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1 前言
目前在冶金企業(yè)的流量測(cè)量中使用節(jié)流式流量計(jì)的測(cè)量點(diǎn)有很多。它通常由標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置和將流量轉(zhuǎn)化成測(cè)量差壓并顯示流量的差壓計(jì)組成。在這個(gè)流量計(jì)量系統(tǒng)中作為一次裝置的節(jié)流元件,有十分顯著的特點(diǎn):
(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、工作可靠,又具有一定的準(zhǔn)確度;
(2)有豐富、可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),其加工、設(shè)計(jì)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,不需要單獨(dú)進(jìn)行標(biāo)定,即能在已知的不確定度范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。
正是由于這些優(yōu)點(diǎn),才使標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置在工廠中得以普及,充分得到應(yīng)用。
2 節(jié)流式流量計(jì)存在的問題
隨著生產(chǎn)及控制技術(shù)的發(fā)展。企業(yè)越來越注重通過采用*科學(xué)技術(shù),挖掘內(nèi)在潛力,追求自身效益的zui大化。在這種情況下,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的壓損問題也逐漸被企業(yè)所重視,成為能源管道輸送中的一個(gè)重要問題。根據(jù)節(jié)流式流量計(jì)的工作原理可知:差壓法流量測(cè)量的基本依據(jù)是當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí),流體在節(jié)流裝置的上下游側(cè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜壓力差(如圖1)。
也就是說差壓法流量測(cè)量中不可避免地存在一定的壓損。圖1中的P2-P3為流體通過節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓損,以下用δp表示,根據(jù)GB2624-93中標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)原理可知管道流經(jīng)節(jié)流裝置的壓力損失為:
δp=(1-β1.9)△p
式中:β—節(jié)流件內(nèi)徑與管道內(nèi)徑之比d/D;
△P—流量差壓。
從上式中不難看出,在一定的流體情況下,差壓△P越大,壓損越大;β值越小,壓損越大。
下面以高爐煤氣為流體介質(zhì)加以說明采用標(biāo)準(zhǔn)流量孔板的壓損情況:
差壓:△P=4kPa;
流量系數(shù):α=O.604;
孔徑比:β=0.649。
先計(jì)算壓損:
δp=(1-β1.9)△p=(1-0.6491.9)×4=2.2408kPa
為方便說明*行量綱的換算,因有
即有:
P損
又因?yàn)?,將對(duì)應(yīng)流量下的壓力損失換算成功率則有:
P損=7311936×2.72407×10-3=19.92kW
一年內(nèi)損失的電功率為:
P=l9.92×365×24=l74499.2 kW·h
以當(dāng)?shù)仉妰r(jià)0.462元/kW·h計(jì)算。損失的電費(fèi)為:
S=174499.2×0.462=80618.63元
3 改進(jìn)實(shí)例
從以上過程可以看出,該測(cè)量點(diǎn)由于采用標(biāo)準(zhǔn)流量孔板作為節(jié)流裝置,因壓損導(dǎo)致的能源浪費(fèi)十分可觀,企業(yè)應(yīng)對(duì)此有足夠認(rèn)識(shí)。
對(duì)于生產(chǎn)組織來說,節(jié)流裝置的能耗損失僅僅是一個(gè)方面,更重要的是由于壓損過大,會(huì)引發(fā)不必要的能源供需矛盾,給生產(chǎn)組織帶來困難。我單位曾經(jīng)在煤氣混合加壓站出口裝有一套工藝監(jiān)視用的流量孔板,在用戶單位產(chǎn)量大幅提高后明顯感到煤氣壓力偏低,經(jīng)調(diào)查在混合加壓站出口的壓力為7.5kPa,在zui遠(yuǎn)端壓力僅為3.5kPa,再查流量孔板資料發(fā)現(xiàn)僅節(jié)流裝置的壓損竟然高達(dá)2.8kPa。為此公司果斷決策,拆除這*量孔板,有效地緩解了因壓損過大而引發(fā)的能源供需矛盾。
4 結(jié)語
這一事例說明對(duì)那些影響管道內(nèi)流體流速、壓力的標(biāo)準(zhǔn)流量孔板進(jìn)行改造是企業(yè)在生產(chǎn)組織和技術(shù)改造時(shí)應(yīng)予以考慮的。但在具體選擇什么樣的流量計(jì)時(shí)則需要認(rèn)真考慮:標(biāo)準(zhǔn)流量孔板是有壓力損失大、安裝、檢查困難的缺點(diǎn),但它也有無須進(jìn)行實(shí)物標(biāo)定、準(zhǔn)確性高、可靠性高的優(yōu)點(diǎn);而新型流量計(jì)(超聲波流量計(jì)、威力巴管、彎管流量計(jì)、電磁流量計(jì)等屬新型低壓損流量計(jì))盡管壓力損失小,但也有需要個(gè)別標(biāo)定、價(jià)格偏高等不足。這些都需要工程設(shè)計(jì)人員綜合流體性質(zhì)、管道條件物價(jià)表?xiàng)l求等方面的因素,從經(jīng)濟(jì)性、失準(zhǔn)可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)等方面綜合考慮。
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