中(zhōng)石化荊門分公(gōng)司的能源計量大部分是(shì)流量計量,這就要依靠(kào)能滿足計量要求的相應準確度等級的流量計來(lái)完成。市場上的流量計種類繁多,但在相應(yīng)趨(qū)於成熟的技術能(néng)力(lì)的(de)支(zhī)持下性能相差(chà)不多。這樣雖然可選性較強,但是不同流量計在相同管徑、相(xiàng)同(tóng)流量條件下,對(duì)管路造成的壓損卻不(bú)盡相同。而壓損卻是能(néng)源計量(liàng)中的一個超級耗能大戶。
流量計一般都安裝在流通管道中,這(zhè)時流(liú)量計實際上相當於流通管道中的一個(gè)阻力件,流體在通過(guò)流量計時會產生壓(yā)力損失,造(zào)成(chéng)一(yī)定的能源消耗。壓力(lì)損失越小,管道中輸運流體所需額外增加的動力就越小,壓損造成的能耗就越小,能源計量成本就越(yuè)低;反之則壓損(sǔn)造成的能耗(hào)就(jiù)越(yuè)大,能源計量(liàng)成本就越高。也許有人會認為,這點壓損能造(zào)成多大能耗,太斤斤計較了吧。在此且不談別的(de),就談這個所謂的斤斤計較(jiào)到底值不值。
例如:有這樣一個計量點,輸送中壓蒸汽的管道上使用的是孔板流量計,工藝設(shè)計介(jiè)質溫度t=330℃,壓(yā)力P=3MPa,最大流量Qmax=200t/h,常用流量Qt=160t/h。根據計(jì)算,選用的孔板(bǎn)的直徑比β=0.63226,最大差壓(yā)ΔPmax=133.51kPa,中壓過熱蒸汽的密度ρ=11.5143kg/m3。
(1)常用流(liú)量Qt下,孔板流量(liàng)計的常用差壓ΔP
ΔP=(Qt/Qmax)2?ΔPmax=(160/200)2?133.51kPa=85.4464kPa
(2)常用流(liú)量Qt下,孔板流(liú)量計的壓損dP
dP=(1-β2)?ΔP=(1-0.632262)?85.4464kPa=51.29kPa
(3)按(àn)下式(shì)計算在常用流量Qt下,孔板流量計(jì)帶來的額外消(xiāo)耗的能量值W
W=(dP?Qt)/(3.6?η?ρ)
式中:W??消耗的能(néng)量值,W;dP??壓損值,kPa;Qt??過熱蒸汽的常用質量流量,kg/h;η??泵和電動機的效率(常取η=0.8);ρ??在工況下,過(guò)熱蒸汽的密度,kg/m3。則
W=(51.29?160000)/(3.6?0.8?11.5143)=247470W
(4)孔板(bǎn)流量計額外增加的年耗能費
若當地工(gōng)業用電電價為0.725元/kW?h,則
年耗能費(元/年)=(W/1000)?(運行時數/年)?(0.725元/kW?h)=(247470/1000)?(24?365)?(0.725元/kW?h)=1571681.97元
真是不算不知道,一算嚇一(yī)跳(tiào)。這個數據是驚人的,在不知(zhī)不覺(jiào)中,一件孔板流量計壓損就能吃掉一百多萬元。若以企業安裝了孔板流(liú)量計200件來算,一年因孔板流量計造成的能耗將高達近3億元。
也(yě)許有人會認為,孔板(bǎn)流量計是一個特例,因為其工作原理就相當於在管道中增加了一個擋(dǎng)板,當然壓損就大(dà),也許不改變流通直(zhí)徑的流量計就不會有這麽大的能耗了。那再來看看科裏奧利質量流量計。
(5)科裏奧利質量流量計額外增加的年耗能費(fèi)
有(yǒu)這樣一個計量點,在DN150mm的管道中采(cǎi)用科裏奧利質(zhì)量流量計實現原油計量。
有關工藝參數(shù)如下:
原油流量Q=450t/h,原油密度ρ=878kg/m3,永久壓力損失(shī)dP=0.35MPa,則由此流量計(jì)帶來的額外年(nián)耗能費計算如下:
W=(dP?Qt)/(3.6?η?ρ)
式中:W??消耗的能量(liàng)值,W;dP??壓(yā)損值,kPa;Qt??原油的質(zhì)量流(liú)量,kg/h;η??泵和電動機的效(xiào)率(常取η=0.8);ρ??在工況下,原油的密度,kg/m3。則
W=(350?450000)/(3.6?0.8?878)=62286W
若當地工業用電電(diàn)價為0.725元/kW?h,則
年耗(hào)能費(元/年)=(W/1000)?(運(yùn)行時數/年)?(0.725元/kW?h)=(62286/1000)?(24?365)?(0.725元/kW?h)=395578.39元
若以企(qǐ)業安裝有科裏奧利質量流(liú)量計100台算,則每年因流(liú)量計運行而額外增加的泵輸送能耗可達4000萬元以上。這是一筆巨大的看不見的能耗,但往往卻(què)被忽視。
那麽有人會說,既然配備(bèi)能源計(jì)量器具會造成這麽大的額外的能源(yuán)損耗(hào),那就不配備能源計量器具啊。然(rán)而,任何事都要辯證地看,不能因噎廢食。為了保證連續性(xìng)生產的正常進(jìn)行,便於(yú)對工藝過程的(de)控製中(zhōng)各參數的實時掌握從而保證產(chǎn)品質量(liàng)的各項指標,相關能源計量器具是必須配備的。那麽,如何既滿足生產需要,又(yòu)將能耗控製至最低呢?現提出以下幾點建議供參考。
第一,可以依靠科學進步,采用新技術、新材料對能耗高的設備進行節能技術改造,向技術改造要能源,將高能耗的(de)流量計淘汰下來。隻有(yǒu)節能技術改造抓得好,將額外增加的能耗降至最低,企業才能取得顯著的經濟效(xiào)益。當然,引進先進技術和設備需要資金投入,開始可能會感覺投(tóu)入較多,但(dàn)從長遠(yuǎn)角度看,有利於能源資源節約(yuē),也符(fú)合可持續發展的科學發展(zhǎn)觀。
第二,在設計選用(yòng)流量計時,一方麵(miàn)應在滿足生產需要的前提下,盡量少設計彎頭、閥門、調節閥等可(kě)能帶來壓損的設備,在可以不(bú)縮徑(jìng)的情況下(xià),不要因為某些不重要的因素而隨意縮徑使(shǐ)用流量計,要注意縮徑造成的壓損更大,而造成的能耗也將更驚人;另一方麵,要在滿足(zú)計(jì)量準確度的前提下,盡量選用壓損小的流量計,而不要(yào)將流量(liàng)計的價格作為選用(yòng)標準。在國際(jì)著名流量測(cè)量經典專著、米(mǐ)勒先生所編著的《流量測量工(gōng)程手冊》中有這樣一段話:“對於連續的工業生產過程,由永久壓損所引起的額外的耗能費,是在流量計選型時(shí)必須考慮的一個重要因素。特別(bié)是對於較大口徑、較大(dà)流量的管道,由泵(bèng)或壓縮機(風機)輸送流體所需的耗能費(fèi)是很大的。在此情況下,應選用一個永久壓損小的流量計。這個流(liú)量計雖然可能貴些,但可以證明選用它是合算的。”
第三,已安裝流量計在(zài)運行期間要加強維護,時刻監(jiān)視流量計的數據是否有異常,特別是(shì)如孔板、渦輪、渦街等容易因髒物造成管道堵塞的流量計,如果檢查不到位、維修不及時,會由於管道堵塞造成更大的壓損,將在工作不細致中(zhōng)增加大量的能(néng)耗(hào),從(cóng)而造成(chéng)經濟效(xiào)益(yì)的損失。
第四,在有條件通過其他手段獲得需(xū)求的計量數(shù)據時,不能因為方便或所謂的更準確而增裝流量計,這不但是資(zī)源的浪費(fèi),也將因(yīn)此增(zēng)加壓損(sǔn)而造成巨大的能耗。比如,隨著(zhe)成本核算(suàn)工作的深(shēn)入,部分單位為了弄清(qīng)楚或更準確(què)地獲得本(běn)單位(wèi)各項生產成本(běn)數(shù)據而大量增裝能源計量器具,雖然從某種程度上說(shuō),數據是更準確(què)了,但終歸是內部計量數據,有些數據可以通過其他數據(如(rú)罐量、其他流量(liàng)計分量等)間接獲得(dé)就不必再增裝流量計,而且這種準確是不必要的,有(yǒu)時甚至是一種浪費,因為會增加整個企業的生產成本。
第五,要加強管理(lǐ)。企業要組織專門人(rén)員對本企業能耗情(qíng)況進行統(tǒng)計,對造成能耗的各種設備進行能耗分(fèn)析(xī),對屬於重複計量的計量器具(jù)實行取消、拆除,對於耗能大(dà)的進行技術(shù)改(gǎi)造;並完善相應的管理製度,使這項工作能夠得(dé)以持續。
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