使用流量计技术降低能源成本

流体流速的测量是加工工业中的一个重要步骤。选择合适的流量测量技术是一个相当大的挑战。在许多流量测量技术适用于单个应用的情况下，考虑到能源成本节约，可以帮助缩小选择范围。

能源成本评估的各种方式流量计技术本文中描述了。

流量计技术

可用的不同类型的流量计技术及其在加工工业中的使用水平以流程图的形式表示(图1)。

图1。流程工业中的流量计技术。

图中所示的大多数技术：涡轮、涡流、超声波、电磁和风速计，实际上确定了管道中流体的流速。体积流速可以确定为测量的平均流速与管道或流量计横截面积的乘积。流量限制流体通过以下方式引入：流量计根据压差进行操作。

不同类型的流量计有喷嘴、楔块、导向管、孔板和文丘里管。由于限制而造成的压力损失是不可恢复的，可以通过体积流量进行测量。

可使用容积式流量计测量真实体积流量；它们测量通过流量计主体的实际流体体积，而不考虑速度。特定体积的流体被流量计捕获并进入出口。清空腔室并填充另一个腔室的机构由流体压力控制。

体积流量计需要提供额外的信息，如流体密度、压力和/或温度，以便测量质量流量。

在多变量流量计和变送器中提供了额外的传感器来获取这些信息。在气体流动的情况下，质量流量可以直接用科里奥利流量计和热探头测量。目前这些流量计的市场份额为18%，未来还将继续增加。

特定产品的适用性流量计技术图2描述了不同的液体和气体条件。显然，对于一组给定的流体条件，适用的技术不止一种。在这些情况下，可以通过考虑最小的能源成本来缩小选择范围。

图2。流量计技术的选择取决于应用。红色=否；绿色=是，黄色=可能。

减少能源消耗的必要性

在系统中，压力损失是由most引起的流量计，这意味着能源和资本的损失。流量计、阀门、管道摩擦、膨胀器和减压器等测量装置是增加系统永久压力损失（PPL）的因素。一些流量计可能需要上游异径管和下游扩展器，以方便操作。PPL是为新工艺设计系统时的一个决定因素。

在为新工艺设计系统时，工程师需要考虑PPL，因为泵（液体）、锅炉（蒸汽）或压缩机（气体）的尺寸是根据PPL确定的，以满足所需的工艺条件并提供正确的压力和/或流量。

运行过程中的能量补偿也是基于PPL的，能量补偿对年运行成本有影响。通过最大限度地减少压力损失，还可以控制泵送或压缩对环境的影响。在价格昂贵的蒸汽锅炉中，用压力损失小的流量计代替现有的流量计，可以提高锅炉的容量。

工程师可以通过选择合适的泵和压缩机，将泵和压缩机的成本降到最低，增加容量，并将泵和压缩机的占地面积降到最低流量计压力损失低。

流量计中的压力损失取决于流体密度，即流体速度（Vf）的平方^2.以及对流体流动的阻碍程度（K_米).K的大小_米为不同的流量计从最高的压力损失到最低的压力损失。

1. 科里奥利
2. 孔板/喷嘴
3. 涡轮
4. 涡流
5. 文丘里
6. 均速皮托管
7. 电磁/超声波（可忽略PPL）

根据上述排名，当用均速皮托管代替孔板时，PPL以及因此产生的能量需求或压力损失可降低20倍。平均皮托管不仅提供最小的PPL，而且价格便宜，易于安装。

能源使用实例

单位时间的能源使用量可根据永久压力损失（PPL）计算得出体积流量（Q） 以及系统的机械效率（ME），以小数为单位。功率单位为瓦特，PPLs单位为英寸水，体积流量单位为CFM，以下方程式给出了能量使用值：

功率= (0.118 PPL * Q) / ME

电动机和压缩机或泵的十进制效率的乘积等于系统的机械效率。锅炉的系统效率可以用类似的方法计算。下面的分析假定系统效率为氮的0.70和水的0.90。低效率的系统需要额外的动力来补偿过程中的压力损失。

通过将能源乘以当地的电力成本($/kwh)和一年的运行小时数(每年总共8760小时)，就可以计算出每年的成本。

在下面的例子中，每千瓦小时的成本假定为0.10美元，这大约等于2010年的全国平均水平。电价的价值从每千瓦时6美分到25美分不等，这取决于州和使用性质——商业、工业或住宅。

氮、水和蒸汽被认为是化工厂中使用的许多类型材料的代表性气体和液体。欧洲杯足球竞彩计算不同类型的节省流量计对于这些流体，如下所示：

例1.氮气

• 4英寸的线
• 正常流量：1500 SCFM
• 压力:50 psig
• 50 psig（64.7 psia）下的流量=1500/[64.7/14.7]=341 CFM
• 我:70%

技术	PPL英寸2.O	功率瓦特	70%兆瓦	每年$费用
孔口	54	2173.8	3104	2719.10
皮托大街	2．8	112.7	160	140.16
涡流	27.2	1094.4	1563	1369.19

例2.液态水

• 4英寸的线
• 平均流量:26.74 CFM
• 我:70%

技术	PPL英寸2.O	功率瓦特	70%兆瓦	每年$费用
孔口	64.1	202.3	288	252.29
皮托大街	7.5	23.7	33	28.91
涡流	25.6	80.8	115	100.74
磁强计	0	0	0	0

例3。蒸汽

• 4英寸的线
• 密度=0.1495磅/立方英尺=6.68立方英尺/磅
• 流量= 125磅/分钟* 6.68立方英尺/磅)= 835 CFM
• 锅炉效率：90%

技术	PPL英寸2.O	功率瓦特	90%有效瓦特	每年$费用
孔口	83.7	8247	9163	8026.78
皮托大街	5.23	515.3	572.6	501.60
涡流	47.12	4643	5159	4519.28

结论

大多数过程系统使用流量计以及由压缩机、泵或锅炉提供的其他减压装置，其成本高于上述示例中所述。

但是，通过降低PPL，从而降低泵或压缩机的尺寸和负载，可以降低电费。降低PPL是扩大蒸汽锅炉容量最有效、成本最低的方法。

这些信息已经从ABB测量与分析公司提供的材料中获得、审查和修改。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问ABB测量与分析。