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南京化工厂蒸汽流量计量选型改造经验

时间:2018/03/15来源:未知

 摘要 :先容南京化工厂在原有蒸汽检测上存在的问题 , 通过管网调整 , 新型流量仪表的选用解决了该问题 , 从而提高蒸汽测量的准确率和降低仪表运行维护费用 。
 南京化工厂有 5 台大型蒸汽锅炉及 2 台蒸汽发电机组, 每天产中压蒸汽 1.2 ~ 1.4 kt ,低压蒸汽1.5 ~ 1.8 kt 。2001 年 4 月 , 该厂开展了目标成本管理工作 ,对试点单位加强了能源消耗的考核 。但由于长期以来能源计量工作存在如下问题:1)蒸汽出口管网走向影响计量检测的不准确;2)仪表故障率高, 使检测率降低 ;3)检修、校验手段不完善 ,造成计量仪表误差大.蒸汽日报表一级计量检测率只达到 90 %左右, 能源数据已不能满足目标成本考核的需要 。为了达到计量的技术要求 , 在 2001 年8 月对现场进行调查 , 核准有关蒸汽流量数据 , 提出重新安排计量检测点, 对蒸汽出口管网进行改造方案 ,并在 2001 年 10 月的大修中实施 。通过这次蒸汽管网改造, 在准确计量 、节能降耗方面取得了良好的效果。
1、输汽管网改造:
    通过改造中 、低压蒸汽出口管网, 减少管网本身的热能损耗和计量误差 ,增强流量数据检测率。
1.1、中压蒸汽管网调整:
    废除 6 号炉中压和单放管中压蒸汽流量计量 ,同时把原中压计量测量点调整到 7 号炉中压蒸汽出口处 ,成为全厂总中压蒸汽计量, 总中压蒸汽原有 3 套计量装置并为 1 套(参见图 1)。
图 1  中压蒸汽管网计量改造示意图
图 1  中压蒸汽管网计量改造示意图
1.2、低压蒸汽管网改造:
    废除中线低压蒸汽管网 ,调整北线低压蒸汽计量点位置 ,合并南线和单放管的 2 套低压气管道 ,调整为南线总出口计量 。低压蒸汽原有 6 套计量装置并为 3 套(参见图 2)。
    通过半年的运行 ,全厂中 、低压蒸汽一级检测率已达到标准 98 %以上。供热车间每天实际输送中、低压蒸汽 2.7 kt 以上, 按达标检测率提高 8 %每天约有 200 t 蒸汽得到准确计量 。按每吨蒸汽50 元计算 , 每天将有万元以上的经济效益被证实 。
图 2  低压蒸汽管网调整

图 2  低压蒸汽管网调整

2、计量仪表选用:
    在蒸汽计量装置改造中, 流量测量仪表选用了威力巴均速流量探头 ,显著降低长期运行费用 。威力巴是一种均速流量探头, 具有测量精度高 、量程比大、输出信号稳定、波动小、管道压损低 、安装费用低 ,特别是低压损使得在长期运行中节省了大量的运行费用。因为威力巴采用非收缩节流设计,比孔板的压损减少 95 %以上 。
    孔板压损计算公式:当 β =0 .6 时 δp1=0 .6Δp1当 β =0 .7 时 δp1=0 .5Δp1式中  β ———孔板的孔径比;Δp1———孔板产生的差压;δp1———孔板产生的压损。威力巴压损计算公式 :    δp2=0 .03Δp2其中  Δp2———威力巴产生的差压 ;δp2 ———威力巴产生的压损 。
    因为节流装置的压力损失将引起额外的能耗 ,管道口径越大, 能耗费用越大 ,所以选用节流装置时压力损失是一个重要因素 。威力巴探头的差压Δp2比孔板的差压 Δp1小一个数量级, 压力损失系数又小一个数量级 ,因此威力巴的能耗费用和孔板相比几乎微乎其微 。具体比较如表 1 所列 。
    实例说明 :北线低压蒸汽 ,管径为 325 mm ×8mm , 压力为 800 k Pa , 温度为 220 ℃。 在此压力 、温度下其蒸汽密度为 4 .13 kg/m3, ***大流量为75 t/h , 正常流量为 30 t/ h ;工况下过热蒸汽密度4 .13 kg/ m3,该厂电费按 1 k W·h 为0 .50元计算 ,电能转换效率 η为 0 .8 ,孔板孔径比 β =0 .5714 。
表 1 威力巴和孔板压损及运行费用比较
表 1 威力巴和孔板压损及运行费用比较
    损失的功率计算公式:W =qVδp/ η式中  qV———流体工况体积流量,m3/s ;δp ———节流件产生的压损,k Pa ;η———电能转换效率 ,无量纲数;W ———损失的功率 , k W 。一年能耗费用(元)=W ×24 h/d ×360 d ×0 .5 元/(k W·h 。)
    由表 1 可看出 ,使用威力巴均速流量探头与使用孔板流量计相比, 在 30 t/h 正常流量使用情况下, 孔板年均能耗费用达 10 万元以上 ,而威力巴只有千元左右。目前已使用 3 套威力巴测量装置, 为此每年节约能耗费用达 30 万元以上 ,其经济效益非常显著 。

3、运行维护费用:
    蒸汽管网改造后,在达到计量检测目的的同时又减少了 5 套一级计量装置(每套包括一次测量元件、差压变送器、压力变送器、温度测量元件、配电器、积算仪 、阀门等), 大大节省了仪表维护费用 。将目前仪表装置的运行费用 、检修费用、校验费用等综合起来 , 一年消耗费用为购仪表装置费用的40 %, 每套仪表装置原购置费约为 2 万元 。为此 ,减少 5 套一级计量装置 ,每年节约费用为 4 万元左右。

4、结束语:
    通过供热车间蒸汽出口管网、计量装置的改造,使得流量计量数据统计准确 ,保证了企业蒸汽一级计量的考核要求。同时为以后开展二级能源计量和今后的计量工作打好了坚实的基础 。

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