一、節能降耗已列為“十一五”的重中之重。
過(guò)去十年,我國經(jīng)濟建設發(fā)展迅速,GDP每年增長(cháng)率都在10%以上,但這是以高耗能為代價(jià)的,我國每百萬(wàn)美元產(chǎn)值的產(chǎn)品耗能達到1274噸標準煤,為水平的2.4倍;美國的2.5倍;歐盟的4.9倍;日本的8.7倍,我國每年耗煤已達14.2億噸,如“十一五”規劃GDP要翻一番,按目前耗能水平,每年需生產(chǎn)近30億噸標準煤,這個(gè)數量無(wú)論從資源、生產(chǎn),還是從環(huán)保、安全、運輸各方面考慮,都是難以為繼的。*在“十五”期間已提出在能源總耗略增前提下,單位產(chǎn)值耗能應下降15~17%,執行結果卻是能源總耗增加了10%;而單位產(chǎn)值耗能不降反上升了7%,真是*十萬(wàn)火急,地方、企業(yè)置若罔聞。如果再不狠抓節能降耗,過(guò)大的能耗必將成為制約我國經(jīng)濟進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。“十一五”期間*將下zui大的決心,把節能降耗作為經(jīng)濟建設中的重中之重,在確保GDP翻番的同時(shí),單位產(chǎn)值能耗五年內應下降20%。我國工業(yè)能耗占總能源的68%,人民生活耗能僅占11.4%,因此節能的重點(diǎn)應放在工業(yè)上,特別是高耗能產(chǎn)業(yè),如電力、冶金、鋼鐵、石化、建材、運輸……。
二、流量?jì)x表在節能監測中的重要作用
過(guò)去的事實(shí)說(shuō)明了,僅僅是自上而下地宣傳節能降耗是遠遠不夠的,必需將節能指標落實(shí)到地方與企業(yè)的主要領(lǐng)導,且列入政績(jì),才可能引起重視。而是否達到了指標,則必需采取科學(xué)的態(tài)變,通過(guò)儀表的監測用數字來(lái)評估節能的效果。為此,*責成有關(guān)部門(mén)制定了國標GB17167-2006,即“用能單位能源計量器具配備和管理通則”并已于
在能源監測儀表中,除電能用電表、固態(tài)煤用稱(chēng)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、液化氣、煤氣……)及載能工質(zhì)(水、蒸汽)都必需采用流量?jì)x表。即使對于固態(tài)能源煤,在流程工業(yè)連續作業(yè)時(shí),也可采用沖板式流量計,或氣固二相微波流量計。因此,流量?jì)x表在能源
3、說(shuō)明:表1的計算,假設了一些條件,如:流量按平均流速25m/s,介質(zhì)為空氣,溫度20℃,壓力102kpa,風(fēng)機效率為0.85,每年工作為365小時(shí),每天工作24小時(shí),電費每千瓦小時(shí)0.8元??装?/span>β取0.62;內錐β取0.7,參數如有變化,耗能及年運行費也有所不同,因此表1的數據只能對三種儀表的耗能,運行費做定性的評估。
四、幾種能源監測流量?jì)x表的比較
1、節流裝置:基于節流產(chǎn)生差壓,測差壓的平方根可知流量大小。長(cháng)期以來(lái)這類(lèi)儀表由于可承受惡劣的工況,且已有標準作依據,曾占據了流量?jì)x表的60~70%市場(chǎng),類(lèi)型多達二、三十種。
①經(jīng)典式:已建立、國內標準,以孔板、噴咀、文丘利為代表,其中孔板如表1所示,壓損較大,噴咀多用于測蒸汽,壓損僅次于孔板(見(jiàn)圖1)。當管徑大于0.3米時(shí),建議不再選用,文丘利管壓損雖較小,但體積龐大,耗費大量高耗能鋼材,制造、運輸都非易事,選用也應慎重。
②內錐:近3~5年內宣傳力度很大,被認為是一種壓損小、準確度高,幾乎不要求直管段的儀表,其壓損在不同β下(圖1),僅次于孔板,比噴咀略高,并不是節能儀表;其準確度有人做過(guò)標定*1,在大管徑下(D>300mm);流出系數的分散度約為5%。其主要優(yōu)點(diǎn)是采取了環(huán)形通道,具有整流效果,因而要求直管段長(cháng)度較其他節流裝置小得多,在管徑日益增大,現場(chǎng)難以滿(mǎn)足流量?jì)x表所需的直管段長(cháng)度,還是一個(gè)應肯定的突出優(yōu)點(diǎn)。
③低壓損管(lo-loss)相關(guān)資料公布已三十年,類(lèi)似縮短了的文丘利管,主要特點(diǎn)是*壓損小。
④梭式*2:取內錐、低壓損管二者之所長(cháng),具有環(huán)形通道可縮短前直管段長(cháng)度的優(yōu)點(diǎn);又具有lo-loss管節流后壓力恢復的功能,為產(chǎn)品。
2、插入式:結構簡(jiǎn)單,安裝方便,價(jià)廉,且可不斷流裝折,但準確度較低,僅適用于大管道流量檢測,在能源監測中可用于準確度要求不高的場(chǎng)合。
①測點(diǎn)速:通過(guò)測管道中一點(diǎn)的流速推算流量的儀表,如雙文丘利管;插入式渦街、渦輪、電磁,皮托管。據ISO7145評估,準確度為±3%,如直管段不足30D,準確度將低于±5%*3。
zui近在市場(chǎng)上推出一種類(lèi)似變形皮托管的測管,zui大優(yōu)點(diǎn)是不易堵塞,在管道上方安放三支,每支需用一個(gè)差壓變送器,價(jià)格較貴。據稱(chēng)按ISO3966設計,但并未達到該標準所要求在橫截面上安排20個(gè)測點(diǎn)的要求。有關(guān)文章對其做了誤差分析*4,并未考慮到速度分布不理想時(shí),影響準確度zui大的干擾系數γ*5。因此,測量誤差將會(huì )超出±3%。
②測徑向多點(diǎn)流速:典型的儀表為均速管,由于測點(diǎn)多,準確度可優(yōu)于測點(diǎn)速的插入式流量計。通常僅測橫截面直徑方向上的多點(diǎn)流速,在需提高準確度時(shí),也可插互成900的二支均速管,則更符合ISO3966的測點(diǎn)要求。
3、無(wú)阻力件流量?jì)x表。這類(lèi)儀表的特點(diǎn)是機械結構簡(jiǎn)單,管道內無(wú)任何阻力件,壓損小、準確高,是zui有發(fā)展潛力的流量?jì)x表,如超聲、科氏、電磁、近五年市場(chǎng)年增長(cháng)率分別達到10.4%、6.9%、2.4%。
①電磁:在流量?jì)x表市場(chǎng)中雖居*,但僅可測電導率大于10-5S/cm的流體,不能測油品及天然氣等能源,只能測載能工質(zhì)水。
②科氏:管內雖無(wú)阻力件,但要求流體在儀表中流向轉1800,因此壓損較大,準確度可高達±0.5%以上,管徑目前均小于
③超聲:可用于多種流體,準確度可高達±0.5%,壓損小,量程比大,國內外已制定相關(guān)標準,是的能源監測儀表。目前除價(jià)格較貴影響選用外,據用戶(hù)反映,在現場(chǎng)應用中、抗噪聲性能還有待進(jìn)一步改善。
五、小結
1、儀表選型應全面、理性。本文從能源監測的角度出發(fā),強調了流量?jì)x表具有準確度高、*壓損小,價(jià)格低廉的幾個(gè)特點(diǎn)。從上所述,目前還沒(méi)有十全十美的儀表,有些儀表如孔板、科氏、容積式、雖然壓損大,但也有特點(diǎn),或是有標準可遵循(如孔板)、或是準確較高,當管徑不大時(shí),壓損的問(wèn)題也并不突出,不必因噎廢食。因此,選型應全面,綜合考慮,過(guò)分地夸大或貶低某一種儀表都是片面、不可取的。
2、發(fā)展趨勢:目前流量?jì)x表有很多類(lèi)型,處于一種“春秋戰國”的狀態(tài),但科技在飛速的發(fā)展,新型儀表如電磁、超聲、科氏,以其結構簡(jiǎn)單,功能完善,日益受到用戶(hù)的青睞。經(jīng)過(guò)長(cháng)難以滿(mǎn)足等缺點(diǎn),市場(chǎng)發(fā)展呈下降趨勢,年增長(cháng)率為-2.3%。新的節流裝置也在不斷地涌現,所以新型流量?jì)x表取代經(jīng)典式傳統儀表將是一個(gè)較漫長(cháng)的過(guò)程,并非一朝一夕之事。
典式(孔板、噴咀、文丘利)或因壓損大,要求直管段