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不同種類的流量計對管路造成的壓損也各不相同

作者: 來源: 發布時間:2018-03-03 11:12:09

    中石化荊門分公司的能源計量大部分是流量計量,這就要依靠能滿足計量要求的相應準確度等級的流量計來完成。市場上的流量計種類繁多,但在相應趨于成熟的技術能力的支持下性能相差不多。這樣雖然可選性較強,但是不同流量計在相同管徑、相同流量條件下,對管路造成的壓損卻不盡相同。而壓損卻是能源計量中的一個超級耗能大戶。

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    流量計壓損可能會帶來經濟損失
    流量計一般都安裝在流通管道中,這時流量計實際上相當于流通管道中的一個阻力件,流體在通過流量計時會產生壓力損失,造成一定的能源消耗。壓力損失越小,管道中輸運流體所需額外增加的動力就越小,壓損造成的能耗就越小,能源計量成本就越低;反之則壓損造成的能耗就越大,能源計量成本就越高。也許有人會認為,這點壓損能造成多大能耗,太斤斤計較了吧。在此且不談別的,就談這個所謂的斤斤計較到底值不值。
    例如:有這樣一個計量點,輸送中壓蒸汽的管道上使用的是孔板流量計,工藝設計介質溫度t=330℃,壓力P=3MPa,zui大流量Qmax=200t/h,常用流量Qt=160t/h。根據計算,選用的孔板的直徑比β=0.63226,zui大差壓ΔPmax=133.51kPa,中壓過熱蒸汽的密度ρ=11.5143kg/m3。
    (1)常用流量Qt下,孔板流量計的常用差壓ΔP
    ΔP=(Qt/Qmax)2?ΔPmax=(160/200)2?133.51kPa=85.4464kPa
    (2)常用流量Qt下,孔板流量計的壓損dP
    dP=(1-β2)?ΔP=(1-0.632262)?85.4464kPa=51.29kPa
    (3)按下式計算在常用流量Qt下,孔板流量計帶來的額外消耗的能量值W
    W=(dP?Qt)/(3.6?η?ρ)
    式中:W——消耗的能量值,W;dP——壓損值,kPa;Qt——過熱蒸汽的常用質量流量,kg/h;η——泵和電動機的效率(常取η=0.8);ρ——在工況下,過熱蒸汽的密度,kg/m3。則
    W=(51.29?160000)/(3.6?0.8?11.5143)=247470W
    (4)孔板流量計額外增加的年耗能費
    若當地工業用電電價為0.725元/kW?h,則
    年耗能費(元/年)=(W/1000)(運行時數/年)(0.725元/kW.h)=(247470/1000).24. 365)(0.725元/kW.h)=1571681.97元
    真是不算不知道,一算嚇一跳。這個數據是驚人的,在不知不覺中,一件孔板流量計壓損就能吃掉一百多萬元。若以企業安裝了孔板流量計200件來算,一年因孔板流量計造成的能耗將高達近3億元。
    也許有人會認為,孔板流量計是一個特例,因為其工作原理就相當于在管道中增加了一個擋板,當然壓損就大,也許不改變流通直徑的流量計就不會有這么大的能耗了。那再來看看科里奧利質量流量計。
    (5)科里奧利質量流量計額外增加的年耗能費
    有這樣一個計量點,在DN150mm的管道中采用科里奧利質量流量計實現原油計量。
    有關工藝參數如下:
    原油流量Q=450t/h,原油密度ρ=878kg/m3,yongjiu壓力損失dP=0.35MPa,則由此流量計帶來的額外年耗能費計算如下:
    W=(dP?Qt)/(3.6?η?ρ)
    式中:W——消耗的能量值,W;dP——壓損值,kPa;Qt——原油的質量流量,kg/h;η——泵和電動機的效率(常取η=0.8);ρ——在工況下,原油的密度,kg/m3。則
    W=(350?450000)/(3.6?0.8?878)=62286W
    若當地工業用電電價為0.725元/kWh,則
    年耗能費(元/年)=(W/1000)(運行時數/年)(0.725元/kWh)=(62286/1000)(24.365)(0.725元/kWh)=395578.39元
    若以企業安裝有科里奧利質量流量計100臺算,則每年因流量計運行而額外增加的泵輸送能耗可達4000萬元以上。這是一筆巨大的看不見的能耗,但往往卻被忽視。
    那么有人會說,既然配備能源計量器具會造成這么大的額外的能源損耗,那就不配備能源計量器具啊。然而,任何事都要辯證地看,不能因噎廢食。為了保證連續性生產的正常進行,便于對工藝過程的控制中各參數的實時掌握從而保證產品質量的各項指標,相關能源計量器具是必須配備的。那么,如何既滿足生產需要,又將能耗控制至zui低呢?現提出以下幾點建議供參考。
    較前,可以依靠科學進步,采用新技術、新材料對能耗高的設備進行節能技術改造,向技術改造要能源,將高能耗的流量計淘汰下來。只有節能技術改造抓得好,將額外增加的能耗降至zui低,企業才能取得顯著的經濟效益。當然,引進先進技術和設備需要資金投入,開始可能會感覺投入較多,但從長遠角度看,有利于能源資源節約,也符合可持續發展的科學發展觀。
    第二,在設計選用流量計時,一方面應在滿足生產需要的前提下,盡量少設計彎頭、閥門、調節閥等可能帶來壓損的設備,在可以不縮徑的情況下,不要因為某些不重要的因素而隨意縮徑使用流量計,要注意縮徑造成的壓損更大,而造成的能耗也將更驚人;另一方面,要在滿足計量準確度的前提下,盡量選用壓損小的流量計,而不要將流量計的價格作為選用標準。在國際zhuming流量測量經典專著、米勒先生所編著的《流量測量工程手冊》中有這樣一段話:“對于連續的工業生產過程,由yongjiu壓損所引起的額外的耗能費,是在流量計選型時必須考慮的一個重要因素。特別是對于較大口徑、較大流量的管道,由泵或壓縮機(風機)輸送流體所需的耗能費是很大的。在此情況下,應選用一個yongjiu壓損小的流量計。這個流量計雖然可能貴些,但可以證明選用它是合算的。”
    第三,已安裝流量計在運行期間要加強維護,時刻監視流量計的數據是否有異常,特別是如孔板、渦輪、渦街等容易因臟物造成管道堵塞的流量計,如果檢查不到位、維修不及時,會由于管道堵塞造成更大的壓損,將在工作不細致中增加大量的能耗,從而造成經濟效益的損失。
    第四,在有條件通過其他手段獲得需求的計量數據時,不能因為方便或所謂的更準確而增裝流量計,這不但是資源的浪費,也將因此增加壓損而造成巨大的能耗。比如,隨著成本核算工作的深入,部分單位為了弄清楚或更準確地獲得本單位各項生產成本數據而大量增裝能源計量器具,雖然從某種程度上說,數據是更準確了,但終歸是內部計量數據,有些數據可以通過其他數據(如罐量、其他流量計分量等)間接獲得就不必再增裝流量計,而且這種準確是不必要的,有時甚至是一種浪費,因為會增加整個企業的生產成本。
    第五,要加強管理。企業要組織專門人員對本企業能耗情況進行統計,對造成能耗的各種設備進行能耗分析,對屬于重復計量的計量器具實行取消、拆除,對于耗能大的進行技術改造;并完善相應的管理制度,使這項工作能夠得以持續。

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