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针对新豪娱乐99159官方网站及其他流量计的能耗进行分析论证

来源:作者:发表时间:2020-04-22

 摘 要: 为了分析常用流量计的能耗,理论推导了常用流量计能耗的计算公式,并结合实际工程数据进行了计算。计 算结果表明,标准孔板和标准喷嘴流量计的能耗最大,且能耗随着直径比的增大而降低;新豪娱乐99159官方网站和新豪娱乐99159手机版的能 耗次之;超声波流量计的能耗最低。因此在保证精度的前提下,采用无节流、阻流元件的流量计具有较好的经济效益。

 
引言
      流量计量是工业和市政系统中比较重要的系统, 是贸易结算和效益分析的重要依据。对于 DN400 mm及以上管径来说,常用的流量计有差压式流量计 (例如孔板流量计、喷嘴流量计等)、新豪娱乐99159官方网站、电磁流 量计以及超声波流量计等。 通常,设计单位和建设单位在选择流量计时主要考虑计量的精度、精度标定的方便程度、表计的初期 投资和表计的可靠性等因素,一般对表计的能耗不会 做太多的分析。本文就常用流量计的能耗进行了分析 论证。流量计量仪表的能耗主要体现在以下两个方面, 即因仪表的节流导致的机械损失和仪表的电损失[1]。两 者之和可以作为流量仪表的总能耗。
 
 1 常用流量计介绍
1.1 差压式流量计 
 
      差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产 生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺 寸来计算流量的仪表。差压式流量计由一次装置 (检测件) 和二次装置 (差压转换和流量显示仪表) 组成。 差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流 量仪表中其使用量居首位。 检测件又可按其标准化程度分为两大类,即标准检测件和非标准检测件。其中,标准孔板一般在工程中 采用得最多。
1.2 新豪娱乐99159官方网站 
      新豪娱乐99159官方网站是根据卡门 (Karman) 涡街原理研究生产的。它的特点是压力损失小、量程大、精度高,在 测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、 黏度等参数的影响。
1.3 新豪娱乐99159手机版 
      新豪娱乐99159手机版是根据法拉第电磁感应定律制成的一 种测量导电性液体的仪表。它的特点为测量通道是一 段光滑的直管,不会阻塞、不产生压力损失,节能效果 好;流量大,口径宽。
1.4 超声波流量计 
      超声流量计是通过检测流体流动对超声束 (或超声 脉冲) 的作用以测量流量的仪表。超声流量计属无阻碍 流量计,是解决流量测量困难问题的一类流量计,特别 是在大口径流量测量方面,有较突出的优点。近年来, 超声流量计是发展迅速的流量计之一。
 
 2 常用流量计的压力损失
2.1 差压式流量计的压力损失
      根据 GB/T 2624.2—2006 用安装在圆形截面管道 中的差压装置测量满管流体流量 第 2 部分:孔板 和GB/T 2624.2—2006 用安装在圆形截面管道中的差压装 置测量满管流体流量 第 3 部分:喷嘴和文丘里喷嘴[2- 3],标准孔板及喷嘴的压损公式为:
标准孔板及喷嘴的压损公式标准孔板及喷嘴的压损公式2-6
      式(1)~(6)中,Δω 为孔板及喷嘴的压力损失,Pa;K 为 孔板及喷嘴的压力损失系数;ρ1 为流体的密度,kg/m3; v 为流体的流速,m/s;β 为直径比;C 为流出系数;ReD 为根据管道直径 D 计算出的雷诺数;A 为由管道雷
 
      诺数和直径比确定的管道系数;L1 为孔板上游端面到 上游取压口的距离 l1 除以管道直径 D 得出的商;M2' 为 位置系数;L2' 为孔板下游端面到下游取压口的距离 l2' 除以管道直径 D 得出的商。 对于不同的取压方式,L1 与 L2' 的取值如下:对于 角接取压口,L1=L2'=0;对于 D 和 D/2 取压口,L1=1, L2'=0.47;对于法兰取压口,上游端面到上游取压口计算公式
 
2.2 新豪娱乐99159官方网站的压力损失
      根据 JB/T 9249—2015 涡街流量传感器[4],可推导 出新豪娱乐99159官方网站压力损失公式为:
新豪娱乐99159官方网站压力损失公式
 
      式(7)中,δp 为永久压力损失,Pa;CD 为流体阻力系数, 一般取 2.4;ρ为流体密度,kg/m3;U为平均流速,m/s。
 
2.3 其他流量计的压力损失 
      新豪娱乐99159手机版和超声波流量计均无节流元件,其压 力损失约为 0 Pa。 
 
3 常用流量计机械功率损失 
      流量计的机械功率损失由式(8)确定:
流量计的机械功率损失
 
      式(8)中,ΔN表计为流量计的机械功率损失,kW;Q 为体 积流量,m3/h。 
      折合到电机处的功率损失为:
折合到电机处的功率损失
      式(9)中,ΔN折电机为折合到电机处的功率损失,kW;η 为水泵效率 η1 与电机效率 η2 之积。 
 
4 常用流量计的直接电耗 
      通过查各类流量计的样本,可得各种流量计的用电功率如表 1 所示。
常用流量计的用电功率统计表
5 标准孔板能耗的定量计算
      下面以山东省城乡规划设计研究院 2018 年市政施 工图设计项目中的一个设计实例来分析各种流量计的 能耗。该项目为山东省潍坊市一供水公司供水管道项 目,工程条件为:供回水压力 1.6 MPa、1.1 MPa,设 计流量 1 200 t/h,常用流量 1 000 t/h。流量计主要设
计参数如表 2 所示。
流量计主要设计参数表
      将以上参数代入本文的公式中并按照规范规定的 直径比优选值 0.44、0.52、0.57、0.62,可计算得出不 同直径比下孔板和喷嘴的机械能耗一致。表 3 为含有 节流元件的流量计机械功率损失表。
含有节流元件的流量计机械功率损失表
      以 1 a 计算,电价 0.690 9 元/(kW·h),每年表计产生的能耗及费用如表 4 所示。
能耗与费用计算表
 
6、结语
      上述计算和分析表明,标准孔板和标准喷嘴流量 计的能耗最大,且能耗随着直径比的增大而降低;新豪娱乐99159官方网站和新豪娱乐99159手机版的能耗次之;超声波流量计的 能耗最低。含有节流元件的流量计由于存在压力损失, 所导致的用电量和用电费用的增加是相当可观的。 流量计的节能对供水企业降低运营成本,提高生产效益具有重要的意义。建设资源节约型社会对节能有更高的需求。如何实现流量测量仪表节能和降耗是值得业内人士思考的问题。为尽量减少能耗及由此产 生的费用,应当在保证精度的前提下采用无节流、阻 流元件的流量计,同时在工程中应将节能作为选择流 量计的重要依据。
 
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