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超聲波流量計應用在三級計量網絡中發電廠的優越性

作者: 來源: 發布時間:2018-04-20 11:03:23

摘要:
文章結合發電廠的自身特色, 就超聲波流量計在三級計量網絡中替代傳統流量計量儀表在適應領域、準確性、時效性、性價比和安裝工況等方面進行比較, 突出體現了超聲波流量計的優越性。
隨著國家經濟發展的主題從高速高效向節能環保的轉變, 各行各業紛紛提升能源計量管理層次等級, 本鋼集團適應國家經濟發展潮流, 在全集團內廣泛開展三級計量網絡建設。發電廠作為能源密集型企業, 其能源計量網具有介質類型多, 計量點數量多的特點, 是三級計量網絡建設的重點單位。在發電廠工藝中, 水處理環節占有很大的比重, 因此水流量計量儀表的安裝成為了網絡建設的重中之重。
1 水流量計量儀表安裝面臨的主要問題
對于老舊產線進行計量儀表安裝, 通??赡苡龅揭韵聨讉€問題:
(1) 工藝管道前后直管段不足。
(2) 產線不允許停產安裝。
(3) 管線壓力等級高, 無法帶壓取孔。
(4) 管道特殊, 含有襯膠等特別工藝。
(5) 測量介質特殊。
對主流的節流取壓儀表, 一般都有前10D后5D的直管段要求, 因為工藝管道形成初期未考慮相應測量點的安裝問題, 形成后再改造成本將會提升很多, 有的甚至根本不具備改造條件, 無法安裝。
如孔板等傳統取壓方式儀表, 必須要將管道內的介質完全阻斷后才能進行施工, 但是很多時候, 部分工藝管道的停運就意味著整個產線的停運, 對集團化運營的企業來說, 還可能影響到整個系統的能源平衡, 所以是不能允許的。
目前還有很多主流流量儀表是使用微差壓測量技術的, 即將測量元件插入測量管道內, 通過擾流產生的測量元件各方位的差壓有所不同來進行流量測量。這種安裝工藝雖然可以不用對管道進行完全阻斷, 但目前國內很多的帶壓取孔技術都存在一定的壓力限制, 并不是在任何情況下都可以安裝的, 尤其是在發電廠這種高溫高壓的情況下, 帶壓安裝不但風險大, 而且成本高。
在發電廠工藝的水處理環節中, 有很多酸、堿腐蝕性介質需要在管道中進行傳輸, 這要求管道內部必須進行防腐處理, 在有防腐處理的管道上, 靠法蘭進行管道連接的居多, 一般無法進行后期加工, 尤其是使用水電焊時, 容易損傷內部涂層, 所以在這種管道上無論是管段安裝還是取孔安裝, 都有很大難度。
電磁流量計常用的安裝方式為管段式安裝, 也會遇到前面說到的安裝問題, 同時, 電磁流量計在發電廠的應用中, 還有一個很難解決的問題, 就是發電廠用于制造蒸汽的水必須是除鹽水, 電導率都很低, 所以, 使用電磁流量計無法準確計量。
2 使用超聲波流量計解決計量難題
上文提到的各類流量計安裝問題, 在我廠的三級計量網絡建設中都出現過, 為了解決上述問題, 我們實驗了多種流量計產品, zui終發現, 使用超聲波流量計替代傳統儀表是解決此類問題的zui佳途徑。
首先, 超聲波流量計有多種安裝方式:管段式安裝、插入式安裝和外夾式安裝。相對來說, 管段式安裝成本較低, 適合在水處理等可隨時進行階段性停產的區域進行安裝。插入式安裝測量精度相對較高, 適用于管網壓力不是很高, 具備帶壓取孔可能性, 且對計量精度要求較高的場合。外夾式安裝安裝方便, 不受管道直徑、結構和管網壓力等限制, 在zui大限度上滿足了現場安裝要求。
在我廠的三級計量網絡中, 大范圍的使用了超聲波流量計, 使用其進行水流量計量的好處, 主要體現在時效性好、性價比高、工況要求低等幾個方面。
時效性好就是說超聲波流量計的安裝周期很短。安裝一套外夾式超聲波流量計算上調試時間只要一個來小時, 而安裝其它插入式微差壓流量計量儀表, 則需要至少半天時間, 安裝孔板流量計需要時間更長, 還有可能需要停產安裝。
性價比是指各類型測量儀表在測量相同介質時所體現出的性能與價格的比值。對于完成相同的功能要求, 在達到相同的測量精度的情況下, 其采購成本、安裝成本等綜合成本的價格越低, 其性價比越高。國內各類型儀表采購價格見表1。


表1 常見流量計價格對比
表1 常見流量計價格對比


通過上表, 可以發現超聲波流量計的采購成本遠低于其它品種流量計。在發電廠可使用超聲波流量計計量的測點在150個以上, 如果全部使用超聲波流量計替代傳統儀表, 可節約采購成本300萬元左右。
工況要求低是指超聲波流量計安裝對管道無過多要求, 管徑適應范圍大, 管內介質無粘度、流速等要求, 而孔板流量計無法測量小管徑流量, 微差壓流量計測量大管徑流量時需要兩端加固等, 都限制了其適用范圍, 尤其是插入式的安裝方式, 對管道內介質的粘度、腐蝕性等必須做出嚴格要求, 不然極易損傷一次測量元件??紤]到以上因素, 超聲波流量計特別適于在水處理產線安裝, 因為水處理生產過程中, 涉及到很多鹽分, 尤其是濃水, 含鹽比例很高, 其它測量元件都十分容易損壞, 外夾式超聲波流量計wanmei的解決了此類問題。
3 超聲波流量計的缺陷
雖然超聲波流量計適用范圍很廣, 但是也不是完全適用于各種工況, 適應溫度一直是其一個硬傷。常用流量計優缺點比較見表2。


表2 常用流量計優缺點比較
表2 常用流量計優缺點比較


由于一次測量元件用于產生超聲波的組件由電子元件組成, 所以注定了其耐受溫度必然不能太高。目前, 國內超聲波流量計的使用溫度上限基本維持在90℃左右, 部分國外進口產品可達到120℃。一旦使用溫度限制得到大范圍提升, 其在流量測量儀表領域的地位將無可撼動。
綜上所述, 在具備安裝條件的工況下, 應大力推廣使用超聲波流量計, 不僅可以大量節約備件采購資金投入, 而且可以zui大限度縮短建設周期, 盡早獲得精確計量帶來的經濟效益。

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