فلومتر بخار و روش‌های اندازه‌گیری آن

اندازه‌گیری جریان بخار در صنایع نقش کلیدی در بهره‌وری انرژی، ایمنی و کنترل فرایند دارد. بخار به‌عنوان حامل انرژی در نیروگاه‌ها، پتروشیمی، صنایع غذایی و تأسیسات گرمایشی استفاده گسترده‌ای دارد و دانستن دقیق دبی آن برای تنظیم مشعل بویلرها، توزیع عادلانه بخار بین واحدها و بهینه‌سازی مصرف سوخت ضروری است. با توجه به دما و فشار بالای بخار و تغییرات چگالی آن، انتخاب فلومتر مناسب چالش‌برانگیز است. روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری جریان بخار ابداع شده که هر یک مزایا و محدودیت‌های خود را دارند؛ از جمله فلومترهای اختلاف فشار مانند اوریفیس و ونتوری، فلومترهای ورتکس یا گردابی، و برخی روش‌های دیگر مانند توربینی، التراسونیک، روتامتر و کوریولیس. در این مقاله به سه روش پرکاربرد و اصلی اندازه‌گیری جریان بخار یعنی فلومتر ورتکس، فلومتر اوریفیس و ترانسمیترهای اختلاف فشار (DP) می‌پردازیم و نحوه عملکرد، مزایا، معایب، کاربردها، دقت، هزینه، نگهداری و چالش‌های هر کدام را بررسی می‌کنیم.

فلومتر ورتکس (گردابی)

فلومتر ورتکس با بهره‌گیری از پدیده تشکیل گردابه‌های خیابانی فون کارمن در پشت یک مانع، سرعت جریان سیال را اندازه‌گیری می‌کند. هنگامی که بخار از میان یک بدنه ثابت و غیرهوافضا در مسیر لوله عبور می‌کند، در قسمت پشت آن بدنه گردابه‌های منظم و متناوبی تشکیل می‌شود. فرکانس رهایش این گردابه‌ها متناسب با سرعت جریان است؛ بنابراین با اندازه‌گیری فرکانس گردابه‌ها توسط سنسور پیزوالکتریک، می‌توان سرعت و در نتیجه دبی جریان را محاسبه کرد. سیگنال فرکانسی آشکارشده معمولاً به شکل پالس یا خروجی ۴-۲۰ میلی‌آمپر به جریان حجمی تبدیل می‌شود. لازم به ذکر است که خروجی این فلومتر به صورت حجمی است و برای به‌دست‌آوردن دبی جرمی بخار (به‌ویژه در بخار فوق‌گرم)، باید تغییرات چگالی بخار را با اندازه‌گیری فشار و دما جبران کرد یا از فلومترهای ورتکس چندمتغیره استفاده نمود که مجهز به سنسور دما/فشار داخلی هستند.

شکل ۱ – نمونه‌ای از یک فلومتر ورتکس فلنجی (سایز DN50) مخصوص اندازه‌گیری بخار. این تجهیز هیچ قسمت متحرکی ندارد و از سنسور پیزوالکتریک برای تشخیص فرکانس گردابه‌ها استفاده می‌کند.

مزایا: فلومترهای ورتکس برای طیف وسیعی از نرخ‌های جریان قابل استفاده‌اند و بازه اندازه‌گیری وسیعی دارند (نسبت تبدیل حدود ۱۰:۱ یا بیشتر) که آن‌ها را برای جریان‌های کم، متوسط و زیاد بخار مناسب می‌کند. دقت آن‌ها معمولاً بالا و در حدود ±۱٪ است که برای کاربردهای صنعتی دقت خوبی محسوب می‌شود. طراحی ساده‌ای دارند و قطعات متحرک در آن‌ها به‌کار نرفته است؛ در نتیجه تجهیزی بادوام با نیاز نگهداری کم و عمر طولانی به‌شمار می‌روند. فلومتر ورتکس نسبت به تغییرات دما و فشار بخار مقاومت خوبی دارد و می‌تواند در شرایط دما و فشار بالا (مانند بخار سوپرهیت) به‌خوبی کار کند. همچنین افت فشار ایجادشده توسط بدنه داخل لوله نسبتاً کم است و مقاومت زیادی در برابر جریان ایجاد نمی‌کند. نصب و راه‌اندازی آن نسبتاً آسان بوده و خروجی فرکانسی آن به‌راحتی توسط سیستم‌های کنترلی قرائت و به دبی تبدیل می‌شود. بسیاری از مدل‌های جدید توانایی جبران چگالی (مثلاً با ورودی دمای بخار) را دارند که امکان نمایش مستقیم جریان جرمی بخار را فراهم می‌کند.

معایب: حساسیت به ارتعاشات مکانیکی از مهم‌ترین نقاط ضعف فلومترهای ورتکس است؛ لرزش‌های شدید لوله یا تجهیزات مجاور می‌تواند در تشکیل منظم گردابه‌ها اختلال ایجاد کرده و باعث خطا در اندازه‌گیری شود. از این رو، در محیط‌های با ارتعاش بالا نیاز به تمهیدات ضدلرزه یا فیلتر سیگنال می‌باشد. هرچند افت فشار ایجادشده در ورتکس کمتر از اوریفیس است، اما به هر حال وجود مانع در مسیر جریان باعث یک افت فشار دائم می‌شود که می‌تواند بازدهی سیستم را اندکی کاهش دهد. فلومتر ورتکس برای سیال‌های تک‌فاز طراحی شده و در صورت وجود قطرات مایع (مانند آب در بخار مرطوب) یا ذرات جامد، دقت آن مختل می‌شود؛ وجود بخار مرطوب یا ناخالص می‌تواند الگوی گردابه‌ها را برهم بزند یا به سنسور صدمه بزند. همچنین در دبی‌های بسیار کم، گردابه‌های کافی تشکیل نمی‌شود و فلومتر ممکن است جریان را کمتر از واقع یا حتی صفر نشان دهد؛ بنابراین ورتکس برای اندازه‌گیری جریان‌های خیلی پایین بخار مناسب نیست. نصب صحیح ورتکس نیز حائز اهمیت است؛ باید طول‌های معینی از لوله‌ی مستقیم در بالادست و پایین‌دست فلومتر فراهم شود (معمولاً مشابه اوریفیس، مثلاً حداقل ۱۵-۳۰ برابر قطر لوله در بالادست بسته به وضعیت جریان) تا جریان ورودی آرام و بدون آشفتگی باشد. در نهایت، قیمت اولیه یک فلومتر ورتکس نسبت به یک صفحه اوریفیس بالاتر است، هرچند هزینه نگهداری پایین‌تر و عملکرد پایدارتر آن در درازمدت می‌تواند این اختلاف هزینه را جبران کند.

کاربردها: فلومترهای ورتکس به‌دلیل ترکیب دقت خوب و استحکام، به‌طور گسترده برای اندازه‌گیری مستقیم بخار در نقاط مختلف به‌کار می‌روند. از اندازه‌گیری بخار خروجی دیگ‌های بخار (بویلر) گرفته تا پایش مصرف بخار در واحدهای صن

عتی (مانند مبدل‌های حرارتی، واحدهای گرمایش، اتوکلاوها و غیره) می‌توان از ورتکس بهره برد. در بخارهای اشباع و فوق‌گرم هر دو قابل استفاده‌اند (البته برای بخار فوق‌گرم حتماً باید چگالی را جبران کرد). به دلیل عدم نیاز به نگهداری مکرر، در نقاطی که دسترسی سخت است یا ابزار دقیق کار محدودی دارد (مثلاً بالای خطوط لوله مرتفع) استفاده از ورتکس مزیت دارد. همچنین در سیستم‌های مانیتورینگ انرژی و مدیریت مصرف بخار، فلومتر ورتکس گزینه محبوبی است چرا که می‌تواند با دقت مناسب جریان لحظه‌ای و تجمعی بخار را برای اهداف بهینه‌سازی ارائه دهد.

فلومتر اوریفیس (اوریفیس پلیت)

فلومتر اوریفیس پلیت (Orifice Plate) یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین روش‌های اندازه‌گیری جریان بخار و سیالات گازی/مایع در صنایع است. اساس کار این فلومتر ایجاد یک موانع با سوراخ در مسیر لوله است؛ یک صفحه نازک فلزی که معمولاً در فلنج بین دو قطعه لوله نصب می‌شود و یک سوراخ هم‌مرکز با لوله دارد. هنگام عبور بخار از این تنگ‌شدگی، طبق اصل برنولی فشار سیال بعد از اوریفیس کاهش می‌یابد. اختلاف فشار بین قسمت بالادست و پایین‌دست صفحه اوریفیس متناسب با مجذور سرعت جریان است. این اختلاف فشار توسط ترانسمیتر اختلاف فشار (DP) اندازه‌گیری شده و به جریان حجمی تبدیل می‌شود. اوریفیس به عنوان عنصر اولیه ایجاد افت فشار عمل می‌کند و ترانسمیتر DP به عنوان عنصر ثانویه، این افت فشار را به سیگنال الکتریکی قابل اندازه‌گیری (مانند ۴-۲۰ میلی‌آمپر) تبدیل می‌کند. برای محاسبه جریان جرمی بخار، معمولاً علاوه بر اندازه‌گیری DP، از اندازه‌گیری دما و فشار خط برای تصحیح چگالی بخار استفاده می‌شود تا تغییرات تراکم‌پذیری بخار جبران گردد.

شکل ۲ – تصویر روبه‌رو از یک اوریفیس پلیت نصب‌شده بین فلنج‌های خط لوله بخار. اختلاف فشار ایجادشده میان قسمت بالادست و پایین‌دست صفحه توسط ترانسمیترهای فشار اندازه‌گیری می‌شود (اتصالات فشار در بالا و پایین فلنج‌ها قابل مشاهده است).

مزایا: سادگی طراحی و ارزانی جزء مهم‌ترین مزایای فلومتر اوریفیس است. عنصر اولیه آن تنها یک صفحه فلزی با یک سوراخ است که ساخت آن هزینه چندانی ندارد و به‌راحتی در خطوط لوله مختلف قابل نصب است. این روش بسیار استاندارد و شناخته‌شده است؛ استانداردهایی مانند ISO 5167 جزئیات طراحی، نصب و ضرایب تصحیح اوریفیس را پوشش می‌دهند و در نتیجه مهندسان به خوبی با عملکرد آن آشنا هستند. اوریفیس می‌تواند تقریبا هر سایز لوله و شرایط فشاری را پوشش دهد؛ برای قطرهای بزرگ و فشار/دمای بالا نیز تنها با تعویض متریال و ضخامت صفحه می‌توان از آن استفاده کرد. به دلیل فناوری بالغ و قابل اطمینان، این روش سال‌ها است در صنعت آزمون خود را پس داده و عملکرد پایدار و تکرارپذیری ارائه می‌دهد. دقت فلومتر اوریفیس در صورت نصب صحیح و کالیبراسیون مناسب قابل قبول است (معمولاً حدود ±۲٪ ±۳٪ خطا در دبی) و حتی در شرایط ایده‌آل آزمایشگاهی می‌تواند به خطای ±۰٫۵٪ از نرخ جریان برسد. این روش برای طیف گسترده‌ای از سیالات از جمله بخار اشباع، بخار خشک، گازها و مایعات قابل استفاده است. یکی دیگر از مزایای اوریفیس انعطاف‌پذیری در تغییر محدوده اندازه‌گیری است؛ با تعویض صفحه اوریفیس (تغییر قطر سوراخ یا به‌کارگیری اوریفیس با چند سوراخ)، می‌توان محدوده دبی قابل اندازه‌گیری را تا حدی تغییر داد بدون اینکه نیاز به تعویض کل دستگاه باشد. همچنین در سیستم‌های موجود که از قبل ترانسمیتر اختلاف فشار نصب شده، اضافه کردن یک صفحه اوریفیس بین فلنج‌ها اغلب ساده‌ترین راه برای اضافه کردن اندازه‌گیری جریان بخار است.

معایب: مهم‌ترین عیب اوریفیس پلیت ایجاد افت فشار دائم بالا در خط لوله است. بخش قابل توجهی از فشار سیال پس از صفحه هرگز بازیابی نمی‌شود که این امر در سیستم‌های بخار به معنای هدررفت انرژی است؛ در کاربردهای مداوم، این افت فشار می‌تواند مصرف انرژی پمپ‌ها یا افت راندمان ترمودینامیکی بخار را افزایش دهد. به عنوان مثال، اوریفیس نسبت به ونتوری بخش بسیار بیشتری از اختلاف فشار ایجادشده را به صورت افت فشار غیرقابل بازیافت مصرف می‌کند و در سیستم‌های بخار بزرگ می‌تواند فشار ارزشمندی را از بین ببرد که یکی از محدودیت‌های مهم آن است. عیب دیگر محدود بودن بازه اندازه‌گیری (Turndown) است؛ از آنجا که ΔP متناسب با مربع دبی است، در دبی‌های پایین سیگنال DP بسیار کوچک می‌شود. عملا اوریفیس برای داشتن دقت مناسب معمولا در نسبت ۳:۱ تا ۴:۱ از محدوده طراحی خود کار می‌کند و برای پوشش تغییرات وسیع دبی نیاز به تعویض صفحه یا استفاده از چند مسیر موازی دارد. اوریفیس نسبت به تغییرات شرایط بخار حساسیت دارد؛ اگر فشار، دما یا ترکیب بخار تغییر کند و سیستم جبران‌کننده نداشته باشیم، خطای اندازه‌گیری زیاد می‌شود. بنابراین برای بخارهای فوق‌گرم یا شرایطی که فشار متغیر است، حتماً باید سیگنال‌های فشار و دما برای جبران چگالی لحاظ شوند. نصب اوریفیس نیازمند دقت بالا است؛ وجود لوله‌ی مستقیم کافی در بالادست (مثلاً ۲۰ قطر لوله یا بیشتر بسته به اتصالات upstream) و پایین‌دست (معمولاً حداقل ۵ قطر) ضروری است تا جریان پایدار شود. همچنین تراز بودن صفحه اوریفیس و عدم وجود نصب ناصحیح (مانند گسکت突‌کرده به داخل لوله یا هم‌محور نبودن سوراخ با لوله) بسیار مهم است، زیرا این عوامل می‌تواند پروفیل جریان را مختل کرده و خطای قابل توجهی ایجاد کند. سایش و خوردگی صفحه اوریفیس در تماس طولانی با بخار یکی دیگر از چالش‌ها است؛ لبه تیز اوریفیس ممکن است در جریان بخار مرطوب یا حاوی ذرات به مرور خورده و بزرگ‌تر شود که باعث تغییر ضریب تخلیه و خطای اندازه‌گیری می‌گردد. برای بخار مرطوب گاهی یک سوراخ تخلیه در پایین صفحه تعبیه می‌کنند تا کندانس تجمع‌یافته عبور کند، اما این خود باید در محاسبات لحاظ شود. نگهداری فلومتر اوریفیس نسبتا زیاد است؛ خطوط impulse و ترانسمیتر اختلاف فشار متصل به آن باید به‌صورت دوره‌ای بازبینی و درین (purge) شوند تا از تجمع کندانس یا انسداد جلوگیری شود. کالیبراسیون دوره‌ای ترانسمیتر DP نیز برای اطمینان از دقت الزامی است. به‌طور کلی، هرچند هزینه اولیه اوریفیس پایین است، اما هزینه‌های عملیاتی پنهان آن (مانند اتلاف انرژی در افت فشار و هزینه‌های نگهداری) در درازمدت می‌تواند قابل توجه باشد.

کاربردها: اوریفیس پلیت به دلیل سادگی و هزینه کم، در گذشته انتخاب اول برای اندازه‌گیری جریان بخار در بسیاری از صنایع بوده است. هنوز هم در نیروگاه‌ها برای اندازه‌گیری بخار خروجی بویلر و در کارخانه‌های صنعتی برای اندازه‌گیری بخار مصرفی واحدها از اوریفیس به وفور استفاده می‌شود. در خطوط بخار با قطر بالا، اغلب استفاده از یک فلومتر پیشرفته (مانند ورتکس بزرگ یا کوریولیس) بسیار پرهزینه یا دشوار است، بنابراین ترکیب اوریفیس+ترانسمیتر DP راه‌حلی اقتصادی محسوب می‌شود. همچنین در محیط‌های خشن یا دما/فشار بسیار بالا که ممکن است برخی فلومترهای پیشرفته الکترونیکی نتوانند عمل کنند، یک اوریفیس صفحه‌ای از جنس فولاد مقاوم به حرارت همراه با ترانسمیتر فشار می‌تواند اندازه‌گیری قابل اعتمادی فراهم کند. در سنجش بخار اشباع (مثلاً برای آب‌دهی دیگ‌ها)، اگر شرایط نسبتاً پایدار باشد، اوریفیس همراه با جبران فشار قادر است با دقت مناسب جریان جرمی بخار را ارائه دهد. به طور خلاصه، اوریفیس هنوز هم به عنوان راهکاری ساده و مطمئن در بسیاری از واحدها حضور دارد، خصوصاً جایی که هزینه ابتدایی پایین و سادگی تعمیرات بر دقت بسیار بالا ارجحیت دارد.

ترانسمیترهای اختلاف فشار (DP) و روش‌های چندگانه

روش اختلاف فشار (Differential Pressure) یک خانواده از روش‌های اندازه‌گیری جریان است که اوریفیس پلیت نیز در دل آن قرار می‌گیرد. اما علاوه بر اوریفیس، عناصر اولیه دیگری مانند لوله ونتوری، نازل جریان، لوله پیتوت و میانگین‌گیر (Annubar) و … نیز وجود دارند که همگی با ایجاد اختلاف فشار در جریان کار می‌کنند. ترانسمیترهای DP به عنوان سنسورهای ثانویه این اختلاف فشار را اندازه‌گیری کرده و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند. در این بخش به طور کلی‌تر به کاربرد ترانسمیترهای DP همراه با سایر مکانیزم‌های اولیه در اندازه‌گیری بخار می‌پردازیم.

اصل کار: هر ترانسمیتر DP دارای دو پورت فشار است که به نقاط فشار بالا (بالادست) و فشار پایین (پایین‌دست) یک عنصر اولیه متصل می‌شود. عنصر اولیه می‌تواند یک اوریفیس پلیت، یک لوله ونتوری یا هر سازوکار دیگری باشد که با تنگ کردن مقطع جریان، اختلاف فشار متناسب با دبی ایجاد می‌کند. ترانسمیتر اختلاف فشار این ΔP را اندازه‌گیری کرده و معمولاً با یک مدار استخراج ریشه مربعات (SQRT) همراه است تا جریان را محاسبه یا سیگنال متناسب با جریان ایجاد کند. در اندازه‌گیری بخار، اغلب از ترانسمیترهای DP هوشمند استفاده می‌شود که علاوه بر DP، فشار استاتیک و دمای بخار را نیز دریافت کرده و جریان جرمی تصحیح‌شده را مستقیماً گزارش می‌کنند. این ترانسمیترهای چندمتغیره می‌توانند تغییرات چگالی بخار (به‌علت تغییر فشار یا دما) را جبران کرده و دقت اندازه‌گیری را بالا ببرند. به طور خلاصه، سیستم DP شامل یک حسگر اختلاف فشار و یک عنصر ایجاد افت فشار است که در ترکیب، دبی حجمی یا جرمی بخار را با استفاده از معادلات برنولی و ضرایب تجربی محاسبه می‌کنند.

شکل ۳ – یک نمونه لوله ونتوری (برش‌خورده برای نمایش داخلی) که به عنوان عنصر اولیه در سیستم‌های اختلاف فشار به‌کار می‌رود. ونتوری با انقباض تدریجی جریان و سپس انبساط، افت فشار کمتری نسبت به اوریفیس ایجاد می‌کند و بخش اعظم فشار سیال را بازیابی می‌نماید.

مزایا: سیستم‌های اندازه‌گیری جریان با ترانسمیتر DP از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردارند. بسته به نیاز می‌توان از انواع مختلف المان اولیه استفاده کرد: مثلاً ونتوری‌متری برای افت فشار کم و راندمان بالا، نازل جریان برای جریان‌های سرعت بالا و گازهای خورنده، یا آنیوبار (Annubar) برای نصب آسان در لوله‌های بزرگ بدون نیاز به انسداد کامل مقطع. این تنوع باعث می‌شود روش DP تقریباً برای هر سیالی (مایع، گاز یا بخار) و هر سایز لوله‌ای راه‌حل داشته باشد. ترانسمیترهای DP مدرن دقت و پایداری بالایی دارند و تکنولوژی آن‌ها کاملاً جاافتاده است؛ بنابراین نتایج اندازه‌گیری قابل اطمینان و تکرارپذیر در درازمدت ارائه می‌کنند. با انتخاب درست عنصر اولیه، می‌توان دقت کلی سیستم را به حدود ±۱٪ یا حتی بهتر رساند (مثلاً ونتوری با ساخت خوب حدود ±۰٫۷٪ عدم قطعیت دارد). افت فشار دائم کم از مزایای برجسته برخی عناصر DP مانند ونتوری و آنیوبار است – ونتوری کلاسیک می‌تواند ۸۵–۹۵٪ فشار را بازیابی کند و تنها ~۵–۱۵٪ از اختلاف فشار را به صورت افت فشار دائم مصرف می‌کند (در حالی که اوریفیس ممکن است ۳۰–۵۰٪ افت دائم داشته باشد). از این رو در سیستم‌های بخار پرظرفیت که هر بار افت فشار معادل اتلاف انرژی است، استفاده از یک ونتوری یا میانگین‌گیر به‌همراه ترانسمیتر DP راهکاری کارآمد برای کاهش هزینه انرژی محسوب می‌شود. ترانسمیترهای DP قابلیت تحمل شرایط سخت فرآیندی را دارند؛ بسیاری از آن‌ها می‌توانند در دماها و فشارهای بسیار بالا با دیافراگم‌های سیل (Seal) و پرشدن مایع سیلیکونی به کار گرفته شوند. همچنین برای قطرهای بسیار بزرگ (مثلاً خطوط بخار اصلی نیروگاه با قطر بیش از ۳۰ اینچ)، غالباً نصب یک دستگاه فلومتر درون‌خطی مانند ورتکس پرهزینه یا غیرعملی است، در حالی که یک ترانسمیتر DP با یک پروب آنیوبار که از دیواره لوله وارد می‌شود می‌تواند با هزینه کمتر جریان را اندازه بگیرد. پاسخ زمانی ترانسمیترهای DP برای تغییرات آهسته جریان مناسب است و با تکنیک‌هایی مانند استفاده از لوله‌های impulse کوتاه و سیل پر شده می‌توان پاسخ را سریع‌تر هم کرد. نهایتاً، ترانسمیترهای DP یک تجهیز چندکاره هستند؛ می‌توانند علاوه بر اندازه‌گیری جریان، برای اندازه‌گیری سطح (در تانک‌ها) یا اختلاف فشار فیلترها نیز به کار روند که این تطبیق‌پذیری در پروژه‌ها از نظر اقتصادی سودمند است.

معایب: سیستم‌های DP به دلیل وابستگی به المان‌های اولیه، معمولاً پیچیدگی نصب بیشتری دارند. نیاز به لوله‌کشی impulse برای اتصال ترانسمیتر به المان اولیه، وجود شیرهای تخلیه و جداکننده (مانیفولد)، و رعایت جهت صحیح نصب ترانسمیتر برخی از پیچیدگی‌های این سیستم است. هر نقطه اتصال و لوله اضافی نیز پتانسیل نشت، انسداد یا نیاز به نگهداری را به همراه دارد. برای بخار معمولاً باید خطوط impulse را با سیال پر کرد (مایع کندانس شده) تا از ورود مستقیم بخار داغ به ترانسمیتر جلوگیری شود؛ کنترل ارتفاع این کندانس (wet leg) و یکسان بودن در دو سمت برای حفظ صفر ترانسمیتر اهمیت دارد. این موارد نگهداری را دشوارتر و زمان پاسخ سیستم را کمی کُندتر می‌کند. هزینه اولیه سیستم‌های DP می‌تواند بالا باشد؛ به‌ویژه اگر از ونتوری یا عناصر ساخت خاص استفاده شود (ونتوری به علت ساخت ماشین‌کاری‌شده هزینه‌بَر است). البته صفحات اوریفیس ارزان‌اند، اما سایر المان‌ها (نازل، گپ Venturi، آنیوبار) ممکن است قیمت قابل توجهی داشته باشند. تورنداون محدود همچنان در بیشتر اندازه‌گیرهای DP وجود دارد؛ مگر آنکه از چند ترانسمیتر با رنج‌های مختلف به صورت موازی استفاده شود یا المان‌های چندگانه به کار رود. برای پوشش بازه‌های خیلی وسیع جریان بخار، سیستم DP پیچیده‌تر می‌شود (مثلاً نصب دو ترانسمیتر DP با برد متفاوت برای جریان کم و زیاد). مانند اوریفیس، نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای و بازرسی اجزای اولیه (برای سایش یا رسوب) در سیستم‌های DP وجود دارد. به علاوه، اگر بخار حاوی قطرات آب یا ذرات باشد، ممکن است سوراخ‌های پیتوت یا مسیرهای ونتوری دچار مشکل شوند (انسداد در پیتوت‌ها یا خوردگی در ونتوری). در مجموع، بهره‌گیری موفق از سیستم‌های DP نیازمند توجه دقیق به جزئیات طراحی و نگهداری است و در غیر اینصورت می‌تواند با خطا یا مشکلات عملیاتی همراه شود.

کاربردها: ترانسمیترهای DP همراه با المان‌های اولیه گوناگون در بسیاری از صنایع برای اندازه‌گیری بخار به کار می‌روند. ونتوری مترها به‌طور خاص در خطوط بخار اصلی نیروگاه‌ها و پتروشیمی‌ها که جریان بسیار بالا است و افت فشار باید حداقل باشد رایج‌اند. به عنوان مثال، اندازه‌گیری بخار خروجی توربین یا بخار ورودی به شبکه توزیع با ونتوری امکان‌پذیر است تا کمترین افت انرژی رخ دهد. نازل‌های جریان در بخارهای سوپرهیت پرسرعت (مثلاً خروجی توربین‌های بخار یا تست عملکرد شیرهای اطمینان) استفاده می‌شوند زیرا طراحی مکانیکی مستحکم‌تری نسبت به اوریفیس دارند و می‌توانند سرعت‌های بالاتر و سایش کمتر را تحمل کنند. لوله‌های پیتوت و میانگین‌گیر در مواردی که نصب تجهیز در خط فرآیند در حال سرویس دشوار است (مثلاً نمی‌توان خط را برای نصب فلومتر جدا کرد) مورد توجه‌اند؛ یک پروب پیتوت را می‌توان از طریق یک اتصال روی لوله وارد کرد و جریان بخار را با حداقل دستکاری سیستم اندازه گرفت. این روش‌ها اگرچه دقت کمتری نسبت به ونتوری یا ورتکس دارند، اما برای لوله‌های قطر بزرگ (مانند دودکش‌ها یا خطوط بخار کم‌فشار بسیار قطور) که سایر فلومترها مقرون‌به‌صرفه نیستند، کاربردی‌اند. ترکیب چند ترانسمیتر DP با یک محاسبه‌گر جریان پیشرفته نیز در برخی نیروگاه‌ها دیده می‌شود که برای هر محدوده عملکرد بخار، یک ترانسمیتر بهینه کار می‌کند و سیستم به طور خودکار بین آن‌ها سوییچ می‌کند تا هم در بار کم و هم بار زیاد، دقت مطلوب حفظ شود. به طور کلی، روش‌های DP به دلیل تنوع، تطبیق‌پذیری و قابلیت اطمینان، همچنان در کنار تکنولوژی‌های جدیدتر جایگاه مهمی در اندازه‌گیری جریان بخار دارند.

جدول مقایسه‌ای روش‌ها

در ادامه، یک مقایسه مختصر بین سه روش مورد بحث ارائه شده است. این جدول به درک بهتر تفاوت‌ها و انتخاب مناسب‌ترین فلومتر برای کاربرد موردنظر کمک می‌کند:

نتیجه‌گیری: انتخاب بهترین روش اندازه‌گیری جریان بخار وابسته به شرایط و اولویت‌های هر کاربرد است. فلومترهای ورتکس برای کاربردهایی مناسب‌اند که دقت بالا، نگهداری کم و بازه اندازه‌گیری گسترده مد نظر باشد و ارتعاشات زیادی وجود نداشته باشد. اگرچه هزینه خرید آن نسبتاً بالا است، اما در درازمدت به دلیل پایداری و عدم نیاز به کالیبراسیون مکرر، اقتصادی محسوب می‌شود. از سوی دیگر، روش اوریفیس/DP به خاطر سادگی و هزینه اولیه پایین همچنان پرطرفدار است و در جریان‌های بالا و لوله‌های قطر بزرگ (که سایر روش‌ها هزینه‌برند) انتخابی عملی است. البته باید اثر افت فشار و هزینه انرژیِ آن و همچنین نیاز به مراقبت بیشتر را در نظر داشت. در نهایت مهندسان ابزار دقیق باید با درنظرگرفتن عواملی چون محدوده دبی، فشار و دمای بخار، میزان دقت مورد نیاز، امکان توقف فرایند برای نصب، و بودجه پروژه، مناسب‌ترین فلومتر بخار را انتخاب کنند. آشنایی عمیق با مزایا و معایب هر روش، همان‌طور که در این مقاله بررسی شد، به تصمیم‌گیری آگاهانه و بهینه‌سازی اندازه‌گیری جریان بخار در صنایع کمک شایانی خواهد کرد.