高防堵、低壓損測量裝置在煤氣計量中的研究

董芳芳

（山鋼股份萊蕪分公司機械動力部，山東 萊蕪 271104）

0 前言

孔板是國家進行標準化的節(jié)流裝置，其被普遍用于各類介質(zhì)的流量測量，但在臟污介質(zhì)測量，尤其是煤氣測量中存在明顯的缺陷：安裝困難、易堵塞、拆卸困難、堵塞后不易疏通等。這些缺陷都給煤氣計量造成了影響。高防堵、低壓損的探針式測量裝置解決了這些弊端，已經(jīng)在煤氣流量測量中投運了32套，自投運以來，裝置運行可靠穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳送準確及時，保證了萊鋼對煤氣系統(tǒng)的調(diào)度管理。

1 具體實施方案

1.1 計量方式

現(xiàn)在，單獨一臺儀表的計量方式如圖1所示 ，將差壓信號、壓力信號、溫度信號在智能流量積算儀中顯示并在積算儀內(nèi)部利用溫壓補償做運算。在溫度、壓力正常測量的情況下，智能流量積算儀顯示值與差壓值有很大關(guān)系，差壓的大小與節(jié)流元件的選型、暢通能力、管道情況等有關(guān)。

圖1

1.2 新流量裝置的應用

結(jié)合GB/T17167—2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》和萊鋼能源管理體系的要求，選取安裝位置不合理、介質(zhì)臟污、計量缺失等三類節(jié)流元件進行改造，做到“配齊、管好、有效”。

改造焦化廠1#焦爐高氣量、2#焦爐高氣量等6套煤氣計量設(shè)施，新增3套焦爐煤氣發(fā)生量；改造分公司煉鐵廠1#105燒結(jié)機用焦氣、銀前噴煤高氣等6套煤氣計量設(shè)施；改造能源動力廠老區(qū)7、8#鍋爐用高氣、銀前1#鍋爐用焦氣等11套煤氣計量設(shè)施；改造3200 m3高爐兩套煤氣節(jié)流裝置；改造型鋼煉鐵噴煤高氣、焦氣兩套節(jié)流裝置；改造能源動力廠型鋼區(qū)兩套煤氣節(jié)流裝置。

這些計量點由于原使用的節(jié)流裝置堵塞不易維護或者安裝位置不當或者設(shè)計缺失造成計量異議，高防堵、低壓損測量裝置很好地解決了這些難點。

2 總體性能和技術(shù)創(chuàng)新點

高防堵、低壓損探針式測量裝置安裝運行以來，設(shè)備運行穩(wěn)定，這些計量點數(shù)據(jù)比以前的數(shù)據(jù)有了很大的提升，取得了良好的效果。

（1）由于探針式測量裝置跟孔板的構(gòu)造不同，具有較高的防堵能力，雜質(zhì)、污垢很難在取壓管內(nèi)壁黏貼；新流量計在管道中的橫截面小，對煤氣流速影響不大，不會像孔板一樣在流量計附近積攢雜質(zhì)。取壓管路的暢通保證了計量數(shù)據(jù)的準確度。

（2）由于探針式測量裝置由Φ30mm不銹鋼制成，其截面積很小在介質(zhì)管道中幾乎無壓力損失，使運行成本大大減小，與孔板等節(jié)流裝置相比較具有明顯的節(jié)能效果。國家也大力提倡節(jié)能產(chǎn)品研發(fā)。

（3）探針式測量裝置本身無需維護，只需按計量器具定期檢定要求對差壓變送器進行零點和滿度的校驗以及二次表輸入相應的電流進行校驗。支持在線安裝、拆卸，可以解決重要的崗位不能停氣但是還要有計量數(shù)據(jù)的問題。

高防堵、低壓損測量裝置不僅節(jié)省運行成本，而且節(jié)省安裝費用以及后期維護費用，良好的運行狀態(tài)造就了精準的數(shù)據(jù)，該裝置具有良好的性能。

3 效果分析

（1）節(jié)省運行費用

以焦化廠某焦爐用高爐煤氣為例，管道內(nèi)徑φ1404mm，采用孔板設(shè)計：最大流量是100000m3/h最大差壓為2kPa，β=0.71324，d=1001.22，使用孔板測量，壓力損失計算如下：

流量計算：100000÷3600=27.78（m3/s）

假設(shè)電動機有效功率為80%

孔板損失的功率=27.78×1÷0.8=34.725（kW）

同樣的情況，采用新型流量計測量，常用流量是100000m3/h，常用差壓為0.41089kPa，壓力損失計算如下：

流量計算：100000÷3600=27.78（m3/s）

電動機有效功率同為80%的情況下

新型流量計損失的功率為=27.78×0.0123÷0.8=0.425（kW）

假設(shè)一年運行365d，每天運行24h，每度電的電費為0.5元，那么一年孔板的能耗換算成電費：

一年新型流量計的能耗換算成電費：可以降低能耗：

按照目前安裝的32套，因為管道不平均，按照煤氣管道平均直徑為800mm計算，流通能力是φ1400mm的0.32倍，由此推算，年創(chuàng)經(jīng)濟效益：14.84×32×0.32=151.75萬元。

（2）節(jié)省煤氣損耗費用

以某加壓站加壓后焦氣為例，計量精度提高0.8%計，瞬時流量為10km3/h計算，一年的累積量為10km3/h×24h/d×365d=87600km3，折合 87600km3×17.355GJ/ km3=1520298GJ。

減少0.8%的放散量可創(chuàng)效益為1520298GJ×0.8%×28元/GJ = 34.05萬元

即：此表的準確度提高0.8%就能節(jié)省34.05萬元。

32套流量計年創(chuàng)經(jīng)濟效益為34.05×32=1089.60萬元

（3）在線安裝，避免停氣影響生產(chǎn)節(jié)省的費用

以煤氣流速10m/s、管徑1m為例，在線安裝可避免停產(chǎn)4h，4h的煤氣體積為0.25×3.14×1×10×4×3600=113 km3

影響費用為113 km3×17.355GJ/ km3×28元/GJ=5.49萬元

32套流量計可影響5.49萬元×32=175.68萬

綜合（1）（2）（3），總效益為：

151.75+1089.60+175.68=1417.03萬元

根據(jù)該系統(tǒng)在能源單耗降低中起的作用，直接年經(jīng)濟效益（取貢獻系數(shù)為40%）計算如下：

1417.03萬元×40%=566.81萬元。

結(jié)語

測量裝置改造后，數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠，管理部門加強了全公司的煤氣管理，提高了整體的工作效率，從而間接提高了公司的勞動生產(chǎn)力，為社會創(chuàng)造了更大的價值，同時減小了對大氣的放散量，減少了對空氣的污染，從而改善了廠區(qū)周圍環(huán)境質(zhì)量；由于有效地利用能源資源，減少了對大氣的消耗等，從而實現(xiàn)了社會的可持續(xù)發(fā)展。該測量裝置使用后，解決了煤氣計量數(shù)據(jù)異議的問題，從而使生產(chǎn)管理部門能隨時了解生產(chǎn)現(xiàn)場煤氣消耗，便于及時調(diào)度、組織二級單位生產(chǎn)，間接提高了我公司的勞動生產(chǎn)率。