【内容(rong)摘要】流量(liang)儀表 是核(he)電廠測量(liang)中的重要(yao)儀表之一(yi)，其中 孔闆(pan)流量計 的(de)應用最爲(wei)廣泛。由于(yu)孔闆流量(liang)計永久壓(ya)力損失👄的(de)📞存在，會造(zao)⭐成額外的(de)能源耗費(fei)。考慮到當(dang)前節能🌂降(jiang)耗已成爲(wei)我國經濟(ji)建設的重(zhong)中之重，本(ben)文結合核(he)電廠具體(ti)孔闆的選(xuan)型情況，探(tan)讨采用低(di)壓力損失(shi)流量儀🔞表(biao)替代孔闆(pan)的應用前(qian)景。
　　爲貫徹(che)落實《中華(hua)人民共和(he)國節約能(neng)源法》《國務(wu)院關于加(jia)快發展節(jie)能環保産(chan)業的意見(jian)》(國發［2013］30号)規(gui)定和要求(qiu)，國家發展(zhan)和改革委(wei)員會一直(zhi)緻力于加(jia)快節能技(ji)術進步和(he)推廣普及(ji)，引💔導用能(neng)單位采用(yong)先進适用(yong)的節能新(xin)技術、新裝(zhuang)備、新工藝(yi)，促進能源(yuan)資源節約(yue)集約利用(yong)，緩解資源(yuan)環境壓力(li)🈲的工作，積(ji)極在電力(li)、化工、鋼🏃🏻‍♂️鐵(tie)、有色金屬(shu)等行業推(tui)行節能技(ji)術。核電站(zhan)作爲電力(li)⭕行業，應響(xiang)應國家号(hao)召，積極探(tan)尋節能手(shou)段。本文主(zhu)要探讨核(he)電站流量(liang)儀表選型(xing)方面節能(neng)降耗的前(qian)景。
一、核電(dian)廠流量測(ce)量現狀
　　核(he)電站作爲(wei)一種将核(he)能轉化爲(wei)電能的重(zhong)要設施，其(qi)運行效果(guo)與國民經(jing)濟和人們(men)日常生活(huo)有着密切(qie)聯系。爲了(le)保證其運(yun)行效率和(he)質量，節流(liu)裝置配差(cha)壓儀表、 電(dian)磁流量計(ji) 、 轉子流量(liang)計 、超聲波(bo)流量計、容(rong)積式流量(liang)計、 旋進旋(xuan)渦流量計(ji) 等各種各(ge)樣流量儀(yi)表被應用(yong)在核電站(zhan)，用以衡量(liang)核電站相(xiang)關🏃‍♂️數據的(de)量變過程(cheng)和結果，爲(wei)監測核電(dian)👅站運行提(ti)供科學的(de)有效手段(duan)。在這些流(liu)量儀表中(zhong)，節流裝👨‍❤️‍👨置(zhi)中的孔闆(pan)配差壓儀(yi)表，在核電(dian)站的流量(liang)測量中應(ying)用最爲廣(guang)泛。
二、核電(dian)站孔闆流(liu)量測量應(ying)用情況
　　目(mu)前核電站(zhan)的孔闆按(an)照機械等(deng)級分爲核(he)級和非核(he)級兩類。核(he)級孔闆依(yi)據ＲCC－M《壓水堆(dui)核島機械(xie)設備設👣計(ji)和建造規(gui)則》，對于制(zhi)造⛱️、材料，焊(han)接和試驗(yan)等方面💋與(yu)傳統機械(xie)設備的設(she)計要求存(cun)在一定區(qu)别，目的♻️是(shi)爲保證♊核(he)電廠的安(an)全運行👨‍❤️‍👨。按(an)照雙機組(zu)計算，目前(qian)核級孔闆(pan)約有224塊，非(fei)核級孔闆(pan)約有⭕75塊。根(gen)據安裝管(guan)道口徑，孔(kong)闆🈲口徑覆(fu)蓋DN50至DN700。測量(liang)介質包括(kuo)液體，氣體(ti)和蒸汽。介(jie)質設計溫(wen)度在40℃至316℃，設(she)計壓力覆(fu)蓋0.2MPa至24MPa。
　　與孔(kong)闆配套使(shi)用的差壓(ya)儀表，根據(ju)電氣分級(ji)的不✉️同，分(fen)爲📞核級儀(yi)表和非核(he)級儀表;根(gen)據檢測位(wei)置的不同(tong)，分爲🏃‍♂️遠傳(chuan)差壓變送(song)器和就地(di)差壓表;根(gen)據檢📐測目(mu)的不同，分(fen)爲永久安(an)裝儀表和(he)臨🔞時安裝(zhuang)的試驗儀(yi)表。
三、孔闆(pan)測量簡介(jie)和優缺點(dian)
（一）孔闆測(ce)量簡介。孔(kong)闆是在管(guan)道中安裝(zhuang)了一個中(zhong)間爲圓孔(kong)的節流件(jian)，迫使流動(dong)的流束截(jie)面變小，流(liu)速加快，壓(ya)力降低，與(yu)前方未節(jie)流的流體(ti)壓力形成(cheng)📐了差壓，差(cha)壓的開方(fang)與⭐流量成(cheng)正比。通過(guo)差壓儀表(biao)配合，可測(ce)得管道的(de)流量。
(二)孔(kong)闆的優點(dian)。孔闆的優(you)點是具有(you)大量測試(shi)數據，這些(xie)數🚩據得到(dao)了國際标(biao)準組織的(de)認可，無需(xu)實流校準(zhun);其結構易(yi)于複制，簡(jian)單、牢固;應(ying)用範圍廣(guang)，測量流體(ti)範圍廣(液(ye)、氣、蒸汽)、一(yi)般生産過(guo)程的管徑(jing)、工作狀态(tai)(溫度、壓力(li))皆可以測(ce)量。針對核(he)電站環境(jing)，部分💋廠房(fang)存在輻照(zhao)，而孔闆材(cai)💚質爲金屬(shu)，輻🔞照對其(qi)無影響，因(yin)此孔闆在(zai)核電站應(ying)用比較廣(guang)泛。
(三)孔闆(pan)的缺點。孔(kong)闆的缺點(dian)如測量的(de)重複性、精(jing)度在流量(liang)傳感器中(zhong)屬于中等(deng)水平;測量(liang)量程比窄(zhai)，一般僅3:1～4:1;有(you)較長的前(qian)後🏃‍♂️直管段(duan)長度要求(qiu)，一般難于(yu)滿足;孔闆(pan)以内孔銳(rui)角線🔞來保(bao)證精度，因(yin)此傳感器(qi)對腐蝕、磨(mo)損、結垢、髒(zang)污敏感，長(zhang)期使用精(jing)度難以保(bao)證🤞。除此之(zhi)外，由于存(cun)在節流孔(kong)，導緻壓力(li)損失大，會(hui)造成能源(yuan)的額外👌消(xiao)耗。
四、采用(yong)低壓損流(liu)量儀表代(dai)替孔闆流(liu)量計的節(jie)能🏃🏻‍♂️分析
(一(yi))孔闆能耗(hao)費用。孔闆(pan)的能耗與(yu)孔闆造成(cheng)的永久壓(ya)力損失有(you)關，能耗計(ji)算公式［1］爲(wei):
W=(Δω×Q)/η(1)
　　式中:W—能耗(hao)值，W(瓦);Δω—永久(jiu)壓損值，Pa;Q工(gong)況下的體(ti)積流量值(zhi)，m3/s;η—泵和✂️電動(dong)機的效率(lü)，一般取0.85。年(nian)能耗費的(de)計算公式(shi)［2］爲:
年能耗(hao)費(元/年)=(W/1000)×(運(yun)行時數/年(nian))×(元/千瓦小(xiao)時)(2)
(二)采用(yong) 超聲波流(liu)量計 替代(dai)孔闆的節(jie)能分析。超(chao)聲波流量(liang)計由于在(zai)管道中沒(mei)有♻️阻力件(jian)，壓力損失(shi)小，相對孔(kong)闆均有較(jiao)小的前後(hou)直管段要(yao)求，目🍉前在(zai)💘核電廠中(zhong)也有不少(shao)應用😍。如替(ti)代孔闆測(ce)量，可有效(xiao)降低❄️壓力(li)損⛷️失從而(er)減低能耗(hao)。下面從兩(liang)個典型流(liu)量測點分(fen)析超聲波(bo)替代孔闆(pan)的節能應(ying)用可行性(xing)。
1.設冷水公(gong)共環路入(ru)口流量測(ce)量WCC021MD。設冷水(shui)公共環路(lu)🌈入🔴口流量(liang)儀表WCC021MD采用(yong)非核級差(cha)壓變送器(qi)進行測量(liang)并遠傳至(zhi)主控室指(zhi)示。該💰測點(dian)的正常流(liu)量爲2216m3/h，孔闆(pan)的永久❌壓(ya)力損失約(yue)爲29.2KPa，該測點(dian)基本全年(nian)均需運行(hang)，假設電費(fei)爲1元/千瓦(wa)小時，根據(ju)公式(1)和(2)，該(gai)測點使用(yong)孔闆測量(liang)的年能耗(hao)費用約在(zai)18.5萬元。
　　分析(xi)該測點更(geng)換爲超聲(sheng)波流量計(ji)的可行性(xing)。該測點的(de)介質爲設(she)備冷卻水(shui)，介質的設(she)計壓力爲(wei)1.35MPa，設計溫度(du)爲40℃。測🔱點所(suo)在管道口(kou)⛹🏻‍♀️徑爲DN650，管道(dao)的機械等(deng)級爲核級(ji)，需要考慮(lü)🈲抗震完💃🏻整(zheng)性。該測點(dian)的孔闆布(bu)置在綠區(qu)。根據上面(mian)的條件分(fen)析，可考慮(lü)采用外夾(jia)式超聲波(bo)流量計，這(zhe)種替代不(bu)會影響管(guan)道完整性(xing)。
　　與 差壓變(bian)送器 相比(bi)，超聲波流(liu)量計需額(e)外考慮220VAC供(gong)電，目前核(he)電廠采🏃🏻‍♂️用(yong)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的超聲波(bo)流量計的(de)功率都不(bu)大于30W，爲簡(jian)化分析，均(jun)按照30W計算(suan)，則超聲波(bo)流量計年(nian)運行費用(yong)約爲270元。因(yin)此，如将該(gai)測點流量(liang)測量🤞由孔(kong)闆改爲超(chao)聲波流量(liang)計，每年運(yun)行成本将(jiang)節省約18萬(wan)元。考慮初(chu)期的采購(gou)成本，采購(gou) 外夾式超(chao)聲波流量(liang)計 比采購(gou)差壓變送(song)器和孔闆(pan)約貴10萬元(yuan)。一般核電(dian)廠的儀💜表(biao)使用時間(jian)爲10年，因此(ci)綜合考慮(lü)采購成本(ben)和運行成(cheng)本，采用超(chao)聲🛀波流量(liang)計每年約(yue)可節省17萬(wan)元。
2.WNC101/202/303CS入口設(she)冷水臨時(shi)流量測量(liang)WCC101/202/203YD。WNC101/202/303CS入口設冷(leng)水流量測(ce)量儀表WCC101/202/203YD爲(wei)臨時安裝(zhuang)的流量儀(yi)表，在平時(shi)正常運行(hang)的♌時候不(bu)使🏒用，在設(she)備檢修和(he)定期試驗(yan)的時候會(hui)臨時安裝(zhuang)上進行測(ce)量。每個測(ce)點的正常(chang)流量爲450m3/h，孔(kong)闆的永久(jiu)壓力損失(shi)約爲34.2KPa，測點(dian)基本全年(nian)均需運行(hang)，仍♍假設電(dian)費爲1元/千(qian)瓦小時，根(gen)據公式(1)和(he)🐪(2)，每個測點(dian)使用孔闆(pan)測量的🐇年(nian)能耗費用(yong)約在4.3萬元(yuan)。
　　由于該測(ce)點僅在設(she)備檢修或(huo)定期試驗(yan)的時候才(cai)臨時安裝(zhuang)使用，測點(dian)安裝在綠(lü)區，如考慮(lü)取消孔闆(pan)🌂，在需🌈要使(shi)⭐用時采用(yong)現場已有(you)的移動式(shi)超聲波流(liu)量計進行(hang)測量，無需(xu)額外設備(bei)📐采購費用(yong)，這樣每個(ge)測點每年(nian)可節省約(yue)4.3萬元。
五、結(jie)語
　　根據實(shi)例分析，通(tong)過對典型(xing)孔闆測點(dian)進行選型(xing)替換☂️，可帶(dai)來可觀的(de)經濟收益(yi)，存在實現(xian)節能降耗(hao)的應用前(qian)景。由于流(liu)量🤩儀表選(xuan)型替換可(ke)能影響到(dao)設計文件(jian)、運行規🔴程(cheng)、配電、業主(zhu)使用習慣(guan)等的變化(hua)，如後續實(shi)施♍，需各方(fang)面積極溝(gou)通❌，保證節(jie)能降耗應(ying)用💛的順利(li)開展。

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