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孔板流量计与探针式流量计的压损节能比较
发布日期:2017-8-27 18:24:59
该文从特点、精度、安装费用、运行费用等几方面对探针流量计,与孔板流量计进行比较,尤其从压力损失角度进行计算分析,认为探针流量计的推广前景广阔。                          1 探针式流量的特点
(1)节能效果好、精度高、结构简单、安装方便,不可恢复的阻力损失小。
(2)性能稳定,长期使用不致因像孔板边缘变形、磨损、正负压室间渗漏及杂质堆积等原因导致精度降低;而且随着管径的增大,优势更加明显。
(3)由于其压力损失小(与孔板相比较,仅为孔板的5%以下),探针式流量计减少了动力消耗,节能效果显著。
由于该流量计适应范围宽,长期稳定性好,近年来在能源、环保等计量测试中得到了较为广泛的应用。
2 探针式流量计与孔板流量计的比较
2.1 购置费比较
对于1000mm管道,探针式流量计和孔板流量计应用购置费分别是3万元和12万元。应用探针流量计每套节资9万元。
2.2 精度比较
探针式流量计和孔板流量计相比,能保持长期的高精度。这是因为探针式流量计的独特结构,它采用了一体化结构,没有可以活动的部件,不受磨损、杂质和油脂的影响,避免了高、低压腔室之间的信号渗漏。相反,导致孔板流量计精度下降的原因很多,孔板流量计使用时间一长,精度就会急剧下降,需要进行定期检测和清洗。
2.3 安装费用的比较
在安装探针式流量计过程中,只需要进行简单的焊接,焊接的工作量从几厘米到十几厘米不等,基本上与管道的直径大小无关,而孔板的安装,需要一个2倍管道圆周的焊接。管道的管径越大,探针式流量计在安装上节约的费用越多。例如,鹤煤集团热电厂在3#、4#汽轮机五抽DN1002管道上安装探针式流量计,只需进行10cm的焊接;同样的管道,安装孔板流量计则需要进行630cm的焊接,相比之下探针式流量计至少节约了95%的安装费用。
2.4 运行费用的比较
与孔板流量计相比,探针流量计长期运行费用非常低。探针流量计投入运行一年所节省的电费,即可收回采购成本,节能效果明显。
探针式流量是一种高效、节能的中心流速流量探头,由于采用非收缩节流设计,比孔板的永久压损至少降低了95%以上。
2.4.1 探针式流量计和孔板流量计的压损比较
设计及试验数据表明,永久压力损失:
PPL0=(0.5~0.6)×ΔP,约为20~50kPa。
孔板压损的经验公式:
当β=0.6时,PPLo=0.6×△P
当β=0.7时,PPLo=0.5×△P
式中:β———孔板的孔径比;
△P———孔板产生的差压;
PPLo———孔板产生的压损。
通过实验可以得出,探针式流量计的压损大约为:
PPLv=0.03×△P
由于探针式流量计的差压△P比孔板的差压△P小一个数量级,而压损的比例又小了一个数量级,所以探针式流量计压损和孔板流量计压损相比是微乎其微的。
阻力件压损带来的功率损失,其计算表达式为:
假设为了弥补阻力件带来的不可恢复的压损,在其后增加一台压力泵,该泵的效率假定为η,则:
Hp=Q×PPL/η
式中:Q—流体体积流量,m3Ph;
PPL—节流件产生的压损,kPa;
η—电动机效率,无量纲常数;
Hp—功率损失,kW。
2.4.2 实例
例如某厂大热网供热系统,测量介质为水,管径为Φ1000mm,此工况下水密度为912.5kgPm3,介质流量为6000tPh时,探针式流量计所产生的差压为12kPa。那么,探针流量计所产生的压损:
根据上述公式,功率损失:Hp=Q体×PPL÷η因工况下水的密度为912.5kgPm3,所以工况下介质体积流量为:
体积流量=质量流量P介质密度
1.82648m3Ps假设电动机效率η=0.8则针式流量计损失的功率为:
Hp=Q体×PPLPη=1.82648×0.36÷0.8≈0.82191(kW)
假设每天运行24h,每kWh电能的电费为0.31元,那么一个月探针式流量计的能耗换算成电费:
30×24×0.82191×0.31≈183.4元P月
另一相同测点使用孔板流量计测量,同样条件下孔板的压差60kPa,孔板的β=0.7,孔板所产生的压损:PPLo=0.5×60=30(kPa)
探针式流量计与孔板的永久压损比为:1.2:100。
根据上述公式,孔板损失的功率为:
假设每天运行24h,那么一个月孔板流量计的能耗换算成电费:
30×24×68.493×0.31≈15287.6元/月
探针式流量计与孔板流量计的耗能比为:
1.2:100。
每一个月单只探针式流量计比孔板流量计节约电能为:15104.2元P月。由于供热供水和回水同时计量实际节能应为2×15104.2=30208.4元/月
每年该厂供热按六个月计算可节资
由以上分析可以看出,探针式流量计是目前国内外最先进,节能效果最突出的差压式流量计。另外,智能探针式流量计在一些国家地区已逐步取代孔板式流量计,具有广阔的推广前景。