某項目粉煤鎖斗工藝介質(zhì)為干粉煤，輸送氣體介質(zhì)為二氧化碳，標準狀態(tài)下的密度為1.96kg·m-3，管道公稱通徑為DN150，鎖斗的操作壓力變化范圍為0.11~4.91MPa允許壓損為20kPa，操作溫度為80℃。粉煤鎖斗升壓采用流量計的具體工藝操作參數(shù)見表2所列。

根據(jù)上述參數(shù)，標準狀態(tài)下量程比為57：1，工作狀態(tài)下量程比為2.1：1。如果按照流量計推薦量程比選型，在標準狀態(tài)下僅有科里奧利質(zhì)量流量計和超聲波流量計可用；在工作狀態(tài)下，所有類型流量計均可用。量程比的兩種不同的理解導致了不同的選型結(jié)果。本文針對表2涉及的工況，討論渦街流量計和差壓流量計的選型。

渦街流量計利用卡門渦街原理，在流體中安放旋渦發(fā)生體，流體在旋渦發(fā)生體下游兩側(cè)交替地分離釋放出兩列有規(guī)律的交錯排列的旋渦，在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，該旋渦的頻率與旋渦發(fā)生體的幾何尺寸、管道的幾何尺寸有關(guān)，旋渦的頻率與流量成正比，該頻率可由探頭檢出。計算公式如式（1）所示。

由式（1）可知，f與u-成線性關(guān)系，即渦街流量計的量程比與流經(jīng)流量計的操作工況下的流量成線性關(guān)系，與標況流量無關(guān)。渦街流量計的最小可測流量取決于雷諾數(shù)和傳感器靈敏度，最大可測流量取決于制造廠家允許的最大流速。表2中，流量計操作工況下的的量程比為2.1：1，處于渦街流量計的推薦量程比范圍5：1~40：1內(nèi)，初步判定可以選用渦街流量計。

因表2中的兩種工況的操作壓力相差比較大，不能采用常規(guī)思路進行計算。渦街流量計（FT001）調(diào)整后的計算思路為：按照最大流量工況確定初步的流量計口徑；核算最小流量工況是否在確定口徑的渦街流量計能夠保證精度的測量范圍內(nèi)。對FT001最大流量工況進行計算。根據(jù)計算結(jié)果，該流量計口徑初步確定為DN150。在最大流量工況下，其滿足1%精度的標準狀態(tài)下測量范圍6251.438~166705.041m3/h。對FT001最小流量工況進行核算。在最小流量工況下，其滿足1%精度的標準狀態(tài)下測量范圍275.28~7029.473m3/h。FT001標準狀態(tài)下最小流量400m3/h在測量范圍內(nèi)。FT001的口徑確定為DN150時，能夠同時滿足最大流量和最小流量兩種工況。

差壓流量計是以伯努利方程和流動連續(xù)性方程為依據(jù)，當被測介質(zhì)流經(jīng)差壓件時，在其兩側(cè)產(chǎn)生差壓，通過測量差壓確定流體的流量。差壓流量計主要由：節(jié)流式或非節(jié)流式差壓件、差壓變送器和流量積算儀組成。質(zhì)量流量與差壓的計算公式如式（2）所示，體積流量與差壓的計算公式如式（3）所示：

對于已經(jīng)確定的節(jié)流裝置，C，d，β，ε為確定值，公式（3）可轉(zhuǎn)換為：

由上述分析可以看出，標準孔板作為一種節(jié)流式差壓件，要保證在某個精度范圍內(nèi)測量流量就需滿足2個條件：

標準孔板可測的最大流量是刻度流量，可測的最小流量取決于標準的極限最小雷諾數(shù)。標準孔板的極限最小雷諾數(shù)與取壓方式、開孔直徑比有關(guān)。對于法蘭取壓的標準孔板，管道雷諾數(shù)ReD不小于5000且不小于170×β2×Ｄ。

標準孔板兩種工況下的差壓比值可由公式（3）計算，兩種工況的差壓比值為2555924482×3.1988.43≈117，該值大于當前主流智能差壓變送器的量程比100：1，智能差壓變送器測量下限限制了流量測量準確性。標準孔板（FE001）可配置A，B兩臺差壓變送器，采用差壓／流量接力的方法進行測量。差壓變送器Ａ檢測大量程差壓信號，差壓變送器Ｂ檢測小量程差壓信號，兩臺變送器同時工作，信號送入流量計算儀或用戶系統(tǒng)中使其相互協(xié)調(diào)工作。在小流量時采用低量程差壓變送器的輸出作為測量數(shù)據(jù)；當流量超過低量程范圍時，由系統(tǒng)切換采用差壓變送器Ａ輸出作為測量數(shù)據(jù)，如此就用兩臺變送器接力方法實現(xiàn)了寬量程的流量測量。

標準孔板和渦街流量計采用同樣的計算思路，首先按照最大流量工況初定標準孔板的開孔直徑，然后核算確定開孔直徑的標準孔板在最小流量工況下的測量范圍是否包括最小流量。

FE001最大流量工況的計算結(jié)果：標準狀態(tài)下的刻度流量為28000m3/h，對應的刻度差壓為45kPa，β為0.67803，管道極限最小雷諾數(shù)為11673，對應的最小流量為47.95m3/h，量程比約為580：1，標準狀態(tài)下的最大流量25559m3/h對應的差壓值為37.447kPa。

FE001最小流量工況的計算結(jié)果：標準狀態(tài)下刻度流量為4949.45m3/h，對應的刻度差壓為45kPa，β為0.67803，管道極限最小雷諾數(shù)為11673，對應標準狀態(tài)下最小流量為43.849m3/h，量程比約為112：1，標準狀態(tài)下最小流量448m3/h對應的差壓值為0.309kPa。

FE001在最大流量和最小流量兩種工況下的不確定度（不考慮差壓變送器）不大于0.87%，其量程比遠大于其推薦量程比3：1，但因標準狀態(tài)下最小流量448m3/h對應的差壓太小，僅有0.309kPa，其對應的不確定度（考慮差壓變送器）已升高至5%，所以差壓流量計的量程比一般不受標準孔板影響，主要受差壓變送器測量下限的限制。

因粉煤鎖斗升壓流量計兩種工況中壓力變化比較大，為提高儀表測量精度，需要對測量結(jié)果進行修正。

測量氣體時，渦街流量計工作狀態(tài)下測量修正計算如式（5）所示：

因兩種工況中溫度不變，渦街流量計測量結(jié)果僅考慮壓力和氣體壓縮系數(shù)的修正系數(shù)即可。

因粉煤鎖斗升壓流量計兩種工況中溫度不變，而壓力改變時，同時影響ρ，Z，Ｃ，ε，差壓流量計工作狀態(tài)下測量修正計算如式（6）所示：

測量修正一般有以下兩種實現(xiàn)方式。

方式一：當現(xiàn)場儀表有內(nèi)置壓力時，儀表根據(jù)所測壓力由儀表內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)庫自動計算體積流量和質(zhì)量流量。

方式二：采用智能流量計算儀或DCS。將現(xiàn)場儀表所測工況體積流量和溫度及壓力變送器所測信號傳到流量計算儀或DCS，由智能流量計算儀或DCS進行補償運算，可以輸出質(zhì)量流量、標準體積流量等。DCS一般完成比較簡單的補償計算，智能流量計算儀完成比較復雜且計算速度要求比較高的補償計算。

渦街流量計一般采用方式一實現(xiàn)測量修正，其儀表表頭指示和DCS指示能夠保持一致。標準孔板一般采用方式二實現(xiàn)測量修正，但差壓變送器測量修正前的指示與智能流量計算儀或DCS相差較大，沒有參考意義。

利用量程比初步確定流量計類型時，渦街流量計以操作流量為主，差壓流量計以差壓變送器量程比為主。對于大量程比的流量儀表選型，應仔細分析常用流量計的測量原理并識別影響量程比的關(guān)鍵參數(shù)。當常用流量計的量程比不能滿足要求時，應考慮是否存在擴展量程比的成熟方案。