煤化工作為煤炭潔凈利用的重要方式，一直以來被廣泛發(fā)展與應(yīng)用。目前，在低碳經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)化發(fā)展模式背景下，煤化工是否能通過抑制碳排放的清潔發(fā)展技術(shù)和管理機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)降低碳排放的目標(biāo)，是關(guān)系煤化工企業(yè)生存與發(fā)展的關(guān)鍵。對于企業(yè)管理而言，能源計(jì)量及管理是能源管理工作的重要組成部分。因此，對于煤化工企業(yè)而言，維護(hù)和更新計(jì)量儀表，加強(qiáng)對煤化工企業(yè)能源計(jì)量儀表的改造，對于增強(qiáng)煤化工企業(yè)節(jié)能降耗工作的有效性具有重要意義。

 

１　煤化工企業(yè)能源計(jì)量常用儀表及其原理

１．１　煤化工企業(yè)能源計(jì)量常用儀表

計(jì)量與數(shù)據(jù)是企業(yè)管理的前提和基礎(chǔ)，是現(xiàn)代企業(yè)管理中必備的量化管理。尤其通過能源計(jì)量儀表科學(xué)的計(jì)量，是企業(yè)節(jié)能降耗、降本增效的基礎(chǔ)保障。對于煤化工企業(yè)能源計(jì)量而言，目前我國應(yīng)用#廣泛的流量計(jì)為孔板式差壓流量計(jì)［１］，其應(yīng)用量約占市場的８０％。

 

１．２　孔板式差壓流量計(jì)原理

孔板流量計(jì)是一種差壓式流量計(jì)，是目前應(yīng)用#廣泛的流量計(jì)。廣泛應(yīng)用于化工、冶金、電力等領(lǐng)域的過程控制和測量。孔板流量計(jì)原理是充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的由一次檢測件和二次裝置組成的節(jié)流裝置，造成局部收縮，流速增加，并產(chǎn)生靜壓力差，從而根據(jù)流動(dòng)連續(xù)性原理和伯努利方程的推導(dǎo)而求得流量。其中，一次檢測件指節(jié)流件，二次裝置指差壓變送器和流量顯示儀。

 

２　煤化工孔板式差壓流量計(jì)現(xiàn)狀及存在問題分析

２．１　孔板式差壓流量計(jì)目前的技術(shù)水平

孔板式差壓流量計(jì)左右了近一個(gè)世紀(jì)的流量測量市場，目前其性能設(shè)計(jì)及安裝結(jié)構(gòu)技術(shù)水平如下。

１）性能設(shè)計(jì)。近年來，與孔板式差壓流量計(jì)配套的差壓變送器發(fā)展迅速，國際知名的大公司還相繼推出了性能優(yōu)異的智能差壓變送器，使其靈活、多用。具體智能型技術(shù)指標(biāo)及特點(diǎn)，如第１８７頁表１所示。

２）安裝結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)場安裝結(jié)構(gòu)上，也逐步走向“無三閥組、無配管”化。這種安裝結(jié)構(gòu)不僅可以節(jié)省安裝空間與費(fèi)用，減少漏點(diǎn)和維護(hù)量，還可以省去伴熱保溫，減少蒸汽消耗。“無三閥組、無配管”化安裝示意圖，如第１８７頁圖１所示。

 

２．２　孔板式差壓流量計(jì)用于煤化工能源計(jì)量存在的問題分析

孔板流量計(jì)可測量氣體、蒸汽、液體的流量，具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。為此，在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，廣泛用于各種能源量測量的傳統(tǒng)的孔板式差壓流量計(jì)是煤化工企業(yè)信任的測量儀器。然而一直以來的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及研究發(fā)現(xiàn)，孔板式差壓流量計(jì)也存在一些問題。

 

１）孔板流量計(jì)依然沒有完全取消引壓管，仍有流動(dòng)死區(qū)存在，如該設(shè)備在某些情況下容易導(dǎo)致氣體不流通，進(jìn)而在使用中一些分子沒有被徹底過濾，儀表的使用價(jià)值會(huì)打折扣；

２）孔板流量計(jì)的耐磨性較差，很難保證測量的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，如孔板的直角邊緣在長期運(yùn)行后可能會(huì)磨損，這些會(huì)改變孔板的特性，并且影響精度；

３）長期使用引壓管中，容易出現(xiàn)漏點(diǎn)、增耗及污染環(huán)境問題；

４）在高凝固點(diǎn)介質(zhì)環(huán)境中，易出現(xiàn)凍結(jié)，進(jìn)而影響測量的準(zhǔn)確性；

５）孔板流量計(jì)的安裝要求非常嚴(yán)格，稍有不慎便會(huì)產(chǎn)生問題，如夾緊式安裝在測量蒸汽流量時(shí)容易產(chǎn)生泄露問題；

６）傳統(tǒng)煤氣流量計(jì)量儀表在后期維修環(huán)節(jié)中的清理難度較大，不能達(dá)到節(jié)能降耗的要求；

７）在粉末顆粒狀及臟介質(zhì)使用環(huán)境中，易出現(xiàn)引壓管堵塞等問題。

８）流量計(jì)量儀表設(shè)計(jì)的缺陷使煤氣流通與節(jié)能降耗效率降低，不能體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保理念等。

 

總之，這些固有缺點(diǎn)導(dǎo)致傳統(tǒng)孔板式差壓流量計(jì)不能滿足現(xiàn)代煤化工企業(yè)的需求。因此，需通過不斷地加強(qiáng)能源計(jì)量管理，加快計(jì)量儀表更新的步伐，積極采用渦街流量計(jì)等新型儀表設(shè)備等手段來彌補(bǔ)。

 

３　節(jié)能降耗理念下煤化工能源計(jì)量儀表的改造策略

３．１　加強(qiáng)對孔板式差壓流量計(jì)結(jié)構(gòu)改造

為了提高孔板式差壓流量計(jì)計(jì)量的有效性，增強(qiáng)煤化工企業(yè)節(jié)能降耗工作，可以考慮從以下兩個(gè)方面對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。

１）對孔板上下游所要求的#小直管段長度提出全新及更長的要求。一般而言，差壓流量計(jì)儀表前、后應(yīng)具有較長的直管段，以滿足通過儀表的管內(nèi)流速分布應(yīng)具有一定形式。根據(jù)ＩＳＯ　５１６７：２００３

（Ｅ）新標(biāo)準(zhǔn)，可對孔板與上游阻流件所要求的直管段長度增長４Ｄ～１７Ｄ，以保證必要的準(zhǔn)確度，從而提高煤化工企煤化工能源計(jì)量儀表的節(jié)能降耗實(shí)效性。

 

２）為孔板式差壓流量計(jì)短管段設(shè)計(jì)調(diào)整型孔板。近年來，一種以改善流速分布為特點(diǎn)的節(jié)流裝置應(yīng)運(yùn)而生，特別是在化工行業(yè)中，這種新型的調(diào)整型孔板４０５Ｃ／１５９５被重點(diǎn)關(guān)注與研究。調(diào)整型孔板對流場具有整流作用，可以將管道內(nèi)流體的攪動(dòng)降到#低，從而實(shí)現(xiàn)精que測量。不僅如此，調(diào)整型孔板還有傳統(tǒng)節(jié)流裝置適應(yīng)性強(qiáng)、無活動(dòng)部件等特點(diǎn)。４０５Ｃ及１５９５調(diào)整型孔板的結(jié)構(gòu)形式，如圖２所示。

由圖２可知，調(diào)整型孔板是一個(gè)四孔的圓盤節(jié)流裝置，是一種定值節(jié)流件應(yīng)用方式。其中，４０５Ｃ為緊湊型調(diào)節(jié)（調(diào)整型）孔板，角接取壓方式；１５９５調(diào)整型孔板需要和取壓法蘭配合使用，法蘭取壓方式。調(diào)整型孔板巧妙地將四孔流動(dòng)調(diào)整器和測量孔板合二為一，將流體被強(qiáng)迫整流，使流場狀況得到改善，并通過常規(guī)的取壓裝置，獲得穩(wěn)定的差壓信號(hào)，從而推算出體積流量、質(zhì)量流量。除了具備傳統(tǒng)孔板的優(yōu)點(diǎn)外，較短的前后直管段長度及較高的測量精度，是調(diào)整型具有的兩個(gè)特點(diǎn)。可以說，調(diào)整型孔板是節(jié)流式差壓流量計(jì)發(fā)展生命力強(qiáng)盛的表現(xiàn)，有著寬廣的應(yīng)用價(jià)值。

 

３．２　強(qiáng)化對新型檢測儀表的引進(jìn)與使用

為了提高節(jié)能降耗理念下煤化工能源計(jì)量儀表應(yīng)用的有效性，近年來研究了多種具有高技術(shù)含量并可以響應(yīng)guojia節(jié)能降耗號(hào)召的能源計(jì)量儀表。

１）采用超聲波流量計(jì)，提高測量的準(zhǔn)確度。在現(xiàn)實(shí)中，由于管線直徑較大，煤化工企業(yè)長期使用孔板流量計(jì)來測量，容易造成測量不穩(wěn)定、耗時(shí)耗力等問題。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，用超聲波流量計(jì)代替孔板流量計(jì)，可以解決長周期穩(wěn)定準(zhǔn)確測量大管徑循環(huán)水等的流量問題，從而降低能耗；同時(shí)，超聲波流量計(jì)不需要進(jìn)行接觸式測量，既便捷又穩(wěn)定，能夠增強(qiáng)測量工作的實(shí)效性，很好地滿足各種測量需求［２］。

 

２）采用渦街流量計(jì)，有效降低裝置能耗。在現(xiàn)實(shí)中，煤化工企業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽消耗。在長期的安裝、運(yùn)行、維修實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在煤氣管道的內(nèi)部增加一個(gè)區(qū)域，使其與檢測部位相分離，即運(yùn)用渦街流量計(jì)進(jìn)行能源計(jì)量，非常適宜于煤化工企業(yè)的節(jié)能減耗［３］。同時(shí)，此方法還具有能適應(yīng)高氣壓、低溫度等多種多樣的環(huán)境，具有安裝維護(hù)方便、準(zhǔn)確性高，量程比高、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。因此，在煤化工企業(yè)中，加強(qiáng)渦街流量計(jì)的應(yīng)用非常必要。

３）采用彎管流量計(jì)，實(shí)現(xiàn)裝置降本增效。煤化工企業(yè)空氣與Ｎ２測量點(diǎn)多面廣，對管徑的要求較

 

高。長期以來，煤化工企業(yè)無法有效地計(jì)量空氣與氮?dú)狻６�在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，彎管流量計(jì)具有穩(wěn)定性高、耐磨性強(qiáng)、測量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，對于煤化工企業(yè)來說，要想有效地計(jì)量空氣與氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)裝置的降本增效，可以加大彎管流量計(jì)的應(yīng)用廣度和深度。

 

４　結(jié)語

綜上所述，要做好節(jié)能工作，計(jì)量是基礎(chǔ)，計(jì)量儀表是重要實(shí)現(xiàn)手段。對于煤化工企業(yè)能源計(jì)量工作來說，要重視能源計(jì)量儀表改造在促進(jìn)企業(yè)節(jié)能降耗方面的重要性，并從加強(qiáng)對原有計(jì)量儀表的優(yōu)化改造、強(qiáng)化對新型檢測儀表的引進(jìn)與使用等方面，不斷地加強(qiáng)能源計(jì)量管理，使企業(yè)獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，從而真正實(shí)現(xiàn)煤化工企業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定的發(fā)展。