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)和管理機制，以實現(xiàn)降低碳排放的目標，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，維護和更新計量儀表，加強對煤化工企業(yè)能源計量儀表的改造，對于增強煤化工企業(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)能源計量常用儀表及其原理

１．１　煤化工企業(yè)能源計量常用儀表

計量與數(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。尤其通過能源計量儀表科學的計量，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)能源計量而言，目前我國應(yīng)用#廣泛的流量計為孔板式差壓流量計［１］，其應(yīng)用量約占市場的８０％。

 

１．２　孔板式差壓流量計原理

孔板流量計是一種差壓式流量計，是目前應(yīng)用#廣泛的流量計。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現(xiàn)狀及存在問題分析

２．１　孔板式差壓流量計目前的技術(shù)水平

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

１）性能設(shè)計。近年來，與孔板式差壓流量計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)指標及特點，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)省安裝空間與費用，減少漏點和維護量，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　孔板式差壓流量計用于煤化工能源計量存在的問題分析

孔板流量計可測量氣體、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。為此，在相當一段時期內(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)驗及研究發(fā)現(xiàn)，孔板式差壓流量計也存在一些問題。

 

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

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

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

４）在高凝固點介質(zhì)環(huán)境中，易出現(xiàn)凍結(jié)，進而影響測量的準確性；

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

６）傳統(tǒng)煤氣流量計量儀表在后期維修環(huán)節(jié)中的清理難度較大，不能達到節(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）流量計量儀表設(shè)計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，這些固有缺點導(dǎo)致傳統(tǒng)孔板式差壓流量計不能滿足現(xiàn)代煤化工企業(yè)的需求。因此，需通過不斷地加強能源計量管理，加快計量儀表更新的步伐，積極采用渦街流量計等新型儀表設(shè)備等手段來彌補。

 

３　節(jié)能降耗理念下煤化工能源計量儀表的改造策略

３．１　加強對孔板式差壓流量計結(jié)構(gòu)改造

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

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

 

２）為孔板式差壓流量計短管段設(shè)計調(diào)整型孔板。近年來，一種以改善流速分布為特點的節(jié)流裝置應(yīng)運而生，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)流體的攪動降到#低，從而實現(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、無活動部件等特點。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調(diào)整器和測量孔板合二為一，將流體被強迫整流，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，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)整型具有的兩個特點。可以說，調(diào)整型孔板是節(jié)流式差壓流量計發(fā)展生命力強盛的表現(xiàn)，有著寬廣的應(yīng)用價值。

 

３．２　強化對新型檢測儀表的引進與使用

為了提高節(jié)能降耗理念下煤化工能源計量儀表應(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)能降耗號召的能源計量儀表。

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

 

２）采用渦街流量計，有效降低裝置能耗。在現(xiàn)實中，煤化工企業(yè)會產(chǎn)生大量的蒸汽消耗。在長期的安裝、運行、維修實踐中發(fā)現(xiàn)，在煤氣管道的內(nèi)部增加一個區(qū)域，使其與檢測部位相分離，即運用渦街流量計進行能源計量，非常適宜于煤化工企業(yè)的節(jié)能減耗［３］。同時，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，具有安裝維護方便、準確性高，量程比高、運行成本低等優(yōu)點。因此，在煤化工企業(yè)中，加強渦街流量計的應(yīng)用非常必要。

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

 

高。長期以來，煤化工企業(yè)無法有效地計量空氣與氮氣。而在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，彎管流量計具有穩(wěn)定性高、耐磨性強、測量準確等優(yōu)點，對于煤化工企業(yè)來說，要想有效地計量空氣與氮氣，實現(xiàn)裝置的降本增效，可以加大彎管流量計的應(yīng)用廣度和深度。

 

４　結(jié)語

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