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國外市場
據(jù)Flowresearch的網(wǎng)絡(luò)調(diào)查,近5年經(jīng)濟普遍不太景氣的形勢下,流量儀表世界市場年均增長率(CAGR)仍達到了2.6%,銷售額從2002年的31億美元增長到2007年的35億美元,其中傳統(tǒng)儀表(節(jié)流、容積、渦輪、轉(zhuǎn)子流量計等)為負增長,CAGR為-2.2%,從2002年的16.43億美元(占總量53%)降至2007年的15.05億美元(占43%);而新型儀表(電磁、超聲、科氏流量計等)年增長率平均達6.2%,自2002年的14.57億美元增至2007年的20.19億美元,其中,電磁、超聲、科氏流量計的年增長率及銷售額見表1。電磁流量計的CAGR不到2%,因
國內(nèi)市場
據(jù)統(tǒng)計,2005年在國內(nèi)自動化儀表市場中,年銷售流量儀表達23億元人民幣;壓力變送器約18億元(其中約5億元左右的差壓變送器是與差壓流量計配套的);溫度儀表12億元;物位、液位儀表10億元。從流量儀表的類型來看,由于節(jié)流裝置較為笨重,技術(shù)含量相對較低,國外廠商基本未涉足這類產(chǎn)品的中國市場,我國工程中選用這類儀表也主要立足于國內(nèi)產(chǎn)品,年銷售量不少于20萬臺,約6億元人民幣以上。
我國研制、開發(fā)流量儀表的力度與國外有較大差距,多滿足于仿制,這個問題可以從儀器儀表展會MICONEX2006,略見端倪。參加這次展會中外廠商共展出10余種原理的流量儀表共297臺次,按展出的頻率數(shù)列于表2。從表2可知,在所分類的16項中,展出前6項展品的廠家共204家占總數(shù)69%,說明它們是當前中外儀表廠家所關(guān)注的熱點,而其中科氏流量計,國外參展有17家占總數(shù)68%,國內(nèi)僅8家,是否說明對這種準確計量質(zhì)量流量的儀表,國內(nèi)是否重視不足;而內(nèi)錐流量計,國內(nèi)參展達30家占總數(shù)91%;國外僅3家,國內(nèi)市場又是否過熱?
表2還反映了以下一些情況:
■ 電磁流量計仍是流量儀表中的熱點,居于*。我國各大儀表廠(上海光華、威爾泰、開封儀表,重慶川儀)都將其列為主要產(chǎn)品。據(jù)美國ARC咨詢公司評估,中國近年由于特別重視環(huán)境保護,依靠上水/下水,冶金、礦山、紙漿、制藥業(yè)的高速發(fā)展,今后5年,電磁流量計在我國CAGR將達到10.7%,預(yù)計從2003年的3.8億增至2008年的6.4億人民幣。
■ 超聲的優(yōu)點較多,既準確、壓損又小,特別適宜貴重流體的貿(mào)易計量,國內(nèi)外都較重視,只是國內(nèi)展品多為測液體的,測氣體的雖也有幾家,應(yīng)用于現(xiàn)場、特別是用于貿(mào)易結(jié)算尚存在一些問題。
■ 熱電式的展品也較多,由于它可以測質(zhì)量流量,且靈敏度較高,受到業(yè)內(nèi)的重視,但它的插入式形式只能測干燥,純潔的氣體,準確度也不是廠家所宣傳的那么高,距實用尚待時日?!?/p>
發(fā)展趨勢
結(jié)構(gòu)日趨簡潔、輕便
早期流量儀表為純機械就地顯示,如容積式流量計。不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重,重量/口徑比很大;且其中的轉(zhuǎn)動件因磨損需經(jīng)常維修。隨著工業(yè)管道口徑日益增大,插入式儀表以其結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、拆裝簡便,日益受到用戶青睞,而近十年發(fā)展zui快的電磁、超聲流量儀表,管道中更是沒有任何轉(zhuǎn)動件、阻力件,結(jié)構(gòu)更為簡潔,且壓損小,準確度高,是zui有發(fā)展?jié)摿Φ牧髁績x表。
功能力求完善、多樣
早期流量儀表為就地顯示(如容積、轉(zhuǎn)子),隨著工業(yè)水平的不斷提高,已不能適應(yīng)工藝要求數(shù)十臺儀表集中顯示、調(diào)節(jié)、控制。有必要將傳感器(也稱一次表,如孔板、噴嘴、內(nèi)錐)與變送器(也稱二次表)分離開。并將流量參數(shù)轉(zhuǎn)換為電參數(shù),遠傳至*控制室。隨著工業(yè)規(guī)模再擴大
,模擬信號已無法適應(yīng),輸出信號需轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,以適應(yīng)現(xiàn)場總線系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)的要求。
為增加儀表的可靠性,不少儀表已增加多達10余種自診斷功能。如KROHNE公司推出的Optiflux電磁流量計,可自診斷如氣泡、電極腐蝕、積垢、電極短路、流體導(dǎo)電率、非滿管、襯里損壞、外部磁場等多方面的儀表狀況。
儀表功能的多樣化也是一種發(fā)展趨勢,如超聲除測流量外,還可測流體成分,聲速;科氏除測流量外,還可測流體密度。
準確度日益提高
隨著貿(mào)易化,經(jīng)濟市場化,貿(mào)易雙方都要求計量儀表日益準確,以減小經(jīng)濟上的損失,為此,采取了不少措施,如:
■ ISO5167新標準的公布普遍加長了節(jié)流裝置前直管段長度,以確保儀表處于充分發(fā)展紊流中,其目的仍在于提高這類儀表的準確度。
■ 超聲波流量計已成為貿(mào)易核算較理想的流量儀表,它也有前直管要求,如達不到可采取多通道以充分掃描管內(nèi)流速分布,以提高準確度。
■ 插入式流量儀表,以測線速為代表的均速管、或熱式;僅測管道直徑上多點流速,當直管段較短時,準確度往往低于±3%,為改善這一狀況可采取了在同一截面插入兩支
安裝力求簡便
在管道口徑隨工程日益增大情況下,流量儀表的安裝、維護應(yīng)力求簡便,且不影響工藝流程的正常運行,如:
■ 插入式
這類儀表有插入式渦街、渦輪;電磁;均速管;熱式等,僅需在管道上焊一個不大的接頭,且可不斷流進行裝卸,十分方便。但這類儀表準確度僅±2%~5%,一般不適用于貿(mào)易核算。
■ 外夾式
無需在管道上進行加工,只需將換能器夾裝在管道外壁,較插入式安裝更為簡便,目前已有商品出售的有GE公司(美)推出的CTF878氣體超聲波流量計及CONTROLOTRON公司(美)推出的1010DV氣體超聲波流量計。準確度目前可達到±2%。
量程日益增大
長期以來,占流量儀表60%~70%的差壓式儀表量程比只能達到3:1;渦輪、渦街、轉(zhuǎn)子、容積這類儀表量程比可達10:1,仍難以滿足用戶的需求。過去常采用并聯(lián)多臺儀表來解決,實屬無奈之舉。隨著近年來微電子計算機技術(shù)的發(fā)展,采取智能式差壓變送器,即可解決差壓式流量儀表量程比小的問題。而電磁、超聲、科氏由于原理的*,量程比達幾十比一,則輕而易舉。
多相流迫切有待解決
國內(nèi)外對多相流流量儀表的研發(fā)已進行不少于二、三十年,已處于工業(yè)試用階段,十分成熟的產(chǎn)品還不多,歸納起來,多采用以下三種方法:
■ 將兩臺單相流量儀表,串聯(lián)組合,各自輸出為S1、S2,而S1=f1(qmx); S2=f2(qmx)(qm為流量,x為分相率)。解兩個方程式,即可知qm、x。
■ 采用現(xiàn)代新技術(shù),如γ射線、微波、核磁共振、全息技術(shù)、示蹤法、過程層析成象技術(shù)等。
■ 軟測量方法。基于成熟的傳感器硬件,以計算機技術(shù)為平臺,通過軟測量模型運算處理來完成。
目前進入實用階段的有德國SWR公司的微波氣固兩相流量計;英國SOLARTRON公司推出的DUALSTREAM MK1氣液兩相流量計;美國MALFI-FIAID公司開發(fā)的LP多相流量計等。我國也積極開展研發(fā),多在高校進行,處于樣機階段。
直管段長度力求減小
10余種原理的流量儀表除容積式、科氏、轉(zhuǎn)子流量計外,都是速度型,要求通過儀表的管內(nèi)流速分布應(yīng)為充分發(fā)展紊流。為此,儀表前應(yīng)具有較長的直管段,一般為十幾至幾十倍管徑長度。如占流量儀表市場一半以上的節(jié)流裝置,根據(jù)ISO5167標準,為保證必要的準確度,直管將達40D。在管徑日益增大的情況下,這個要求很不現(xiàn)實難以實現(xiàn)。因此,近年來一種以環(huán)形通道為特點的節(jié)流裝置(環(huán)孔、內(nèi)錐、槽道、梭式流量計)應(yīng)運而生,這類儀表不僅仍具有節(jié)流裝置可承受惡劣工況的特點,而因其環(huán)形通道具有整流作用,其所需直管段僅幾倍管徑,倍受用戶歡迎。
顯示逐步數(shù)字化
流量儀表的輸出顯示,從表盤指針顯示至通過變送器將流量值轉(zhuǎn)換為標準的模擬電信號(0~10V或4~20mA),可進行遠距傳送至*測控室顯示或打印。而為了適應(yīng)當今大型工程,傳送距離要求達到數(shù)公里以上,模擬量的傳送已不能適應(yīng)要求,則需要通過HART協(xié)議,將標準電模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以適應(yīng)現(xiàn)場總線與遠距離通訊的需求。通過RS232/RS485通訊轉(zhuǎn)換器,連接HART協(xié)議轉(zhuǎn)換器與PC機通訊口相連接,可使通訊距離達數(shù)公里,其中RS232通訊距離約2公里,而RS485加一個中繼器,可使通訊距離達到10公里。
校驗力爭干標
流量是一個推導(dǎo)量,由一些基本參數(shù)(長度、質(zhì)量、時間)組成;同時它又是一個動態(tài)量,只有流體運動時才產(chǎn)生流量,因此,它又與流動的狀態(tài)密切相關(guān)。影響流量大小的因素很多,有些因素如流速,管徑的影響可以通過函數(shù)確定;還有不少因素難以確定,需要用流量系數(shù)C予以涵蓋來修正儀表所測的流量值,流量系數(shù)C對當前絕大多數(shù)流量儀表來說,必須通過校驗裝置。幾十年來,流量儀表都難避開這一繁瑣的校驗程序,必須建立龐大昂貴的校驗裝置。
但是,現(xiàn)在有些儀表(如孔板、超聲波流量計)已可避開實校而通過干標得到流量系數(shù),準確度也可控制在應(yīng)用可接受的程度。所謂干標,即嚴格控制制造的幾何尺寸。通過一定的標準,可以得到流量系數(shù),但欲達到這個目的,還是要通過大量的校驗,積累數(shù)以萬計的數(shù)據(jù);歸納整理才有可能。不少儀表如渦街,均速管等為省略校驗程序,也積極向干標目標努力。要使某一種儀表達到干標的目的,應(yīng)該由行業(yè)協(xié)會組織進行,才可能得到業(yè)內(nèi)的認同。
壓損力求減小
當流體流過流量儀表時,由于儀表中存在運動件、阻力件,會產(chǎn)生一些
相關(guān)產(chǎn)品
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