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节能型蒸汽流量计量技术与节能选型分析

时间:2017/10/03来源:未知

摘要:鉴于常用孔板测量蒸汽流量时会造成较大的压力损失 , 提出采用Verabar 型流量传感器取代孔板 , 可取得明显的节能效果。自孔板发明以来 ,孔板已得到广泛应用。但是 ,孔板的缺点也越来越明显。 这不仅因为它结构复杂 ,安装费用高 ,而且 ,当蒸汽经过孔板时有较大的压力损失 (20 ~ 50kPa)。这就要求生产高压蒸汽的部门必须进一步提高产汽压力 ,同时也就提高了产汽成本。为了降低这方面的损耗 ,把蒸汽计量的取压装置由孔板式改为Verabar 型(下称威力巴型)均速流量探头式。

 
1、威力巴型均速流量探头特点:
  威力巴型探头是一种差压式、速率平均式流量传感器 ,它通过传感器在流体中所产生的差压进行流量测量。它的取压方式如图 1 所示。威力巴型探头反映流体真实的流速 , 其精度达到 ±1.0 %, 重复性达 ± 0.1 %。威力巴型子弹头形状是根据空气动力学原理设计的 ,独特的前部表面粗糙处理使其保证了长期高精度测量。
  威力巴型探头采用前部表面粗糙处理和防淤槽。这样 ,无论对于高速还是低速流体 ,都会产生紊流边界层 ,使其达到降低牵引力和涡街脱落力的目的 ,并在很宽的流量范围内保证了的流量系数 ,这就相当于有了 1 个紊流发生器。其工作原理如图 2 所示。
图 1  威力巴取压示意图             图 2  威力巴型探头工作原理图
图 1  威力巴取压示意图  图 2  威力巴型探头工作原理图
  威力巴型探头能够保证精度的长期稳定 , 是因为
  威力巴型探头的另一个突出优点是 , 输出一个非常稳定、无脉动的差压信号。威力巴型探头的低压取压孔位于探头侧后两边、流体与探头分离点之前 ,远离涡流波动区域。威力巴型探头探头的安装费用很低 , 只需要进行几英寸的线条焊接 ,而且威力巴型探头探头只是产生非常低的性压力损耗 , 典型的少于0.7kPa(约 0 .1psig)。
 
2、两种取压装置的分析比较:
  ① 威力巴型均速流量传感器检测精度高 ,性能稳定。威力巴型探头没有可移动部件 ,不受磨损、污垢、应该是流量系数能够多次重现于精度范围内 , 不应超出精度范围。威力巴探头的流量系数变化试验结果如图 3 所示。而孔板在运行过程中容易出现边缘磨损、变形、节流装置渗漏、赃物沉淀 ,从而降低了检测精度。
图3  流量系数精度变化数据图

图 3  流量系数精度变化数据图

② 安装检测费用低。 由于威力巴型均速流量探头是插入式的 ,所以它的安装只需将管道开一个小孔 , 焊上底座 ,然后把探头插入 ,固定即可。若想检修或更换 ,管道停汽时只要松开螺扣 ,就可抽出探头。而孔板式安装时 ,需要大量的人力进行吊装和焊接 ,检修时又需大量的人力和财力对节流装置进行解裂 ,非常麻烦。例如 ,当管径为 300mm 时 , 安装一个威力巴型均速流量探头只有 100mm 的焊接量 ,而安装一个孔板则需 1 884mm 的焊接量 , 光焊接费用就可节约 80 %以上(管道越大效果越明显)。 
③ 运行费用低(耗能量小)。由于用威力巴型均速流量探头测量时对流体无压缩作用 , 使它产生极少的能量损耗 , 压力损失小于 1kPa , 而孔板式的压力损失则大于 20kPa 。
 
3、结论:
 对威力巴型均速流量探头的应用进行经济效益分析如下 :假设某企业有一根 650 管径的供汽管道 ,生产单位需蒸汽压力 p1 =0.6MPa ,蒸汽温度 t1 =300 ℃, 用汽量 q1 =120t/h ,年用汽量就是 10.51 万 t 。 此时蒸汽密度 ρ1 =2.2568kg/m3 。当节流装置(孔板)的压力损失为 50kPa 时 , 则供汽压力 p2 就应达到 0.65MPa 。在其它条件不变情况下 , 此时的蒸汽密度为 ρ2 =2.4480kg/m3 , ρ2/ ρ1 =1.0847 , 年供汽量应为 10.51 × 1.0847 =10.946 万 t 比生产所需多出 0.433 万 t 。按50 元/t 计算 ,年经济损失就有 21.81 ×95 %万元 ,这就是用威力巴型均速流量探头替换孔板时可以降低的年能源损耗费用。因此 , 应用威力巴型流量传感器将可获得巨大的经济价值。

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