水流速率的测量是加工行业的重要一步。选择合适的流量测量技术是一个挑战。在许多流量测量技术适合节省能源成本可以帮助缩小选择的情况下。
可以评估能源成本的各种方式流量计技术s在本文中描述。
流量计技术
可用的流量计技术及其在处理行业中的使用水平以流程图的形式表示（图1）。
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图1。流程工业中的流量计技术。
图中描述的大多数技术：涡轮，涡流，超声波，电磁和动态计，实际上决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度和管道或仪表的横截面面积的乘积。流体流的限制由流量计基于差压力。
不同类型的流量计是喷嘴，楔子，飞行管，孔口板和文丘里（Venturi）。由于限制而导致的压力损失是无法恢复的，可以通过体积流量来衡量。
可以使用正位移流量计测量真正的体积流。他们测量通过仪表主体通过的实际流体体积，而无需考虑速度。流体计捕获并传递到插座的特定体积。清空腔室并填充另一个的机制由流体压力控制。
为了测量质量流量，需要给出体积流量计，例如流体密度，压力和/或温度。
多变量流量计和发射器中提供其他传感器，以获取此信息。在气流的情况下，可以使用科里奥利流量计和热探针直接测量质量流速。这些流量计的市场份额目前为18％，并有望在未来增加。
特定的适用性流量计技术对于不同的液体和气体条件，如图2所示。很明显，对于给定的一组流体条件，多种技术是合适的。在这些情况下，可以通过考虑最低能源成本来缩小选择。
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图2。流量计技术的选择取决于应用程序。红色=否;绿色=是，黄色=也许。
需要最小化的能量
大多数系统都会在系统中诱导压力损失流量计，这转化为能源和资本的损失。诸如流量计，阀门，管道摩擦，扩展器和还原器之类的测量设备是增加系统的永久压力损失（PPL）的因素。对于某些流量计的无麻烦操作可能需要上游还原和下游扩展器。PPL是为新过程设计系统时的决定因素。
在设计新工艺系统的同时，工程师需要对PPL进行考虑，因为泵（液体），锅炉（蒸汽）或压缩机（燃气）的大小是根据PPL决定的，以满足所需的过程条件并交付正确的压力和/或流动。
运营过程中的能源补偿也基于PPL，能源补偿对年度运营成本产生了影响。对充气抽水或压缩的需求也可以通过最大程度地减少这些压力损失来控制环境。通过用昂贵的蒸汽锅炉中的低压损失替换现有的流量计，可以提高其容量。
工程师可以最大程度地降低抽水或压缩成本，增加容量，并通过选择一个锅炉压缩机的占地面积，从而最大程度地减少流量计低压损失。
流量计的压力损失取决于流体密度，流体速度（VF）的平方2以及对流体流动的阻塞程度（K仪表）。K的大小仪表对于不同的流量计从下面排名，从最高压力损失到最低。
- 科里奥利
- 孔口/喷嘴
- 涡轮
- 涡流
- 文丘里
- 平均皮托管
- 电磁/超声波（可忽略的PPL）
基于上述排名，当孔板被平均皮托管取代时，PPL和因此，可以将能量需求或压力损失降低20倍。平均Pitot管不仅提供最小的PPL，还提供最小的PPL，还便宜且易于安装。
能源使用的示例
可以根据永久压力损失（PPL）计算每单位时间的能量利用体积流（Q）和小数的机械效率（ME）。用瓦特表达的功率，水英寸的ppls和CFM的体积流量，以下方程式给出了能源利用的值：
电源=（0.118 ppl * q） /我
电动机和压缩机或泵的小数效率的乘积等于系统的机械效率。锅炉的系统效率可以以类似的方式计算。假定以下分析的氮的系统效率为0.70，水为0.90。效率低的系统需要额外的功率来补偿此过程中的压力损失。
通过将能源乘以当地的电力成本（$/kWh）和一年中的运营小时数（每年总小时8,760个小时），可以计算年度费用。
在下面的示例中，假定每千瓦时的成本为0.10美元，大约等于2010年的全国平均水平。电费的价值从每千瓦时6美分到25美分不等，取决于州和州的情况。使用的性质 - 商业，工业或住宅。
氮，水和蒸汽被认为是化学植物中许多类型材料的代表性气体和液体。亚博网站下载通过不同类型的储蓄计算流量计对于这些流体，请下面：
示例1.氮气气体
- 4英寸线
- 正常流量：1500 SCFM
- 压力：50 psig
- 50 psig的流量（64.7 psia）= 1500 / [64.7 / 14.7] = 341 cfm
- 我：70％
| 技术 |
ppl in。2o |
电瓦 |
70％我瓦特 |
年度$成本 |
| 孔 |
54 |
2173.8 |
3104 |
2719.10 |
| 大街Pitot |
2.8 |
112.7 |
160 |
140.16 |
| 涡流 |
27.2 |
1094.4 |
1563年 |
1369.19 |
example2. -liquidwater
- 4英寸线
- 平均流量：26.74 CFM
- 我：70％
| 技术 |
ppl in。2o |
电瓦 |
70％我瓦特 |
年度$成本 |
| 孔 |
64.1 |
202.3 |
288 |
252.29 |
| 大街Pitot |
7.5 |
23.7 |
33 |
28.91 |
| 涡流 |
25.6 |
80.8 |
115 |
100.74 |
| 麦角 |
0 |
0 |
0 |
0 |
示例3. Steam
- 4英寸线
- 密度= 0.1495磅 /立方英尺= 6.68立方英尺 /磅
- 流= 125磅/分钟 * 6.68 Cu ft/lb）= 835 CFM
- 锅炉效率：90％
| 技术 |
ppl in。2o |
电瓦 |
90％EFF瓦特 |
年度$成本 |
| 孔 |
83.7 |
8247 |
9163 |
8026.78 |
| 大街Pitot |
5.23 |
515.3 |
572.6 |
501.60 |
| 涡流 |
47.12 |
4643 |
5159 |
4519.28 |
结论
大多数流程系统使用流量计以及其他由压缩机，泵或锅炉提供的减压设备，导致成本高于上述示例中所示。
但是，通过减少PPL并因此减少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的最有效，低成本的方法。
此信息已从ABB测量和分析提供的材料中采购，审查和调整。亚博网站下载
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