托尔巴流量计作为一种高精度免维护计量装置，可克服孔板、V锥、热式、平衡、均速管巴类等流量计的缺点，保证气体流量的正常准确测量。托尔巴流量计是根据国际标准 ISO3966《封闭管道中流体流量的测量—采用皮托静压管的速度面积法》设计的一种节能型差压式流量计，其测量原理和皮托管测量原理相同，即提取流速再换算成流体体积流量与质量流量的差压式流量计。
【托尔巴流量计】性能指标
测量类型：差压、静压、过程温度
测量精度：高达流量的±0.2% 级
适用压力：*达690bar（0-69MPa）
适用温度：-200℃—1300℃
可测差压：≥5Pa
可测流速：≥0.1m/s；气体≥1m/s
适用通径：25-8000mm
适用介质：气体、蒸汽、液体、混合介质、腐蚀性介质
量程比：60:1 （特殊场合设计*可达100:1）
直管段要求：≥1D
输出信号： 差压、静压、过程温度、标度变量、质量流量、体积流量、能量流
【TC350托尔巴流量计】在线安装与投运
在安装流量计时，很多企业由于项目属于能源技改或系统升级改造，现场的流量计安装并不具备停产施工条件，往往不能停产进行，托尔巴由此推出了可实现在线安装的TC350型在线可拆卸探头，TC350型托尔巴流量计是一种高性能在线免维护计量产品 ，如果严格按照安装步骤进行安装并且介质污染浓度不大，无需进行任何维护。
采用托尔巴流量计用于气体流量测量后，从运行情况来看，流量检测一直稳定可靠，没有出现过任何堵塞现象，达到了理想的防堵性能和稳定的取压功能，有效减少了维护工作量，并降低了工作时的危险性。另外，从测量的数据来看，与工艺生产数据相符，为工艺操作人员提供了可靠的数据，满足了工艺的要求。托尔巴流量计在循环气体介质流量测量上的效果表明，托尔巴流量计能够从根本上解决较脏气体的流量测量，适合干熄焦循环气体、热电一次和二次风、高炉煤气、焦炉煤气等含杂质较多的气体流量测量。
TC350型托尔巴流量计是插入式在线可拆卸结构（分为一体化温压补偿结构和分体式结构），只需在管道开一个3-5cm安装孔即可，温压补偿无需再单独开孔。焊接底座材质与管道相同，其他材质为316SS或316Ti不锈钢耐腐蚀材质，带配套螺栓垫片等。
技术难点及攻克详解（ZL 2.9）
气体工况的测量中，特别是煤气流量的测量大多数属于脏气体，成分复杂，含有固体颗粒以及酸性、黏性介质等，因而其流量测量难度较大，现在一般采用孔板或者巴类流量计进行测量，由于两者都存在不同的缺陷而造成流量测量困难，给气体测量控制带来不稳定因素。孔板安装和维护时需要停气，存在维护不方便、管道煤气工况压损大等问题；而威力巴、阿牛巴等巴类流量计由于探头封闭性强、正负取压孔偏小容易造成堵塞，造成流量检测故障频繁。
托尔巴的目的是为了解决上述技术问题，提供了一种削竹式托尔巴流量探头，通过设计整个托尔巴探头的曲线结构和削竹式高低压取压口，达到提升差压信号强度，提高测量准确度的作用。
削竹式的对称式取压口插入管道中心，托尔巴仅以管道中心位置作为提取流体差压的方式，此方法避过了匀速取压（均速管为多孔满管取压结构）的情况下管道内介质存在的紊流层，削竹式结构实现的取压口朝下直面管壁底部，使测量介质中所含的固体颗粒物易进也易出，*终通过重力作用下沉与管道底部。实验表明，在整个制程管道中中心流速是*快也是*稳定的。
削竹式取压口开放型的引压结构和14-20mm的高低压取压口设计保证了差压信号的增强和稳定性。相对于现有技术的巴类均速管探头为多孔封闭型结构，高低压区均设有多个取压口，大部分结构为插入整个制程管道，探头末端是封死的，这样在测量脏污介质的时候就会非常容易滞留在高低压腔体内，一旦有取压孔发生堵塞，就必然发生测量失准；
托尔巴流量探头在腔体外形上采用曲线结构，此结构用来保证流体经过高压区时发生有序缓冲，特别对于靠近弯段附近的直管湍流起到有利的平衡作用，从而达到直管段不足但高压取压仍较为准确的结果。高低压分界点由于托尔巴的削竹式斜截面能够使流体加速并产生尖锐的高低压压差，实验表明，在流体经过斜截面加速段的加速并达到分界点时，流速提高了4.5倍，尖锐的分界点区域形成真空，故此能够在高低压腔内产生明显差压提取过程。
由于现有技术的多数差压变送器在微小量程的范围内（≤10Pa）信号提取不够稳定，削竹式托尔巴探头依照ISO3966国际标准生产制造，它所具备的优势是在小流量、低流速的环境下反映出管道内较大的真实的差压信号（差压值），从而降低差压变送器的信号负荷，通过托尔巴探头曲线结构和削竹式斜截面产生的尖锐的高低压分界点，这种增强的差压信号可对*终的测量精度产生显著影响。
托尔巴产品出厂前的流量计均进行逐台，溯源修正。再根据数据，提供一份不少于10个分段的“流量补正确认表”（此分段补正表为解决投入运行后或系统负荷恰好稳定在某分段点时，流量补正算法的各分段点附近会出现流量示值的频繁波动，并解决现场工艺操作员对于该类型流量计测量、计算原理不了解的诟病）。
【托尔巴流量计】在河钢集团的应用案例及分析
在河北钢铁集团能源计量器具的配备选型中，托尔巴团队结合工艺情况，摸准了各种能源介质的特性，对含水、含尘难于测量的煤气介质，经过反复试验比对，*终采用了防堵、节能、计量精度高和便于安装的托尔巴流量计替代传统的孔板流量计。在过去的三年中，托尔巴测量技术在河钢集团得到了很好地推广与应用，测量数据在各工序能耗考核结算中的顾客满意度得到很好的评价,为领导管理和决策提供了准确有效的数据信息。
（1）煤气介质 — 托尔巴流量计的节能防堵
在强抓能源计量管理的过程中，煤气计量是*头疼的事情。以高炉煤气和焦炉煤气为例，高炉煤气从高炉出来时含有大量粉尘,约为15～80g/m³或更高，在使用前必须经过除尘处理。除尘处理后的高炉煤气含尘量一般在5～10g/m³，但在实际生产当中，除尘布袋更换不及时会使高炉煤气除尘效果大打折扣，所以高炉煤气介质除易燃、易爆、易中毒外，还被称为非洁净气体。河钢壹仟所有高炉煤气介质计量都采用传统的孔板流量计，在经过几年的使用后，效果不是很理想，表现在以下三个方面:
①板截流件压损大，尤其在煤气加压站，孔板截流件会使加压风机输出功率增加，浪费电能。
②孔板取压孔小,孔径一般在3mm 左右，在测量含尘的煤气时容易使取压孔堵塞，影响计量精度。⑶③孔板流量计安装时截断管道安装，费时费力，孔板密封垫在运行过程中也容易损坏并漏气，使计量④可靠性降低。鉴于以上情况，河钢集团对托尔巴流量计进行试用，选用了一个大管径（DN2400）和一个小管径（DN300），分别用于测量高炉煤气和焦炉煤气，经过半年的试用，和孔板流量计相比得到如下数据：
托尔巴流量计作为*产品在河钢集团开始推广应用，使用至今托尔巴流量计没有出现过任何质量问题，可以说托尔巴流量计解决了河钢集团煤气不易计量的难题，推动了河钢集团能源计量管理的发展，实现了一切工作以数据为依据的目的。
（2）托尔巴流量计在冶金行业的应用特点
1、使用性强：传感器适用各种流体和多种管道形式，是国内国际*一种执行元件能做到测量各种流体的流量计。
2、精度高：在3%到*的量程范围准确度为0.2%。
3、节约能源：托尔巴传感器截流面积小，几乎无压力损失，运行成本大大降低。被*改革委员会节能信息传播中心为第61 号节能产品。
4、安装简便：只需在管道合适位置上开一个DN20- DN55mm 的孔，把传感器插入管道中心即可。
5、维护方便：传感器本身无需维护。只需对差压变送器进行零点和满量程的校验以及二次表输入相应的电流进行定期检验。
6、可靠性：结构简单，设计合理。由于导压管内介质长期处于静止状态，所以测量精度能够长期保持稳定。
7、耐高温高压：由于传感器采用ICr18Ni9Ti 制作而成，因此可耐高温650℃、压力32MPa.(特殊材料制成的传感器可耐高温1700℃)
8、测量流量范围广：气体流速在1m/s 以上，液体流速在0.1 m/s 以上的介质都可以测量。对低流速、小流量、大管径测量效果尤佳。
9、在线安装和检修：不停产的情况下，保证安全措施到位，采用开孔器对煤气管道实现安装和检修。
（3）托尔巴流量计的工作原理
托尔巴流量计是根据国际标准ISO3966《封闭管道中流体流量的测量---采用皮托静压管的速度面积法》设计的差压式流量计，皮托管原理很早就广泛应用在航天航空业中。托尔巴流量计把标准差压信号、压力信号、温度信号同时引入单片机构成的流量积算仪或直接接入DCS 系统，一方面对托尔巴的流量方程进行解算，再一方面对介质进行压力、温度补偿，以保证测量精度，并用数字显示出差压、压力、温度、瞬时流量、累积流量、热量、速度等参数。与托尔巴流量计相关的计算公式：
Δp＝全压— 静压
中心流速v 中心＝（2Δp/ρ）1/2
体积流量Q 体＝v 平均×s×k
＝k×(2Δp /ρ)1/2×s
质量流量Q 质＝Q 体×ρ
v----介质流速
s-----管道内截面
ρ-----介质密度
k-----修正系数（逐台吹风修正系数、英国PSM公司数据库修正系数）
托尔巴流量计节能结合实例
通过对托尔巴与孔板的压损的比较，设计及试验数据表明：
孔板压损的经验公式：当β=0.6 时， PPLo=0.6×△P当β=0.7 时， PPLo=0.5×△P标准孔板压损大约为：PPLn=0.28×△P ~ 0.33×△P通过实验得出：托尔巴流量计的压损大约为：PPLv=0.03×△P由于托尔巴流量计的差压△P 比孔板的差压△P 小一个数量级，而压损的比例又小了一个数量级，所以托尔巴流量计的压损和孔板的压损相比是微乎其微的。
其中：
β-------孔板的孔径比
△P------孔板产生的差压
PPL-----孔板产生的压损
下面我们将压力损失的表示式写出来：
阻力件压损带来的功率损失，其计算表达式为：Hp=Q×PPL
其中： Q------流体体积流量PPL----节流件产生的压损
假设为了弥补阻力件带来的不可恢复的压损，我们在其后增加一台压力泵，该泵的效率假定为η。则： Hp= Q×PPL÷η
其中:
Q---------流体体积流量Am3/s
PPL------节流件产生的压损kPa
η------电动机效率无量纲常数
Hp--------功率损失KW
举例说明
一测点，测量介质为焦炉煤气，管径为3000*10（mm） ，压力为8kPa，温度为50℃ ，在此温度、压力下其焦炉煤气密度为1.226kg/m3 ，介质流量为440000m3/h时削竹式托尔巴流量计所产生的差压为0.4kPa 。使用削竹式托尔巴流量计所产生的压损：
PPLv=0.03×△P=0.03×0.4=0.012( kPa)
根据上述公式，功率损失： Hp= Q×PPL÷η
因工况下空气的密度为1.226kg/m3 ，所以工况下（8kPa, 50℃）介质体积流量
为：体积流量=质量流量/介质密度 Q 体=440000m3/h =122.22 (m3/s)（8kPa, 249℃）
假设电动机效率η=0.8 智能探针流量计损失的功率为Hp=122.22×0.03÷0.8=4.58(KW)
假设一年运行12 个月，每天运行24 小时，每度电的电费为0.6 元，那么12 个月智能探针流量计的能耗换算成电费：
￥/年=365×24×4.58×0.6≈24090￥/ 年
假设另一相同测点使用孔板测量，同样条件下孔板的压差1.6kPa，孔板的
β=0.5 ，
孔板所产生的压损：PPLo=0.5×4=0.8kPa
削竹式托尔巴流量计比孔板的*压损降低的百分比为：（0.8－0.012）÷0.8×*=98.5%
很明显，它是一种高效、节能的中心速度流量探头。
根据上述公式，孔板损失的功率为：
Hp=122.22×0.8÷0.8≈122.22(KW)
一年运行8 个月，每天运行24 小时，每度电的电费为0.31 元，那么8 个月孔板的能耗换算成电费：￥/年=365×24×122.22×0.6≈642388.32￥/年
那么，每运行8 个月，智能削竹式托尔巴流量计比孔板节省的运行费用为：642388.32
—24090=618298.32￥/年
削竹式托尔巴流量计与孔板流量计的耗能比为： 1.5:100
由于煤气介质的特殊性，河钢集团回收的高炉、焦炉、转炉煤气，含有水分、杂质和腐蚀性物质。在测量过程中如何保证测量设备高精度，防堵塞，经久耐用，无压损等是行业内关注的焦点。当企业已从200 万吨的钢铁规模发展到800 万吨的规模。企业规模的升级，带来一个很严重的问题就是高耗能与如何节能，能源与资源优化配置成了钢铁企业的战略问题，所以产生了许多节能优化项目，比如煤气发电、TRT 发电、电机变频技术的应用、余热利用和工艺设备改造等。这些成果的取得离不高效的计量管理，托尔巴流量计解决了行业内煤气计量难题，高精度的计量数据成为了能源管理可靠的基础支撑。
