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流量计压损可能会带来经济损失


文章日期:2018-03-01|阅读数:


中石化荆门分公司的能源计量大部分是流量计量,这就要依靠能满足计量要求的相应准确度等级的流量计来完成。市场上的流量计种类繁多,但在相应趋于成熟的技术能力的支持下性能相差不多。这样虽然可选性较强,但是不同流量计在相同管径、相同流量条件下,对管路造成的压损却不尽相同。而压损却是能源计量中的一个超级耗能大户。

流量计压损可能会带来经济损失
    流量计一般都安装在流通管道中,这时流量计实际上相当于流通管道中的一个阻力件,流体在通过流量计时会产生压力损失,造成一定的能源消耗。压力损失越小,管道中输运流体所需额外增加的动力就越小,压损造成的能耗就越小,能源计量成本就越低;反之则压损造成的能耗就越大,能源计量成本就越高。也许有人会认为,这点压损能造成多大能耗,太斤斤计较了吧。在此且不谈别的,就谈这个所谓的斤斤计较到底值不值。
    例如:有这样一个计量点,输送中压蒸汽的管道上使用的是孔板流量计,工艺设计介质温度t=330℃,压力P=3MPa,***大流量Qmax=200t/h,常用流量Qt=160t/h。根据计算,选用的孔板的直径比β=0.63226,***大差压ΔPmax=133.51kPa,中压过热蒸汽的密度ρ=11.5143kg/m3。
    (1)常用流量Qt下,孔板流量计的常用差压ΔP
    ΔP=(Qt/Qmax)2?ΔPmax=(160/200)2?133.51kPa=85.4464kPa
    (2)常用流量Qt下,孔板流量计的压损dP
    dP=(1-β2)?ΔP=(1-0.632262)?85.4464kPa=51.29kPa
    (3)按下式计算在常用流量Qt下,孔板流量计带来的额外消耗的能量值W
    W=(dP?Qt)/(3.6?η?ρ)
    式中:W——消耗的能量值,W;dP——压损值,kPa;Qt——过热蒸汽的常用质量流量,kg/h;η——泵和电动机的效率(常取η=0.8);ρ——在工况下,过热蒸汽的密度,kg/m3。则
    W=(51.29?160000)/(3.6?0.8?11.5143)=247470W
    (4)孔板流量计额外增加的年耗能费
    若当地工业用电电价为0.725元/kW?h,则
    年耗能费(元/年)=(W/1000)?(运行时数/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,一算吓一跳。这个数据是惊人的,在不知不觉中,一件孔板流量计压损就能吃掉一百多万元。若以企业安装了孔板流量计200件来算,一年因孔板流量计造成的能耗将高达近3亿元。
    也许有人会认为,孔板流量计是一个特例,因为其工作原理就相当于在管道中增加了一个挡板,当然压损就大,也许不改变流通直径的流量计就不会有这么大的能耗了。那再来看看科里奥利质量流量计。
    (5)科里奥利质量流量计额外增加的年耗能费
    有这样一个计量点,在DN150mm的管道中采用科里奥利质量流量计实现原油计量。
    有关工艺参数如下:
    原油流量Q=450t/h,原油密度ρ=878kg/m3,压力损失dP=0.35MPa,则由此流量计带来的额外年耗能费计算如下:
    W=(dP?Qt)/(3.6?η?ρ)
    式中:W——消耗的能量值,W;dP——压损值,kPa;Qt——原油的质量流量,kg/h;η——泵和电动机的效率(常取η=0.8);ρ——在工况下,原油的密度,kg/m3。则
    W=(350?450000)/(3.6?0.8?878)=62286W
    若当地工业用电电价为0.725元/kW?h,则
    年耗能费(元/年)=(W/1000)?(运行时数/年)?(0.725元/kW?h)=(62286/1000)?(24?365)?(0.725元/kW?h)=395578.39元
    若以企业安装有科里奥利质量流量计100台算,则每年因流量计运行而额外增加的泵输送能耗可达4000万元以上。这是一笔巨大的看不见的能耗,但往往却被忽视。
    那么有人会说,既然配备能源计量器具会造成这么大的额外的能源损耗,那就不配备能源计量器具啊。然而,任何事都要辩证地看,不能因噎废食。为了保证连续性生产的正常进行,便于对工艺过程的控制中各参数的实时掌握从而保证产品质量的各项指标,相关能源计量器具是必须配备的。那么,如何既满足生产需要,又将能耗控制至较低呢?现提出以下几点建议供参考。
    ,可以依靠科学进步,采用新技术、新材料对能耗高的设备进行节能技术改造,向技术改造要能源,将高能耗的流量计淘汰下来。只有节能技术改造抓得好,将额外增加的能耗降至较低,企业才能取得显著的经济效益。当然,引进先进技术和设备需要资金投入,开始可能会感觉投入较多,但从长远角度看,有利于能源资源节约,也符合可持续发展的科学发展观。
    第二,在设计选用流量计时,一方面应在满足生产需要的前提下,尽量少设计弯头、阀门、调节阀等可能带来压损的设备,在可以不缩径的情况下,不要因为某些不重要的因素而随意缩径使用流量计,要注意缩径造成的压损更大,而造成的能耗也将更惊人;另一方面,要在满足计量准确度的前提下,尽量选用压损小的流量计,而不要将流量计的价格作为选用标准。在国际流量测量经典专著、米勒先生所编著的《流量测量工程手册》中有这样一段话:“对于连续的工业生产过程,由压损所引起的额外的耗能费,是在流量计选型时必须考虑的一个重要因素。特别是对于较大口径、较大流量的管道,由泵或压缩机(风机)输送流体所需的耗能费是很大的。在此情况下,应选用一个压损小的流量计。这个流量计虽然可能贵些,但可以证明选用它是合算的。”
    第三,已安装流量计在运行期间要加强维护,时刻监视流量计的数据是否有异常,特别是如孔板、涡轮、涡街等容易因脏物造成管道堵塞的流量计,如果检查不到位、维修不及时,会由于管道堵塞造成更大的压损,将在工作不细致中增加大量的能耗,从而造成经济效益的损失。
    第四,在有条件通过其他手段获得需求的计量数据时,不能因为方便或所谓的更准确而增装流量计,这不但是资源的浪费,也将因此增加压损而造成巨大的能耗。比如,随着成本核算工作的深入,部分单位为了弄清楚或更准确地获得本单位各项生产成本数据而大量增装能源计量器具,虽然从某种程度上说,数据是更准确了,但终归是内部计量数据,有些数据可以通过其他数据(如罐量、其他流量计分量等)间接获得就不必再增装流量计,而且这种准确是不必要的,有时甚至是一种浪费,因为会增加整个企业的生产成本。
    第五,要加强管理。企业要组织专门人员对本企业能耗情况进行统计,对造成能耗的各种设备进行能耗分析,对属于重复计量的计量器具实行取消、拆除,对于耗能大的进行技术改造;并完善相应的管理制度,使这项工作能够得以持续。


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