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涡街流量计与孔板流量计经济效益比较

发布时间:2017-10-23
 

摘要:孔板流量计在石化企业计量中仍占主要成份。但该流量计因压力损失较大,而使大量的能源被白白浪费。本文通过对孔板和涡街两种流量计压力损失的计算和分析认为,如果用涡街流最计代替孔板流量计,每年可为大庆石油化工总厂节约大最能源。
1、前言        
总厂生产装置中,现有各种气体流量计280台,其中孔板流量计为215台,占整个气体流量计的77%。现在人们普遍认为孔板流量计具有历史长、造价低、维护方便等优点。但这种流里计因流体受到节流作用而产生严重的压力损失,此弊病却没引起人们的足够重视,致使大量能源被浪费掉。
涡街流量计是一种近02年来迅速发展起来的流量仪表,与当前广泛使用的孔板流量计相比,有一系列独特 的优点。在使用过程中,涡街流量计准确度高,压力损失小,同一台流量计用于测量不同的介质,其仪表 常数不变,是一种很有发展前途的节能型计量仪表。
2、压力损失的计算与比较
2.1压力损失的计算
(l)孔板流量计的压力损失δp1计算公式

式中
δp1-孔板流量计的压力损失,Pa;
a-流量系数;
β-孔板直径与管道直径之比;
△P-孔板上、下游间的静压差,Pa。
根据公式(1),我们可以列出表1

当知道直径比β时,可由表1直接查出孔板不可恢复压力损失δp1=ψ△P,免得用公式(1)进行繁琐地计算。
(2)涡街流量计压力损失计算公式
涡街流量计是根据卡门涡街原理研制成的一种流体振 动式仪表,流量计壳体内有一个与被测介质流向垂直 的旋涡发生体。当流体流过旋涡发生体产生涡流,也 会产生压力损失,其值δp2由下式计算:

式中
δp2-涡街流量计的压力损失,Pa;
Cd-涡街流量计的阻力系数,当发生体为矩形柱状时Cd=2.4;
V-管内流体平均流速,m·s-1;
ρ-被测流体的,密度,kg·m-3.
压力损失δp所造成的动力损耗δw,由下式计算(已折合成耗电量):

式中 qm-流体的质量流量,kg·h-1。
总厂生产中所用蒸汽,除大检修外,其它时间均为连 续供应,如平均每年检修期按20天计,则全年供汽时 间为828Oh,工业用电每千瓦小时为0.4元,则一年的能源耗损费是:

2.2能力损失比较
已总厂生产所用蒸汽为例,对上述两种流量计能耗进行比较如下:
热电厂向塑料厂供给蒸汽密度ρ=5.052Kg·m^³,流量qm=14000kg·h-1,管道直径D=300mm,孔板内径d=150mm,孔板差压上限△P=25kPa。
(1)计算孔板流量计能力损失
将上述已知数据代入公式(1)和(3)得:
功率损耗δw1=16.97kw
每年动力损耗N1=14.05×104kw·h。
(2)同一条蒸汽线上改用涡街流量计动力损失
把已知数据代入公式(2)和(3)得:
功率损耗δw2=0.69kw
年动力损耗N2=5713.2kw·h
采用孔板流量计比涡街流量计每年多耗能量13.48×104kw·h。
3、经济效益比较
通过上面对一个中等直径的两种类型流量计压力损失的分析计算可知:
一台孔板流量计每年动力耗损费为56204元;
一台涡街流量计每年动力耗损费为2285元。
将这两种动力耗损费和其它费用列于表2.

由表2可知,涡街流量计的寿命较低而设备购置和维修费又偏高。但因动力耗损费大大低于孔板流量计,其节约潜力仍相当可观。
总厂现有135台孔板流量计用于蒸汽计量,如将他们全部更换成涡街流量计,根据表2提供的数据可计算出135台流量计一年的消耗费分为为:
孔板流量计的消耗费:

使用涡街流量计每年可为总厂节约700余万元。