【内容摘要(yao)】流量儀表(biao) 是核電廠(chang)測量中的(de)重要儀表(biao)之一，其中(zhōng) 孔闆流量(liàng)計 的應用(yòng)最爲廣泛(fan)。由于孔闆(pan)流量計永(yong)久壓力損(sun)失的✨存在(zai)，會造成額(e)外的能源(yuan)耗費。考慮(lü)到當前節(jie)能降耗已(yǐ)成爲我國(guó)經濟建設(she)的重中之(zhi)重，本文結(jié)合核電廠(chang)具體孔闆(pǎn)的選型情(qing)況，探讨采(cǎi)用低壓力(li)損失流量(liàng)儀表替代(dai)孔🍓闆的應(yīng)用前景。
　　爲(wèi)貫徹落實(shí)《中華人民(min)共和國節(jie)約能源法(fǎ)》《國務院關(guān)于加快發(fa)展節能環(huan)保産業的(de)意見》(國發(fa)［2013］30号)規定和(hé)要求，國家(jiā)發展和改(gǎi)革委員會(hui)一直緻力(li)于加快節(jiē)能技術進(jìn)步和推廣(guǎng)普及，引導(dǎo)用能單位(wei)采用先進(jìn)适用的節(jiē)能新技術(shù)、新裝備、新(xīn)工藝，促進(jin)能源資源(yuán)節約集約(yuē)利用，緩解(jie)資源環境(jing)壓力🌏的工(gōng)作，積極在(zài)電力、化工(gōng)、鋼鐵、有色(sè)金屬等行(háng)業推行節(jie)能技術。核(he)電站作爲(wei)電力行業(ye)，應響應國(guo)家号召，積(ji)極探尋節(jiē)能手段。本(ben)文主要🈲探(tan)讨核電站(zhàn)流量儀表(biǎo)選型方面(mian)節能降耗(hao)的前景。
一(yī)、核電廠流(liu)量測量現(xiàn)狀
　　核電站(zhan)作爲一種(zhong)将核能轉(zhuǎn)化爲電能(néng)的重要設(she)施，其運行(háng)效果與國(guo)民經濟和(he)人們日常(cháng)生活有着(zhe)密切聯系(xi)。爲了保證(zheng)其運行效(xiao)率和質量(liàng)，節流裝置(zhì)配差壓儀(yí)表、 電磁流(liú)量計 、 轉子(zi)流量計 、超(chāo)聲波流量(liang)計、容積式(shì)流量計、 旋(xuan)進旋渦流(liu)量計 等各(ge)種各樣流(liu)量儀表被(bei)應用在核(hé)電站，用以(yǐ)衡量核💃電(diàn)站❤️相關數(shu)據的量變(bian)過程和結(jié)果，爲監測(cè)核電站運(yun)🤞行提供科(ke)學的有效(xiào)手段。在這(zhe)些流量儀(yí)表中，節流(liú)裝置中的(de)💔孔闆配差(chà)壓儀表，在(zai)核👄電站的(de)流量測量(liàng)中應❄️用最(zuì)爲廣泛。
二(er)、核電站孔(kǒng)闆流量測(cè)量應用情(qing)況
　　目前核(he)電站的孔(kong)闆按照機(ji)械等級分(fèn)爲核級和(he)非✔️核級兩(liang)類。核❄️級孔(kong)闆依據ＲCC－M《壓(yā)水堆核島(dǎo)機械設備(bèi)設計和建(jian)造規則🏃‍♀️》，對(duì)于制造🐅、材(cai)料，焊接和(hé)試驗等方(fang)面與傳統(tǒng)機械設⭐備(bèi)的設計要(yao)求存在一(yi)定區别，目(mù)的是爲保(bao)證核電廠(chǎng)的安全運(yùn)行。按照雙(shuang)機組計算(suan)，目前核級(ji)孔闆約有(yǒu)224塊，非核級(jí)孔闆約有(you)75塊。根據安(ān)裝🔞管道口(kǒu)徑，孔闆口(kǒu)徑覆蓋DN50至(zhi)DN700。測🌈量介質(zhi)包括液體(ti)，氣體和蒸(zheng)汽💘。介質設(shè)👅計溫度在(zai)40℃至316℃，設計壓(ya)力覆蓋0.2MPa至(zhi)24MPa。
　　與孔闆配(pèi)套使用的(de)差壓儀表(biǎo)，根據電氣(qì)分級的不(bu)同，分爲核(hé)級儀表和(hé)非核級儀(yí)表;根據檢(jian)測位置的(de)不同，分爲(wei)遠傳差壓(yā)變送器和(he)就地差壓(yā)表;根據檢(jian)測目的不(bú)同，分爲永(yong)久安裝儀(yí)表和臨時(shí)安裝的試(shi)驗儀表。
三(sān)、孔闆測量(liàng)簡介和優(yōu)缺點
（一）孔(kǒng)闆測量簡(jian)介。孔闆是(shì)在管道中(zhong)安裝了一(yī)個中間爲(wei)圓孔的節(jie)流件，迫使(shi)流動的流(liú)束截面變(biàn)小，流速加(jiā)快，壓力降(jiang)低，與前方(fang)未節流的(de)流體壓力(li)形成了差(chà)壓，差壓的(de)開方與流(liu)量成正比(bǐ)。通過差壓(ya)儀表配合(hé)，可測💯得管(guǎn)道的🔞流量(liàng)。
(二)孔闆的(de)優點。孔闆(pan)的優點是(shì)具有大量(liang)測試數據(ju)，這些數據(ju)得到了國(guo)際标準組(zǔ)織的認可(ke)，無需實流(liú)⛹🏻‍♀️校準;其結(jie)🐉構易于複(fu)制，簡單、牢(láo)固;應用範(fàn)圍廣，測量(liang)流體範圍(wéi)廣(液、氣、蒸(zhēng)汽♊)、一般生(shēng)産過程的(de)管徑、工作(zuò)狀态(溫度(du)🐅、壓力)皆可(ke)🏃以測量。針(zhēn)對核電站(zhàn)環境，部分(fèn)廠房存在(zài)輻照，而孔(kǒng)闆材🌐質爲(wei)金屬，輻照(zhao)對其無影(ying)👉響，因此孔(kong)闆在♊核電(diàn)站應用比(bǐ)較廣泛。
(三(san))孔闆的缺(que)點。孔闆的(de)缺點如測(cè)量的重複(fu)性、精度在(zai)流量傳感(gǎn)器中屬于(yu)中等水平(ping);測量量程(chéng)比窄，一般(bān)僅3:1～4:1;有較長(zhǎng)的前後直(zhí)管段長度(du)要求，一般(ban)難于滿📞足(zú);孔闆🔞以内(nei)孔銳角線(xian)🏃🏻‍♂️來保證精(jing)度，因此傳(chuán)感器對腐(fu)蝕、磨損、結(jie)垢、髒污敏(min)感，長期使(shǐ)用精度難(nan)以保證。除(chu)此之外，由(yóu)于存在節(jie)流孔，導緻(zhì)壓力損失(shi)大，會造成(chéng)能源的額(é)外消耗。
四(si)、采用低壓(yā)損流量儀(yí)表代替孔(kǒng)闆流量計(jì)的節能分(fèn)💋析
(一)孔闆(pan)能耗費用(yòng)。孔闆的能(neng)耗與孔闆(pǎn)造成的永(yǒng)久壓✔️力損(sǔn)失🏒有關，能(néng)耗計算公(gong)式［1］爲:
W=(Δω×Q)/η(1)
　　式中(zhong):W—能耗值，W(瓦(wǎ));Δω—永久壓損(sun)值，Pa;Q工況下(xià)的體積流(liú)量值，m3/s;η—泵🚶和(hé)電動👉機的(de)效率，一般(bān)取0.85。年能耗(hao)費的計算(suan)公式🤞［2］爲:
年(nián)能耗費(元(yuan)/年)=(W/1000)×(運行時(shi)數/年)×(元/千(qiān)瓦小時)(2)
(二(èr))采用 超聲(sheng)波流量計(jì) 替代孔闆(pǎn)的節能分(fèn)析。超聲波(bō)流量計由(you)于在管道(dao)中沒🈚有阻(zǔ)力件，壓力(li)損失小，相(xiàng)對孔闆均(jun1)有較小的(de)前後‼️直管(guan)段要求，目(mu)前在核電(diàn)廠中也有(yǒu)不少應用(yong)。如替代孔(kǒng)闆測量，可(ke)有效降低(dī)壓力損🧡失(shī)從而減低(di)㊙️能耗。下面(mian)從兩個典(diǎn)型流量測(cè)點分析超(chao)🏃聲波替代(dài)孔闆的節(jiē)能應用可(kě)行性。
1.設冷(lěng)水公共環(huan)路入口流(liú)量測量WCC021MD。設(shè)冷水公共(gòng)環路入口(kou)流量儀表(biao)WCC021MD采用非核(he)級差壓變(bian)送器進行(hang)測量并遠(yuan)傳至主控(kong)🔞室指示。該(gāi)測點的正(zheng)常流量爲(wèi)2216m3/h，孔闆👉的永(yong)久壓力損(sun)👨‍❤️‍👨失約爲29.2KPa，該(gāi)測點👈基本(ben)全年均需(xū)運行，假設(shè)電費⭐爲1元(yuan)/千瓦小時(shí)，根據☀️公式(shi)(1)和(2)，該測點(dian)使用孔闆(pan)測量的年(nian)能耗費用(yòng)約在18.5萬元(yuán)。
　　分析該測(cè)點更換爲(wèi)超聲波流(liu)量計的可(ke)行性。該測(cè)點的介質(zhì)爲設備冷(lěng)卻水，介質(zhi)的設計壓(yā)力爲1.35MPa，設計(jì)溫度爲40℃。測(cè)🈚點所在管(guan)道口徑爲(wèi)DN650，管道的機(ji)械等級爲(wèi)核級，需要(yào)考慮抗震(zhen)完整性。該(gai)📐測點的孔(kǒng)闆布置在(zài)綠區。根據(jù)上面的條(tiao)件分析，可(ke)考慮采用(yòng)外夾式超(chāo)聲波流量(liang)計🍉，這種替(ti)代不會影(yǐng)響管道完(wan)整性。
　　與 差(cha)壓變送器(qì) 相比，超聲(sheng)波流量計(jì)需額外考(kao)慮220VAC供電，目(mu)前核電廠(chang)采用的💋超(chao)聲波流量(liàng)計的功率(lǜ)都不大于(yú)30W，爲簡化分(fèn)析，均♻️按照(zhao)30W計算，則超(chao)聲波㊙️流量(liàng)計年運行(háng)費用約爲(wèi)🔞270元。因此，如(ru)将該測點(dian)流量測量(liang)由孔闆改(gai)爲超聲波(bō)流量計，每(měi)年運行成(chéng)本将節省(sheng)約18萬元。考(kǎo)慮初期的(de)采購成本(ben)，采購 外夾(jia)式超聲波(bō)流量計 比(bi)采購差壓(yā)變送器和(hé)孔闆約貴(guì)10萬元。一般(ban)核電廠的(de)儀💜表使用(yong)時間爲10年(nian)，因此綜合(he)考慮采購(gòu)成本和運(yun)行成本✏️，采(cǎi)用超聲波(bo)流🐉量計每(mei)年約可節(jiē)省17萬元。
2.WNC101/202/303CS入(ru)口設冷水(shuǐ)臨時流量(liang)測量WCC101/202/203YD。WNC101/202/303CS入口(kǒu)設冷水流(liú)量測量儀(yí)表WCC101/202/203YD爲🌏臨時(shí)安裝的流(liu)量儀表，在(zài)平時正常(chang)運行的時(shi)候不使用(yong)，在✔️設備檢(jian)修和定期(qī)試驗的時(shí)候會臨時(shí)安裝💞上進(jin)行💃測量。每(měi)個測點的(de)正常流量(liàng)爲450m3/h，孔闆的(de)永久壓力(li)損失約爲(wèi)34.2KPa，測點基⭐本(běn)全年均⛱️需(xu)運行，仍假(jia)設電費爲(wei)1元/千瓦小(xiǎo)時，根據公(gōng)式(1)和(2)，每個(gè)測點使用(yong)孔闆測量(liàng)的☔年能耗(hao)費用約在(zai)4.3萬元。
　　由于(yú)該測點僅(jǐn)在設備檢(jiǎn)修或定期(qī)試驗的時(shí)候才臨🈚時(shí)安裝使用(yòng)，測點安裝(zhuāng)在綠區，如(ru)考慮取消(xiao)孔闆，在需(xu)要使用時(shi)采用💃🏻現場(chang)已有的移(yi)動式超聲(shēng)波流量計(ji)進👌行測量(liang)，無需額外(wài)設備采購(gou)費用，這樣(yang)每個💋測點(dian)每年可節(jie)省約🔅4.3萬元(yuan)。
五、結語
　　根(gēn)據實例分(fen)析，通過對(duì)典型孔闆(pǎn)測點進行(hang)選型替換(huan)，可帶來可(kě)觀的經濟(ji)收益，存在(zài)實現節能(néng)降耗的🔴應(ying)用🧑🏽‍🤝‍🧑🏻前景。由(you)于🌈流量儀(yí)表✨選型替(tì)換可能影(ying)響到設計(jì)文件、運行(hang)規程、配電(diàn)、業主使用(yong)習慣等的(de)變化，如後(hou)續實施，需(xu)各方面積(jī)極溝通，保(bao)證節能降(jiang)耗應用的(de)順利開展(zhan)。

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