行貿易結算。
        
過去是采用物理方法,采用分離器利用氣、液、固的比重不用,將液、固體除去后再進行氣體流量測量。而分離器體積過于龐大笨重,在不少地方(如海上平臺)難以采用,價格比較貴,目前通用的方法是采用文氏濕氣流量計。
        
    原理
        
近二、三十年以來,不少學者對雙相流的研究、測試得出了不公式。根據這些公式有可能對雙相流(氣液)進行測量,氣體流量的度可達+3%以內,當液體含量低于10%時,液體流量準確度可達+5%;液體含量高于20%,其流量準確度可達+10%
        
根據我國林宗虎教授的研究,利用孔板及文丘利均可測氣液二相流。
        
如將孔板及文丘利管串聯在同一管道上,根據流體連續定理流量應相等,干度X也應相等,而二種儀表所測的差壓PTP1PTP2是不相等的,聯立解上面兩個方程就可得到QX值。
        
原理比較簡單,但要注意①②公式中的二個系數θ0θv分別是孔板及文丘利管的修正系數,它們將從大量大實驗才可能得到。這應是研制這種儀表的難點所在。
        
    市場分析
        
根據20028月克拉瑪依氣田、英國solartron公司的報價,一臺14’350Dualstream MK1型的濕氣流量計報價為14.4萬英鎊,再加上設計文件費、包裝檢驗費計1850英鎊,總計為14.585萬英鎊。按當前人民幣與英鎊的比價115.89,一臺需人民幣2317556元。如按不同口徑每臺均價位150萬人民幣計算,全國需1000臺,采用國外產品將需15億人民幣。

        據了解國內已有高校(天津大學、浙江大學、西安交大等)進行研制,并得到國家研發基金,但均處于實驗階段,無商品出售。國內廠家估計國產濕氣流量計一臺成本可控制在兩萬元人民幣以內,巨大的市場需求及利潤空間。建議作為研制儀表。


 

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