差压式流量计是使用广泛、性能可靠的流量计,其的代表产品孔板有着悠久的历史,占据了目前世界上约50%-55%的工业流量测量市场。虽然孔板流量计有简单可靠,易于加工的优点,但是量程比小,精度低,不可恢复压损大,安装调试不方便是它的缺点。应用在大口径管道上,更是失去了它的价格优势。美国VERIS公司的威力巴流量计很好地解决了孔板的这一缺陷。我厂硫酸装置焙烧风管空气流量,水流量,以及中压蒸汽流量都采用了威力巴流量计,在安装、维护和节能降耗方面有明显的好处。
威力巴流量计的测量原理与优点,威力巴流量计均速流量探头垂直插入管道固定安装,当流体流过探头时,在其前部产生一个高压分布区,高压分布区的压力略高于管道的静压,根据伯努利方程原理,流体流过探头时速度加快,在探头后部产生一个低压分布区,低压分布区的压力略低于管道的静压,威力巴探头在高、低压区有按一定准则排布的多对取压孔,通过这些取压孔,威力巴流量计能够精确地检测到由流体平均速度所产生的平均差压△P。需要注意的是均速流量探头的截面形状、表面粗糙状况和低压取压孔的位置是决定探头性能的关键因素,低压信号的稳定和准确对均速探头的精度和性能起着决定性作用。
威力巴流量计属于均速管流量计,是差压式流量计之一。威力巴流量计使得一次源的测量精度、重复性和可靠性达到一个崭新的高度。从使用角度看,威力巴流量计均速流量探头与传统的流量节流装置相比具有很多的优点:
以正常流量计算风量一年的运行费用:
威力巴流量计所产生的压损:PPLv=0.03xΔP=0.03x0.293kPa=8.800Pa
工况流量:
电动机功率设为0.8,则威力巴造成的损失功率:Hp=1.216x8.800÷0.8W=0.01338 kW
假如一年运行365天,一天运行24小时,每度电电费0.43元,则威力巴一年损耗的电费为:365x24x0.01338x0.43元=50.40元。 假设采用孔板,同样条件下孔板差压为1kPa,孔板的孔径比为0.7,则孔板一年损耗的电费为:365x24x(1.216x(0.5x1)÷0.8)x0.43元=2862.78元。
因此3台风量威力巴流量计的使用,每年可节约运行费用:(2862.78-50.40)x3元=8437.14元。
以正常流量计算循环水泵出口总管流量一年的运行费用:
威力巴压损:PPLv=0.03xΔP=0.03x6.270kPa=0.188kPa
工况流量:540m3/h=0.15 m3/s
威力巴的损失功率:0.15x0.188÷0.8 kW =0.0353 kW
威力巴流量计一年损耗的电费为:365x24x0.0353x0.43元=132.97元
同条件下采用孔板,*大差压40kPa,孔板压损:PPLv = 0.5xΔP = 0.5*27.607kPa =13.81kPa
工况流量:540m3/h=0.15 m3/s
孔板流量计的损失功率:0.15x13.81÷0.8 kW =2.589 kW
孔板流量计一年损耗的电费为:365x24x2.589x0.43元=9752.25元。
使用威力巴流量计每年可节约运行费用:9752.25-132.97=9619.28元
威力巴流量计应用在中压蒸汽流量管道上的节能效果:
工况流量(30000kg/3600s)/12.25kg/m3=2448.98m3/h=0.680 m3/s
威力巴流量计压损:PPLv=0.03xΔP=0.123kPa
威力巴的损失功率:0.68x0.123÷0.8 kW =0.105 kW
威力巴一年损耗的电费为:365x24x0.105x0.43元=395.51元
采用孔板的*大差压为40kPa,则孔板**压损:PPLv=0.5xΔP=11.25kPa
孔板的损失功率:0.68x11.25÷0.8 kW =9.563 kW
孔板一年损耗的电费为:365x24x9.563x0.43元=36021.91元。
使用威力巴每年可节约运行费用:36021.91-395.51=35626.4元
3. 威力巴流量范围的修改方便。
用户往往以原工艺设计图纸的设计值为准提供,但投产后的实际生产中,很多参数发生了变化,这将使按原参数计算与设定的威力巴测量系统准确度受到较大影响,必须重新核定有关参数并计算新的差压值,改正测量系统的设定参数。
*大流量是计算测量系统差压量程的重要参数。对于威力巴,在确定*大流量参数时,不应机械地设定工艺设计*大生产能力流量为*大流量,而应根据实际生产状况的正常流量确定适宜的*大流量,这样才能保证测量系统工作在良好的线性测量范围,以减少线性测量误差,即使生产状况发生变化,*大流量提高,由于威力巴具有量程比大的优点,一般只需重新计算差压,修改设定参数,就能可靠地在新工艺生产状况下测量。威力巴流量计在硫酸装置中的应用6#炉循环水泵出口总管流量,原来的*大流量为500m3/h,在实际使用中偏小,经过重新计算我们吧*大流量改为650m3/h,差压从5.375kPa改为9.084kPa。
威力巴流量计安装注意事项
安装正确是确保威力巴达到设计精度的基础,因此要特别提出安装方面的要求:
1) 直管段长度要求。
2) 核实管道方向。威力巴组件插入管道后,调整INSTRUMENTHEAD的方向,使得方向箭头与管道内的流体方向一致,与管道的方向夹角在±30 。
3)水平管道安装,测量气体介质时,威力巴应安装在管道上方,这样可使引压管内的冷凝液回流入管道。测量液体和蒸汽,宜安装在管道下方,这样可使气泡回流入管道;垂直管道安装,可安装在绕垂直管道3600的任何地方。
4)变送器的安装位置。测量气体介质时,变送器宜安装在高于威力巴的位置;测量液体和蒸汽介质时,变送器宜安装在低于威力巴的位置。
5)威力巴流量计的独特设计从本质上防止了堵塞,但这是建立在工艺和威力巴组件正常运行基础之上的。威力巴一旦堵塞,清理将是非常困难的,所以安装威力巴要特别注意防堵。
a. 引压管泄漏,造成探头高压平衡区破坏,杂质直径较小的颗粒可能进入取压孔,为此要经常检查引压管。
b. 工艺停车,由于分子的布朗运动,颗粒小的杂质可能进入取压孔。若长期停用,应拆回保存。
c.工艺系统频繁开停车,在高压区形成瞬间,颗粒小的杂质可能进入取压孔,日积月累会造成探头的堵塞,这种情况选用威力巴要慎重,或者建立吹扫装置,停车时进行反响吹扫。
污染源废水流量测量是污染物流量控制制度的重要基础,工作二本文主要总结了堰法、测流槽法、流速仪法、电磁流量计法等常用敞口明渠污染源废水流量测量技术的原理及特点,比较了各技术的适用性能,指出了选用合适测量方法区遵循的原则二关键词污染源废水流量测量技术原理与选用。
一、污染源废水流量测量的重要性
在总量控制、总量考核、总量收费和污染源调查及污染源评价中,不仅要获取污染物的浓度值,还要通过废水流量的测量计算出污染物排放总量「’长废水流量的测量准确与否,直接关系到污染源废水排放总量以及其他污染物排放总量计算正确与否,所以污染源废水流量测量是污染源总量减排监测和工业污染源监督性监测工作中最基础也是重要的工作。
二、废水流量测量技术
我们日常接触的污染源废水多为敞口明渠排放「?7,明渠流量测定技术按测量原理不同可分为堰法、测流槽法、流速仪法、电磁流量计法和容器法等「a长
(一)堰法
1.测量原理
在明渠适当位置装一挡板,水流被阻断,水位升到档板上端堰口,便从堰口流出水流刚流出的流量小于渠道中原来的流量,水位继续上升,流出流量随之增加,直到流出量等于渠道原流量,水位便稳定在某一高度,测出水位高度便可求取流量
2.技术特点
堰式测流法的特点是
(1)结构简单,价格便宜,测量精度和可靠性好;
(2)水头损失大,不能用于平坦地面的渠道;
( 3)堰上游易堆积固形物,要定期清理
(二)测流槽法
1.测量原理
缩小渠道一段通道断面成喉道部,喉道因面积缩小而流速增加,其上游水位被抬高,以增加流速所需动能(即增加的动能由所抬高水位位能转变过来),测量抬高水位求取流量。测流槽有多种类型,在欧洲普遍使用文丘里槽,后又在文丘里槽基础上开发了适用于矩形明渠的巴歇尔槽,我国使用较多的是巴歇尔槽,如图所示:
2.技术特点
巴歇尔槽法测流量的特点是:
(1)只需要测量液位就可以计算出流量;
(2)水中固态物质几乎不沉淀,随水流排出;
(3)水位抬高比堰小,适用于不允许有大落差的渠道;
(4)制造复杂,不适用圆形暗渠
(三)流速仪法
1.测量原理
流速仪法,是通过测出流通通道某局部(点、线或小面积)流速,代表平均流速,再测量水位求得流通面积,乘以局部流速与平均流速间的系数,经演算求取流量:
2.技术特点
流速仪法测流的特点是:
(1)测量相对较准确,性能稳定,适合计量监控收费管理系统;
(2)对渠道截面形状无要求,渠道是什么形状就可以用什么形状的截面进行流量测量,并通过软件和数学模型加以修正;
(3)流量测量范围广,水量没有限制;
(4)从流速和水位两个信号求取流量,在受背压状态下流动也能测量,可以测逆向流;
(5)超声流速计和超声液位计不会阻碍流路,几乎不会发生固形物堆积现象,不用清污,长期运行几乎不用维护;
(6)在原渠道上安装容易,无需改造渠道;
(7)易受流速分布影响,测量处上下游要有足够长的直渠渠道
(四)电磁流量计法
1.测量原理
潜水式电磁流量计是在渠道中置一挡板截流,在挡板底部装上潜水电磁流量传感器挡板截住渠道,迫使水流只能从流量传感器中流过,以较原来高的流速通向下游,从而抬高档板上游的水位,产生挡板上下游水位差h,此水位差的势能转变为流速的动能
特点是:
(1)无活动件,可测量含有固体颗粒或悬浮体的液体;
(2)可使用于受潮水等形成下游测水位变化的渠道;
(3)因设置挡板截流,测量与渠道形状和上游直渠道状况无关;
(4)水头损失比较大,流量传感器内必须保持满管流;
(5)挡板前会有一定程度固形物堆积,要定期清理
(五)容器法
将污水纳人已知容量的容器中,测定其充满容器所需要的时间,从而计算污水量的方法木法简单易行,测量精度较高,适用于计量污水量较小的(流量小于SOt/d )连续或间歇排放的污水
三、废水流量测量技术适用性能比较
常用明渠流量测量技术因测量原理不同,产生了各自的技术特点现将常用的堰法、巴歇尔槽法、流速仪法、潜水式电磁流量计法的流量测量适用性和安装要求等适用性能比较归纳如表l;
表1常用明渠流量测量技术适用性能比较Ah2gh
式中,A—流量传感器开孔面积;
u—流量传感器测定流速;
K—流量系数;
g—重力加速度
四、废水流量测量技术选用
污染源废水排放量多少不同,排放口类型各异,选择合适的废水流量测量方法主要需考虑以下因素。:
(1)水路大小和形状,流速范围,最大流量和最小流量;
(2)测量精确度要求;
(3)流量计设置场所和环境条件;
(4)液体状况,洁净程度,含有固相浓度,腐蚀性;
(5)现场允许落差(或升高水位)和渠道坡度;
(6)与液体接触的仪表零部件材料;
(7)选用超声流速计和电磁流速计时要分别对液体浊度或电导率作调查,其要求可参照超声流量计和电磁流量计要求。
随着社会不断进步,玻璃转子流量计的应用也发展到各种领域;那么流量测量技术与仪表应用到哪些领域呢?
1.能源计量
能源分为一次能源(煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气)、二次能源(电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽)及载能工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等。
能源计量是科学管理能源,实现节能降耗,提高经济效益的重要手段。
流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分,水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计,它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。
2.工业生产过程
流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一,它被广泛诮用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域;
是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。
在过程自动化仪表与装置中,流量仪表有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。
3.生物技术
21世纪将迎来生命科学的世纪,生物技术中需监测计量的物质很多,如血液,尿液等。仪表开发的难度极大,品种繁多。
4.交通运输
有五种方式:铁路公路、航空、水运、和管道运输。随着环保问题的突出,管道运输的特点引起人们的重视。
管道运输必须装备流量计,它是控制、分配和调度的眼睛,亦是安全监没和经济核算的必备工具。
5.科学实验
科学实验需要的流量计不但数量多,且品种极其繁杂。
据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的,它们并不批量生产,在市面出售,许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。
6.环境保护工程
烟气,废液、污水等的排放严重污染大气和水资源,严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策,环境保护将是21世纪的zui大课题。
空气和水的污染要得到控制,必须加强管理,而管理的基础是污染量的定量控制。
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