您好,三畅仪表官方网站欢迎您!

官方微信|加入收藏|联系三畅|

电磁流量计,涡街流量计,蒸汽流量计,涡轮流量计

全国咨询服务热线:

0517-8699832618952302362

产品中心

联系我们

热销产品

相同β值下节流型流量计开孔方式对节能效果的影响

相同β值下节流型流量计开孔方式对节能效果的影响

产品说明: 摘 要:在热电行业中,流量传感器的结构差异往往会引起不同的管网永久压力损失,进而产生更高的能耗,不利于企业的节能减排。本文以计算流体力学为依据,通过数字化分析技术和工况标定方法,对不同结构下的流量计在蒸汽管网中的计量特性进行了研究。结果表明,在同一工况、同一等效直径比β的条件下,合理的流量传感器开孔方式可以降低过热蒸汽在计量过程中的永久压力损失,为企业节省电耗,且蒸汽流量值越大,节能效果越明显,经济效益越突出。
引言
节流式差压流量计在差压流量计中历史最为悠久。其中,孔板流量计是目前国际上应用最为广泛、标准化程度最高的一种流量计。其结构简单、易于加工、经久耐用,但是也存在流出系数不稳定、重复性不高、精度低、线性

全国咨询热线:

18952302362

  • 产品说明


    摘 要:在热电行业中,流量传感器的结构差异往往会引起不同的管网永久压力损失,进而产生更高的能耗,不利于企业的节能减排。本文以计算流体力学为依据,通过数字化分析技术和工况标定方法,对不同结构下的流量计在蒸汽管网中的计量特性进行了研究。结果表明,在同一工况、同一等效直径比β的条件下,合理的流量传感器开孔方式可以降低过热蒸汽在计量过程中的永久压力损失,为企业节省电耗,且蒸汽流量值越大,节能效果越明显,经济效益越突出。
引言
    节流式差压流量计在差压流量计中历史较为悠久。其中,孔板流量计是目前国际上应用较为广泛、标准化程度最高的一种流量计。其结构简单、易于加工、经久耐用,但是也存在流出系数不稳定、重复性不高、精度低、线性差、永久压力损失大等缺点。因此,根据节流件开孔数目和分布规律的不同,研究人员发明了多种新型差压式流量测量装置,与传统标准节流装置孔板相比,该类节流式差压流量计的量程比大、精确度高、直管段要求短、永久压力损失小[1-4]。这种类型的流量计在热电行业更是得到了广泛的应用。在节能减排要求日益增加的驱使下,热电行业也要求流量测量时产生较小的永久压力损失。本文采用两种不同开孔方式,但等效直径比β值相同的流量计对热电厂的蒸汽流量测量,并进行数字化分析和工况标定,进而对比两种流量计的节能效果的好坏,为工业现场流量计的选型提供参考。


1.jpg
2.jpg

 

蒸汽管网基本参数
    该蒸汽管道水平安装,尺寸为Φ480×2。管道内介质为过热蒸汽,密度为15.496kg/m3,粘度为1.94×10-5Pa•s。工况标定时选取常用流量200t/h、最大流量350t/h、最小流量50t/h,操作压力为3.6MPa,温度为290℃。根据该蒸汽管网的基本参数可设计两种流量计的三维模型如图1所示,并命名为1号流量计和2号流量计。根据工况数据,蒸汽管道上下游直管段足够长。根据流场充分发展的原则,并尽可能提高计算效率,可选取上下游直管段各20D。图2分别为安装1号流量计和2号流量计的传感器部分在管道内安装的三维模型。
2 流场分析对比
    首先,按照正常流量200t/h对两种流量计所在管道内的流场进行分析,流场分布如图3所示。图3为两种流量计的管道压力云图,从图中的压力坐标可以看出,1号流量计的最大值(20000Pa)和最小值压力(-80000Pa)差值要远远大于2号流量计。图4(a)和(b)为两种流量计的管道和垂直中截面速度云图,根据图4(a)可知,安装1号流量计的管道中最大流速可达140 m/s,而2号流量计为85 m/s,流速的最大值充分说明1号流量计的缩脉现象比2号流量计严重。根据伯努利方程可知,流速越高,压力越小,所以可定性分析出1号流量计的压力损失大于2号流量计。根据图4(b)的对比可知,蒸汽经过1号流量计之后中心孔位置流速为60 m/s,而经过2号流量计后为45m/s,可根据伯努利方程进一步反映出2号流量计的压力损失小于1号流量计。图4(c)为两种流量计的局部涡流对比,涡流对比无法给出定量的压损大小关系。故需要采用数字化技术对两种流量计在不同流量下进行工况标定,结果如表1所示。根据表1的结果可知,1号流量计的永久压力损失远远大于2号流量计的永久压力损失。以常用流量为例,1号流

3.jpg
4.jpg
5.jpg
   

量计永久压力损失为21741.1Pa,而2号流量计的永久压力损失为16193.3Pa,对比可知,2号流量计的永久压力损失比1号流量计小25.0%,即2号流量计比1号流量计节能25.0%。最大流量时,2号流量计比1号流量计节能25.2%;最小流量时,2号流量计比1号流量计节能24.6%。可见,在同工况下,2号流量计节能效果十分明显。
3 两种流量计经济性分析
    永久压力损失降低可以大大减少蒸汽在输送过程中消耗的能量,而运行输送成本是一笔很大的开支(消耗的电能)不能忽略,虽然它不在一次投资里面体现,但在动态投资里远远超过仪表的一次投资。电动机的功率损失计算方法如公式(1)所示[5]。


6.jpg


    按照设备一年365天运行,每天运行24h,每度电费为0.5元计算,则能耗换算成年度电费为:年度电费=365×24×97.43×0.5=426743.4元2号流量计的功率损耗为:


7.jpg
8.jpg


2号流量计的年度电费为:
    年度电费=365×24×72.55×0.5=317769元运行一年后,2号流量计比1号流量计可节约(426743.4-317769)=108974.4元。
    1号流量计和2号流量计的经济性对比如表2所示。根据表2可知,一台2号流量计可比1号流量计每年节省至少十几万元,而一台2号流量计和1号流量计的差价也不会超过几万元,所以从性价比来衡量,其经济效益十分明显。
4 结论
    综上,该热电公司现场提供的蒸汽管网参数,分别设计和安装了1号流量计和2号流量计,通过数字化技术对两者进行流场分析和工况标定后,可得出结论:
    1)在相同工况条件下,2号流量计比1号流量计的永久压损更低,节能效果更好。常用流量下,2号流量计比1号流量计节能25.0%;最大流量时,2号流量计比1号流量计节能25.2%;最小流量时,2号流量计比1号流量计节能24.6%。
    2)在同样的量程比条件下,两者的精度等级均为0.5级,满足现场对蒸汽计量的需求。
    3)一台2号流量计在常用流量下运行一年可比1号流量计节约11万元,在最大流量下运行一年可节约57万元,而两种流量计每台价格差不会超过几万元。因此,2号流量计运行一年不但可以收回成本,并且更加省钱。

相关产品推荐:

蒸汽流量计气体流量计