不同種類的流量計(jì)對(duì)管路造成的壓損也各不相同
中石化荊門分公司的能源計(jì)量大部分是流量計(jì)量,這就要依靠能滿足計(jì)量要求的相應(yīng)準(zhǔn)確度等級(jí)的流量計(jì)來完成。市場(chǎng)上的流量計(jì)種類繁多,但在相應(yīng)趨于成熟的技術(shù)能力的支持下性能相差不多。這樣雖然可選性較強(qiáng),但是不同流量計(jì)在相同管徑、相同流量條件下,對(duì)管路造成的壓損卻不盡相同。而壓損卻是能源計(jì)量中的一個(gè)超級(jí)耗能大戶。
流量計(jì)壓損可能會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)損失
流量計(jì)一般都安裝在流通管道中,這時(shí)流量計(jì)實(shí)際上相當(dāng)于流通管道中的一個(gè)阻力件,流體在通過流量計(jì)時(shí)會(huì)產(chǎn)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(yùn)流體所需額外增加的動(dòng)力就越小,壓損造成的能耗就越小,能源計(jì)量成本就越低;反之則壓損造成的能耗就越大,能源計(jì)量成本就越高。也許有人會(huì)認(rèn)為,這點(diǎn)壓損能造成多大能耗,太斤斤計(jì)較了吧。在此且不談別的,就談這個(gè)所謂的斤斤計(jì)較到底值不值。
例如:有這樣一個(gè)計(jì)量點(diǎn),輸送中壓蒸汽的管道上使用的是孔板流量計(jì),工藝設(shè)計(jì)介質(zhì)溫度t=330℃,壓力P=3MPa,***大流量Qmax=200t/h,常用流量Qt=160t/h。根據(jù)計(jì)算,選用的孔板的直徑比β=0.63226,***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(jì)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(jì)的壓損dP
dP=(1-β2)?ΔP=(1-0.632262)?85.4464kPa=51.29kPa
(3)按下式計(jì)算在常用流量Qt下,孔板流量計(jì)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(zhì)量流量,kg/h;η——泵和電動(dòng)機(jī)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(jì)額外增加的年耗能費(fèi)
若當(dāng)?shù)毓I(yè)用電電價(jià)為0.725元/kW?h,則
年耗能費(fèi)(元/年)=(W/1000)(運(yùn)行時(shí)數(shù)/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(gè)數(shù)據(jù)是驚人的,在不知不覺中,一件孔板流量計(jì)壓損就能吃掉一百多萬元。若以企業(yè)安裝了孔板流量計(jì)200件來算,一年因孔板流量計(jì)造成的能耗將高達(dá)近3億元。
也許有人會(huì)認(rèn)為,孔板流量計(jì)是一個(gè)特例,因?yàn)槠涔ぷ髟砭拖喈?dāng)于在管道中增加了一個(gè)擋板,當(dāng)然壓損就大,也許不改變流通直徑的流量計(jì)就不會(huì)有這么大的能耗了。那再來看看科里奧利質(zhì)量流量計(jì)。
(5)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)額外增加的年耗能費(fèi)
有這樣一個(gè)計(jì)量點(diǎn),在DN150mm的管道中采用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)實(shí)現(xiàn)原油計(jì)量。
有關(guān)工藝參數(shù)如下:
原油流量Q=450t/h,原油密度ρ=878kg/m3,壓力損失dP=0.35MPa,則由此流量計(jì)帶來的額外年耗能費(fèi)計(jì)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(zhì)量流量,kg/h;η——泵和電動(dòng)機(jī)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(dāng)?shù)毓I(yè)用電電價(jià)為0.725元/kWh,則
年耗能費(fèi)(元/年)=(W/1000)(運(yùn)行時(shí)數(shù)/年)(0.725元/kWh)=(62286/1000)(24.365)(0.725元/kWh)=395578.39元
若以企業(yè)安裝有科里奧利質(zhì)量流量計(jì)100臺(tái)算,則每年因流量計(jì)運(yùn)行而額外增加的泵輸送能耗可達(dá)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(huì)說,既然配備能源計(jì)量器具會(huì)造成這么大的額外的能源損耗,那就不配備能源計(jì)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(xù)性生產(chǎn)的正常進(jìn)行,便于對(duì)工藝過程的控制中各參數(shù)的實(shí)時(shí)掌握從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo),相關(guān)能源計(jì)量器具是必須配備的。那么,如何既滿足生產(chǎn)需要,又將能耗控制至較低呢?現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)建議供參考。
,可以依靠科學(xué)進(jìn)步,采用新技術(shù)、新材料對(duì)能耗高的設(shè)備進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造,向技術(shù)改造要能源,將高能耗的流量計(jì)淘汰下來。只有節(jié)能技術(shù)改造抓得好,將額外增加的能耗降至較低,企業(yè)才能取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然,引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備需要資金投入,開始可能會(huì)感覺投入較多,但從長遠(yuǎn)角度看,有利于能源資源節(jié)約,也符合可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀。
第二,在設(shè)計(jì)選用流量計(jì)時(shí),一方面應(yīng)在滿足生產(chǎn)需要的前提下,盡量少設(shè)計(jì)彎頭、閥門、調(diào)節(jié)閥等可能帶來壓損的設(shè)備,在可以不縮徑的情況下,不要因?yàn)槟承┎恢匾囊蛩囟S意縮徑使用流量計(jì),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(jì)量準(zhǔn)確度的前提下,盡量選用壓損小的流量計(jì),而不要將流量計(jì)的價(jià)格作為選用標(biāo)準(zhǔn)。在國際流量測(cè)量經(jīng)典專著、米勒先生所編著的《流量測(cè)量工程手冊(cè)》中有這樣一段話:“對(duì)于連續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)過程,由壓損所引起的額外的耗能費(fèi),是在流量計(jì)選型時(shí)必須考慮的一個(gè)重要因素。特別是對(duì)于較大口徑、較大流量的管道,由泵或壓縮機(jī)(風(fēng)機(jī))輸送流體所需的耗能費(fèi)是很大的。在此情況下,應(yīng)選用一個(gè)壓損小的流量計(jì)。這個(gè)流量計(jì)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(jì)在運(yùn)行期間要加強(qiáng)維護(hù),時(shí)刻監(jiān)視流量計(jì)的數(shù)據(jù)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(jì),如果檢查不到位、維修不及時(shí),會(huì)由于管道堵塞造成更大的壓損,將在工作不細(xì)致中增加大量的能耗,從而造成經(jīng)濟(jì)效益的損失。
第四,在有條件通過其他手段獲得需求的計(jì)量數(shù)據(jù)時(shí),不能因?yàn)榉奖慊蛩^的更準(zhǔn)確而增裝流量計(jì),這不但是資源的浪費(fèi),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(zhǔn)確地獲得本單位各項(xiàng)生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)而大量增裝能源計(jì)量器具,雖然從某種程度上說,數(shù)據(jù)是更準(zhǔn)確了,但終歸是內(nèi)部計(jì)量數(shù)據(jù),有些數(shù)據(jù)可以通過其他數(shù)據(jù)(如罐量、其他流量計(jì)分量等)間接獲得就不必再增裝流量計(jì),而且這種準(zhǔn)確是不必要的,有時(shí)甚至是一種浪費(fèi),因?yàn)闀?huì)增加整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)成本。
第五,要加強(qiáng)管理。企業(yè)要組織專門人員對(duì)本企業(yè)能耗情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),對(duì)造成能耗的各種設(shè)備進(jìn)行能耗分析,對(duì)屬于重復(fù)計(jì)量的計(jì)量器具實(shí)行取消、拆除,對(duì)于耗能大的進(jìn)行技術(shù)改造;并完善相應(yīng)的管理制度,使這項(xiàng)工作能夠得以持續(xù)。