一節(jié)能形勢嚴峻,不能再掉以輕心
我國制定了國標GB17167(用能單位能源計量器具配備和管理通則),要求耗能達一定水平的單位及設備都必須安裝儀表進行監(jiān)測,用科學的方法,以數(shù)字來評估節(jié)能降耗的效果。
二流量儀表在能源監(jiān)測中的重要地位
在GB17167標準中,有五條(4.3.2,4.3.3,4.3.4,4.3.5,4.3.8)為強制條款,它規(guī)定了用能達到一定水平的單位與設備必須安裝監(jiān)測儀表,而且對監(jiān)測儀表種類及其準確度等級都做了明確規(guī)定。
在能源監(jiān)測儀表中,除電能用電表、固態(tài)能源煤用稱重儀表外,其他氣態(tài)、液態(tài)能源(如原油、成品油、重油、渣油、天然氣、煤氣、液化氣……)以及載能工質(zhì)(水、蒸汽)都必須采用流量儀表,在流程工業(yè)連續(xù)作業(yè)時,固態(tài)煤也可用沖板式流量計或氣固二相微波流量計。空氣與水和蒸汽一樣也是一種載能工質(zhì),如火電廠鍋爐送風,用于風動工具的壓縮空氣;以空氣為載體用管道來輸送固體物質(zhì)等,也應監(jiān)測它的耗能。因此流量儀表是能源監(jiān)測儀表中比重zui大的重要儀表。
三能源監(jiān)測流量儀表的特點
1.*壓損不能太高
GB17167要求流量儀表監(jiān)測能源、評估節(jié)能降耗的效果。而對絕大多數(shù)的流量儀表而言,因其阻力件(如孔板、內(nèi)錐、漩渦發(fā)生體、檢測桿等)都會產(chǎn)生不可恢復的壓力損失,這種能耗如同機械運動中的摩擦一樣是不可逆的,其大小取決于阻力件的形式,因此用這些能源監(jiān)測流量儀表不僅不節(jié)能,而且還會消耗能量。有些耗能之大不可忽視(如孔板、漩進式等)。在此特定情況下,應力求選用那些能耗較小的流量儀表。
(1)*壓損計算公式。(可參見R.W.Miller流量測量工程手冊)
(2)年運行費,流量儀表因其阻力件所造成的能耗,必需加大泵(或風機)的動力以維持正常的工藝流程,其年運行費應引起足夠的重視。
?。?)舉例說明:計算孔板、內(nèi)錐、均速管3種流量儀表在不同管徑下的年運行費,介質(zhì)為空氣,流量按平均流速為25m/s,孔板b為0.62,內(nèi)錐b為0.70,風機效率:0.85。電費若按每千瓦小時為0.8元人民幣,計算結(jié)果列于表1。
2.準確度不能太低
既然要求流量儀表對節(jié)能效果進行量化,用具體的數(shù)字來評估節(jié)能效果,就應具有必要的準確度。但也并非越準確越好,因為準確度高的儀表價格都十分昂貴。為此,GB17167針對監(jiān)測對象做了合理、具體的規(guī)定;如測燃油量準確度應為0.5~1級;測氣體燃料為2級;測載能工質(zhì)可低至2~2.5級。
四能源監(jiān)測流量儀表的選用
1.節(jié)流裝置
以節(jié)流為原理的流量儀表,種類較多,可經(jīng)受較惡劣的工況,占流量儀表市場的50%以上。以下從節(jié)能角度提供幾種:
?。?)孔板,積累了數(shù)十年的使用經(jīng)驗,建立了數(shù)以萬計的數(shù)據(jù)庫,且具有國內(nèi)的標準,也是目前裝表率zui大的一種儀表。但近二年公布實施了ISO5167新標準,進一步要求前直管段長度,應用面臨較大的困境,從表1所列數(shù)據(jù)可看出,當管徑大于0.3m后,由壓損所引起的年運行費已十分可觀,在強調(diào)節(jié)能降耗的今天,難以選用,在國內(nèi)外的市場占用率均呈下降趨勢。
(2)內(nèi)錐(參閱本刊2006.9.P63~65)由美國McCrometer公司1986年推向市場,其特點為可測多相臟污流體(如焦爐煤氣);且由于錐體形成了環(huán)形通道,具有整流作用,因而所要求的前直管段長度大大低于經(jīng)典的節(jié)流裝置,天津科特公司是研制、銷售內(nèi)錐的專業(yè)企業(yè),其對內(nèi)錐有關(guān)壓損及準確度的研究、測試有如下結(jié)果。
(a)準確度
該公司對口徑100~800mm的內(nèi)錐,在水流量裝置上進行了標定,其流出系數(shù)C的離散度為1.5~5.68%。該公司認為,當管徑大于0.2m時,由于加工、安裝的原因,將可能引入較大的誤差。這里要強調(diào)的是,儀表的誤差還應包括校驗裝置的不確定度。因此,并非有些文章介紹的為5%。
(b)壓損
內(nèi)錐的*壓損DPe為:
DPe=(1.3-1.25b)DP
式中,DP為輸出差壓。
根據(jù)不同的b值來計算孔板,內(nèi)錐等流量儀表*壓損與輸出差壓的比值列于表2。數(shù)據(jù)表明:在b值較小時,內(nèi)錐的壓損與孔板十分接近(見圖1);如果選用較大的b值,意味著環(huán)形通道加大,整流效果將降低,又引起準確度下降。從上述分析來看,內(nèi)錐壓損較大,僅次于孔板,特別是管徑較大時其壓損所引起的年運行費也是十分可觀的(見表1),需要慎用。它并不是節(jié)能儀表,因此,“從節(jié)能降耗的要求來推廣內(nèi)錐流量計的必要性”(工業(yè)計量2005年3期P16-19)理由是不充分的。