【内(nèi)容摘要(yao)】流量儀(yí)表 是核(he)電廠測(ce)量中的(de)重要儀(yí)表之一(yi)，其中 孔(kong)闆流量(liàng)計 的應(yīng)用最爲(wèi)廣泛。由(yóu)于孔闆(pǎn)流量計(ji)永久壓(ya)力損失(shī)的存在(zai)，會造🚶成(cheng)額外的(de)能源耗(hao)費。考慮(lü)到當前(qian)節能降(jiang)耗已成(chéng)爲我國(guó)經濟建(jiàn)設的重(zhòng)中之重(zhong)，本文結(jié)合核電(dian)廠具體(tǐ)孔🌈闆的(de)選型情(qing)況，探讨(tǎo)采用低(dī)壓力損(sǔn)失流量(liàng)儀表替(tì)代孔闆(pǎn)的應用(yòng)前景。
　　爲(wei)貫徹落(luò)實《中華(huá)人民共(gong)和國節(jie)約能源(yuán)法》《國務(wu)院關于(yú)加快發(fā)展節能(néng)環保産(chǎn)業的意(yì)見》(國發(fa)［2013］30号)規定(ding)和要求(qiú)，國家發(fā)展和😍改(gǎi)革委員(yuan)會一直(zhi)緻力于(yu)加快❄️節(jie)能技術(shù)進步和(hé)推廣普(pǔ)及，引導(dǎo)用能單(dan)位采用(yòng)先進适(shì)用的節(jie)能新技(jì)🔴術、新裝(zhuāng)備、新工(gong)藝，促進(jin)能源資(zī)🎯源節約(yue)集約利(lì)用，緩解(jie)資源環(huan)境壓力(li)的工作(zuò)，積極🌈在(zài)電力、化(huà)工、鋼鐵(tie)、有色金(jīn)屬等🛀🏻行(hang)業推行(háng)節能技(ji)術。核電(diàn)站作爲(wei)電力行(háng)業，應響(xiang)應國家(jiā)🔴号召，積(ji)極探尋(xun)📞節🔞能手(shǒu)段。本文(wen)主要🥰探(tan)讨核電(dian)站流量(liang)儀表選(xuan)型方面(miàn)節能降(jiàng)耗的前(qián)景。
一、核(he)電廠流(liu)量測量(liàng)現狀
　　核(hé)電站作(zuo)爲一種(zhong)将核能(néng)轉化爲(wei)電能的(de)重要設(she)施，其運(yùn)行效果(guǒ)與國民(min)經濟和(hé)人們日(ri)常生活(huo)有着密(mì)切聯系(xi)。爲了保(bao)證其運(yùn)行效率(lü)和質量(liang)，節流裝(zhuāng)置配差(chà)壓儀表(biao)、 電磁流(liu)量計 、 轉(zhuǎn)子流量(liang)計 、超聲(shēng)波流量(liang)計、容積(ji)式流量(liàng)計、 旋進(jìn)旋渦流(liú)量計 等(děng)各種各(gè)樣流量(liang)儀表被(bei)應用在(zài)核電站(zhan)，用以衡(heng)量🏃‍♀️核電(diàn)站相關(guan)數據的(de)量變過(guò)程和結(jie)果，爲監(jiān)測核電(diàn)站運行(hang)提供科(kē)學的有(yǒu)效手段(duan)。在這些(xiē)流量儀(yi)表中，節(jie)流裝置(zhi)中的孔(kǒng)闆配差(cha)壓儀表(biǎo)，在核電(dian)站的流(liu)量測量(liàng)中應用(yòng)最爲廣(guǎng)泛。
二、核(hé)電站孔(kong)闆流量(liàng)測量應(ying)用情況(kuang)
　　目前核(hé)電站的(de)孔闆按(an)照機械(xiè)等級分(fèn)爲核級(jí)和非核(he)級兩類(lèi)☔。核級孔(kǒng)闆依據(ju)ＲCC－M《壓水堆(duī)核島機(ji)械設備(bei)設計和(he)建造⛹🏻‍♀️規(gui)則》，對于(yu)制造、材(cái)料，焊接(jiē)和試驗(yàn)等方面(miàn)🆚與傳統(tong)🌈機械設(she)備的設(she)計要求(qiu)存在一(yi)定區别(bié)，目的是(shì)爲保證(zheng)核電廠(chǎng)的安全(quan)運行。按(àn)照雙機(jī)🐕組計算(suàn)，目前核(he)級孔闆(pan)♈約有224塊(kuài)，非核級(jí)孔闆約(yue)有⚽75塊。根(gen)據安裝(zhuang)管道口(kǒu)徑，孔闆(pǎn)口徑覆(fù)蓋DN50至DN700。測(cè)量介質(zhi)包括液(ye)體，氣體(ti)和蒸汽(qi)。介質設(shè)計溫度(dù)在40℃至316℃，設(shè)計壓力(li)覆蓋0.2MPa至(zhi)24MPa。
　　與孔闆(pǎn)配套使(shi)用的差(chà)壓儀表(biǎo)，根據電(dian)氣分級(jí)的不同(tóng)，分爲核(he)級儀表(biǎo)和非核(hé)級儀表(biao);根據檢(jian)測位置(zhì)的不同(tong)，分爲遠(yuan)傳差壓(ya)變送器(qì)和就地(dì)差壓表(biao);根據檢(jian)測目的(de)不同，分(fen)爲永久(jiǔ)🈲安裝儀(yi)表和臨(lín)👉時安裝(zhuāng)的試驗(yan)儀表。
三(sān)、孔闆測(cè)量簡介(jie)和優缺(que)點
（一）孔(kǒng)闆測量(liang)簡介。孔(kong)闆是在(zài)管道中(zhong)安裝了(le)一個中(zhōng)間㊙️爲🔞圓(yuan)孔♊的㊙️節(jiē)流件，迫(pò)使流動(dong)的流束(shù)截面變(biàn)小，流速(sù)加快，壓(yā)力降低(di)，與前方(fang)未節流(liú)的流體(ti)壓力形(xíng)成了差(chà)壓🈚，差壓(ya)的開方(fang)與流量(liang)成正比(bǐ)。通💛過差(cha)壓儀表(biǎo)配合，可(kě)測得管(guan)道的流(liu)量。
(二)孔(kǒng)闆的優(yōu)點。孔闆(pan)的優點(diǎn)是具有(yǒu)大量測(ce)試數據(ju)，這些數(shù)🛀據得到(dào)了國際(ji)标準組(zu)織的認(ren)可，無需(xū)實流校(xiào)準;其結(jie)構易于(yú)複制，簡(jian)單、牢固(gu);應用範(fàn)圍廣，測(cè)量流體(tǐ)範圍廣(guǎng)(液🌈、氣、蒸(zheng)汽)、一般(ban)生産過(guo)程的管(guǎn)徑、工作(zuò)狀态(溫(wēn)度、壓力(li))皆可以(yi)測量。針(zhen)🏃對核電(dian)站環境(jìng)，部分廠(chang)房存在(zài)輻照，而(er)孔闆材(cai)質爲金(jin)屬，輻照(zhao)對其無(wu)影響，因(yin)此孔闆(pan)在核電(dian)站應用(yong)比較廣(guang)泛。
(三)孔(kǒng)闆的缺(quē)點。孔闆(pan)的缺點(dian)如測量(liàng)的重複(fú)性、精度(dù)在流量(liàng)💃傳🆚感器(qi)中屬于(yú)中等水(shui)平;測量(liàng)量程比(bi)窄，一♌般(ban)僅3:1～4:1;有較(jiao)長的前(qian)後直管(guǎn)段長度(dù)要求，一(yī)般難于(yu)滿足;孔(kǒng)闆以内(nèi)孔🌍銳角(jiao)線來保(bǎo)證👈精度(du)，因此傳(chuan)感器對(duì)腐蝕、磨(mo)損、結垢(gòu)、髒污敏(mǐn)感，長期(qi)使用精(jīng)度難以(yi)保證。除(chú)此之外(wài)，由🌂于存(cun)在節流(liu)👈孔，導緻(zhi)壓力損(sǔn)失大，會(hui)造🔞成能(neng)源的額(é)外消耗(hào)。
四、采用(yong)低壓損(sǔn)流量儀(yí)表代替(tì)孔闆流(liú)量計的(de)節能分(fen)析
(一)孔(kǒng)闆能耗(hào)費用。孔(kong)闆的能(néng)耗與孔(kong)闆造成(cheng)的永久(jiǔ)壓力損(sǔn)⛷️失💛有😘關(guan)，能耗計(jì)算公式(shi)［1］爲:
W=(Δω×Q)/η(1)
　　式中(zhong):W—能耗值(zhí)，W(瓦);Δω—永久(jiu)壓損值(zhí)，Pa;Q工況下(xia)的體積(ji)流量值(zhí)，m3/s;η—泵和✊電(dian)動機的(de)效率，一(yi)般取0.85。年(nian)能耗費(fei)的計算(suan)公式［2］爲(wèi):
年能耗(hào)費(元/年(nian))=(W/1000)×(運行時(shí)數/年)×(元(yuán)/千瓦小(xiao)時)(2)
(二)采(cǎi)用 超聲(sheng)波流量(liàng)計 替代(dai)孔闆的(de)節能分(fen)析。超聲(shēng)波流量(liang)計由于(yu)在管道(dao)中㊙️沒有(you)阻力件(jian)，壓力損(sun)失小，相(xiàng)對孔闆(pǎn)均有較(jiao)小的前(qian)後直管(guan)🚩段要求(qiú)，目前在(zài)♌核電廠(chǎng)中也有(yǒu)不少應(yīng)用。如替(ti)代孔闆(pan)測量，可(ke)有🏃🏻‍♂️效降(jiang)低壓力(lì)損失從(cóng)而減低(dī)能耗。下(xià)面♍從兩(liǎng)個典👈型(xing)流量測(cè)點分析(xi)超♍聲波(bō)替代孔(kǒng)闆的節(jie)能應用(yong)可行性(xìng)。
1.設冷水(shuǐ)公共環(huán)路入口(kǒu)流量測(cè)量WCC021MD。設冷(leng)水公共(gòng)環路入(ru)㊙️口流量(liang)儀🔆表WCC021MD采(cai)用非核(he)級差壓(yā)變送器(qi)進行測(ce)量并遠(yuan)✂️傳至主(zhǔ)控室指(zhi)示。該測(cè)點的正(zheng)常流量(liang)爲2216m3/h，孔闆(pan)的永久(jiu)☔壓力損(sun)💛失約爲(wèi)29.2KPa，該測點(dian)基本全(quan)年均需(xū)運行✊，假(jia)設電費(fei)爲1元/千(qian)瓦小時(shi)，根據公(gōng)式(1)和(2)，該(gai)測點使(shi)用孔闆(pan)測量的(de)年能耗(hào)費用約(yuē)在18.5萬元(yuán)。
　　分析該(gāi)測點更(gèng)換爲超(chao)聲波流(liu)量計的(de)可行性(xìng)。該測點(dian)的介質(zhi)爲設備(bei)冷卻水(shuǐ)，介質的(de)設計壓(ya)力爲1.35MPa，設(shè)計溫度(dù)♻️爲40℃。測點(dian)所在管(guan)道口徑(jìng)爲DN650，管道(dào)的機械(xie)等級爲(wei)核級，需(xu)要考慮(lǜ)抗震完(wan)📧整性。該(gai)測點的(de)孔闆布(bu)置在綠(lǜ)區。根據(ju)上面的(de)條件分(fèn)析，可考(kǎo)慮采用(yòng)外夾式(shi)超🧡聲波(bo)流量計(ji)🙇‍♀️，這種替(tì)代不會(hui)影響管(guǎn)道完整(zhěng)性。
　　與 差(cha)壓變送(sòng)器 相比(bǐ)，超聲波(bō)流量計(jì)需額外(wài)考慮220VAC供(gòng)電，目前(qian)核電廠(chǎng)采用💃的(de)💃超聲波(bo)流量計(ji)的功率(lü)都不大(da)于30W，爲簡(jian)化分析(xī)，均🐇按照(zhào)👨‍❤️‍👨30W計算，則(ze)超聲波(bō)流量計(ji)年運行(hang)費用約(yue)爲✌️270元。因(yīn)此✨，如将(jiang)該測點(diǎn)流量測(ce)量🔴由孔(kong)闆改爲(wèi)超聲波(bō)流量計(jì)，每年運(yun)行成本(ben)将節省(shěng)約18萬元(yuán)。考慮初(chu)期的💃采(cai)購成本(ben)，采購 外(wài)夾式超(chāo)聲波流(liú)量計 比(bǐ)采購差(chà)壓變送(song)器和孔(kǒng)闆約貴(gui)10萬元。一(yi)般核電(dian)廠的儀(yí)表使用(yòng)時間爲(wèi)10年，因此(cǐ)綜合考(kao)慮采購(gou)成本和(he)運行成(cheng)本，采用(yong)超聲波(bo)流量計(ji)每年約(yuē)可節省(sheng)17萬元。
2.WNC101/202/303CS入(rù)口設冷(lěng)水臨時(shí)流量測(cè)量WCC101/202/203YD。WNC101/202/303CS入口(kou)設冷水(shuǐ)流量測(ce)量儀表(biao)WCC101/202/203YD爲臨❤️時(shí)安裝的(de)流量儀(yí)表，在平(píng)時正常(cháng)運行的(de)☂️時候㊙️不(bu)使用，在(zài)設備檢(jiǎn)修和定(dìng)期試驗(yan)的時候(hòu)會臨時(shi)安裝🏃上(shang)進行測(ce)量。每⁉️個(ge)測點的(de)正常流(liú)量爲450m3/h，孔(kong)闆的永(yong)久壓力(lì)損失約(yuē)爲34.2KPa，測點(diǎn)基本全(quan)年均需(xū)運行，仍(reng)假設電(diàn)費爲1元(yuan)/千瓦小(xiǎo)時🐇，根據(jù)公式(1)和(hé)(2)，每個測(cè)點使🚩用(yòng)孔闆測(cè)量的年(nián)能耗費(fei)用約在(zai)4.3萬元。
　　由(you)于該測(cè)點僅在(zài)設備檢(jian)修或定(dìng)期試驗(yàn)的時候(hòu)才臨時(shí)🌂安🔴裝使(shǐ)用，測點(diǎn)安裝在(zài)綠區，如(ru)考慮取(qǔ)消孔闆(pǎn)，在需要(yào)使用時(shi)采用現(xian)場已有(you)的移動(dòng)式超聲(shēng)波流💋量(liàng)計進行(háng)測量🏒，無(wu)需額外(wai)設備🛀采(cǎi)購費💃🏻用(yòng)，這樣每(měi)個測點(diǎn)每年可(kě)節省約(yue)4.3萬元。
五(wǔ)、結語
　　根(gēn)據實例(lì)分析，通(tōng)過對典(dian)型孔闆(pǎn)測點進(jin)行選型(xing)替換，可(kě)帶來可(ke)觀的經(jīng)濟收益(yi)，存在實(shi)現節能(néng)降耗的(de)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼應用前(qián)景。由于(yu)流量儀(yí)表選型(xing)替換可(ke)能影響(xiǎng)到設計(ji)文件🌈、運(yùn)行規程(cheng)、配電、業(yè)主使♊用(yong)習慣等(děng)的變化(huà)，如🙇🏻後續(xù)實施，需(xū)各方面(mian)積極溝(gōu)通♊，保證(zhèng)節能降(jiàng)耗應用(yong)🌈的順利(li)開展🔴。

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