發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，能源計量是的基礎(chǔ)，但是冶金企業(yè)能源計量存在很多難題，尤其是煤氣系統(tǒng)管道直徑大、介質(zhì)臟污，受工藝環(huán)境和工藝技術(shù)影響很難滿足檢測要求，嚴重影響檢測裝置的計量準確性。如何解決煤氣系統(tǒng)的計量問題，一直困擾著冶金企業(yè)。塔形流量計是近幾年才出現(xiàn)的一種新型流量計，與孔板相比，塔形流量計有著的優(yōu)勢。
一、塔形流量計的結(jié)構(gòu)及其工作原理
1. 塔形流量計的結(jié)構(gòu)
塔形流量計本身是一個整體結(jié)構(gòu)，無可動部件，如圖1所示。
2. 工作原理
塔形流量計是一種節(jié)流式差壓流量計，遵循封閉管道中流體質(zhì)量守恒（連續(xù)性方程）和能量守恒（伯努利方程）定律。
標準節(jié)流件普遍適用的流量方程為
塔形流量計采用等效的開孔直徑dv（錐形體截面圓的直徑）代替了標準節(jié)流件的開孔直徑d。同時采用一個等效βv取代β，即
所以，塔形流量計的實用流量方程為
式（4）、（5）和式（1）、（2）實質(zhì)是相同的，只是用等效的D2、βv2替換d2。
式中：qm、qv―――質(zhì)量流量，kg/s、體積流量，m3/s；C―――流出系數(shù)；βv―――等效直徑比，
――錐形體截面圓的直徑，m；D―――測量管直徑，m；ε―――氣體可膨脹性系數(shù)（液體ε=1）；ΔP―――差壓，P
a；ρ―――流體工作密度，kg/m
3。
塔形流量計的可膨脹性系數(shù)為
式中：ΔP―――差壓；βv―――錐形體的等效直徑比；K―――可壓縮流體的等熵指數(shù)；P1―――節(jié)流件上游取壓孔處的壓力（單位與ΔP相同）。
二、塔形流量計的優(yōu)點
1.對流體有均速作用
流體在管道中流動時，當流體流動不受任何阻礙和干擾達到充分發(fā)展狀態(tài)時，其速度分別為：越靠近管道中心流速越快，在中心處達到；越靠近管壁流速越慢，在管壁處接近零。而塔形流量計由于錐形體處在管道中心，它直接把流體從高速流動的中心部位分開，使流速快的流體分別向四周流速慢的流體靠攏并拉動它們混合一起流動，這種快慢混合的結(jié)果是：原本流速快慢的差別消失了，流體變成了真正的均勻流動。流體流速被均勻化所帶來的好處是：測量信號真實反映了被測流體的實際值，并使得在低流速時流量計前后仍能產(chǎn)生足夠準確的差壓，隨著流速的降低，這種作用更加顯著，而傳統(tǒng)的差壓式儀表對這種情況可能早已不能測量了。
2. 具有很強的抗干擾能力
流體流動遇到阻擋物時會在其后部產(chǎn)生漩渦流，如渦街流量計就是基于這個原理工作的。同理，像孔板等節(jié)流件在管道中也是阻擋物，在其后部除了產(chǎn)生靜壓力差外必然也會產(chǎn)生漩渦流。然而，這個漩渦流對于渦街流量計來講是有用的信號，對于差壓式流量計卻是有害的干擾。因為這個干擾的存在會在節(jié)流件下游產(chǎn)生“信號跳動"現(xiàn)象，嚴重干擾了正常信號的測量。塔形的結(jié)構(gòu)是邊壁節(jié)流，節(jié)流件后部產(chǎn)生干擾流的分布是等量相反（對稱分布）而相互抵消，因此使干擾程度大大減輕。而孔板等傳統(tǒng)節(jié)流件是中心節(jié)流，產(chǎn)生的干擾流方向直接指向取壓口，嚴重干擾了測量信號，特別是小流量時干擾甚至大于測量信號而無法正常工作。經(jīng)過大量的試驗和科學(xué)檢測證明，孔板負壓端產(chǎn)生的是高幅度低頻率跳動，而塔形負壓端產(chǎn)生的是低幅度低頻率跳動。
3. 對流體的整流功能
絕大多數(shù)流量儀表要求足夠長的前后直管段，目的就是為了使流體流動狀態(tài)成為充分發(fā)展管流以復(fù)現(xiàn)實驗條件下的流動狀態(tài)。但是由于現(xiàn)場工藝條件復(fù)雜，如管道中有各種閥門、彎頭、縮徑、擴徑、泵等，使得儀表所需較長的直管段很難滿足，所測量誤差增大。因此，絕大多數(shù)流量儀表很難在不滿足直管段條件下取得準確的測量值。而塔形流量計由于其邊壁節(jié)流的特殊結(jié)構(gòu)，使得流體在遇到塔形節(jié)流件時，被強迫按照“管壁與節(jié)流件之間由寬變窄的狹長通道"內(nèi)流動，該通道可以等效為一個管式整流器，經(jīng)過這個通道后，各種干擾流的變化為：不規(guī)則流動―被迫在規(guī)定的通道流動―變成規(guī)則流動。因此，它能夠?qū)ι嫌翁幰蚋鞣N外界因素引起的不規(guī)則的流動畸變自動進行矯正整流，從而使到達測量區(qū)的流動形成規(guī)則的流動。因此只需極短的直管段就能取得準確的測量值，由此大大減輕了用戶的工作量和投資，這是大多數(shù)流量儀表所的。
4. 節(jié)流件耐磨損
節(jié)流式差壓儀表的測量準確度是靠它的“幾何尺寸"保證的，這一點塔形流量計和孔板是一樣的，但是由于孔板測量的關(guān)鍵部位易磨損，它的測量誤差隨著使用時間在緩慢變大，而從塔形流量計的節(jié)流結(jié)構(gòu)可以看出，其關(guān)鍵的節(jié)流邊緣是處在節(jié)流件后部的鈍角，并順著流體方向。當流體流過節(jié)流件表面和管壁間的通道時，會形成“邊界層效應(yīng)"，該效應(yīng)會使流體到達測量部位前，逐漸離開節(jié)流邊緣一個微小的距離，這樣就使得被測流體不與節(jié)流件關(guān)鍵部位接觸，不可能有磨損情況發(fā)生，其關(guān)鍵部位的幾何尺寸就能保持長期不變，因此能夠長期穩(wěn)定地工作。
5. 自清潔功能
測量臟污介質(zhì)時，由于流體在靠近管壁處的流速變慢極易使臟污物等沉積或附著在管壁上，對于孔板還會在前面堆積。當流體通過塔形流量計與管壁之間形成的由寬逐漸變窄的通路，它迫使流體流動速度加快，從而對管壁、節(jié)流件表面附件形成了吹掃沖刷作用，所有臟污不可能在這里停留或附著，所以不會產(chǎn)生臟污的積垢，更不存積垢死角。
三、塔形流量計的分類
目前，在生產(chǎn)應(yīng)用中主要有管段式和插入式兩種形式的塔形流量計。
管段式塔形流量計具有所需直管段短、測量準確度高等優(yōu)點，但是不能實現(xiàn)在線安裝，在連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)很難實現(xiàn)改造。插入式塔形流量計雖然能實現(xiàn)在線安裝，但是是以犧牲準確度和所需直管段較長為代價的。因此，在實際應(yīng)用中應(yīng)以實際情況酌情選擇使用。
四、塔形流量計在濟鋼煤氣計量中的應(yīng)用
濟鋼供濟南市民用焦爐煤氣計量現(xiàn)場直管段短、用量有峰谷，先后應(yīng)用過標準孔板和渦街流量計，但是這兩種檢測裝置都引起過計量異議。
塔形流量計于2007年3月開始在濟鋼外供煤氣計量中試驗應(yīng)用一臺塔形流量計，經(jīng)過一段時間運行，數(shù)據(jù)穩(wěn)定準確。8月拆下檢驗，無臟污介質(zhì)附著。2008年逐漸推廣應(yīng)用到其他的外供煤氣計量中，至今效果良好。圖2是外供煤氣開機量和儀表量之和的對比圖，可以看出兩者之間的運行趨勢一致，塔形流量計能滿足計量需求。
五、塔形流量計的應(yīng)用前景
在冶金企業(yè)計量中，因為受生產(chǎn)工藝、安裝條件和檢測介質(zhì)的影響，很多檢測點難以找到適合的檢測裝置，塔形流量計的出現(xiàn)為工業(yè)計量開辟了新的領(lǐng)域。
