【内容(rong)摘要】流(liu)量儀表(biao) 是核電(dian)廠測量(liang)中的重(zhong)要儀表(biao)之一，其(qi)中 孔闆(pan)流量計(ji) 的應用(yong)最爲廣(guang)泛。由于(yu)孔闆流(liu)量計永(yong)久壓力(li)損失的(de)存在🈚，會(hui)造成額(e)外的能(neng)源耗費(fei)。考慮到(dao)當前節(jie)能🈲降耗(hao)已成🌐爲(wei)我國經(jing)🆚濟建設(she)的重中(zhong)之重，本(ben)文結合(he)核電廠(chang)具體孔(kong)㊙️闆的選(xuan)型情況(kuang)，探讨采(cai)用低壓(ya)力損失(shi)流量儀(yi)表替代(dai)孔闆的(de)應用前(qian)景。
　　爲貫(guan)徹落實(shi)《中華人(ren)民共和(he)國節約(yue)能源法(fa)》《國務院(yuan)關于加(jia)快發展(zhan)節能環(huan)保産業(ye)的意見(jian)》(國發［2013］30号(hao))規定和(he)要💃🏻求，國(guo)🔞家發展(zhan)和改革(ge)委員會(hui)一直緻(zhi)力于加(jia)快節能(neng)技❓術進(jin)步✍️和推(tui)廣🔴普及(ji)，引🛀🏻導用(yong)能☀️單位(wei)采用先(xian)進适用(yong)的節能(neng)新技🍓術(shu)、新裝備(bei)、新工藝(yi)，促進能(neng)源資源(yuan)節約集(ji)約利用(yong)，緩解資(zi)源環境(jing)壓力的(de)工作，積(ji)極在電(dian)力、化工(gong)、鋼鐵、有(you)色金屬(shu)等行業(ye)推行節(jie)能技術(shu)。核電站(zhan)作爲電(dian)力行業(ye)，應響應(ying)國家号(hao)召，積極(ji)探尋節(jie)能手段(duan)。本文主(zhu)要㊙️探讨(tao)核電站(zhan)流量儀(yi)‼️表選型(xing)方面節(jie)能降耗(hao)的前景(jing)。
一、核電(dian)廠流量(liang)測量現(xian)狀
　　核電(dian)站作爲(wei)一種将(jiang)核能轉(zhuan)化爲電(dian)能的重(zhong)要設施(shi)，其運行(hang)效果與(yu)國民經(jing)濟和人(ren)們日常(chang)生活有(you)着密切(qie)聯系。爲(wei)了保證(zheng)其運行(hang)效率和(he)質量，節(jie)流裝置(zhi)配差壓(ya)儀表、 電(dian)磁流量(liang)計 、 轉子(zi)流量計(ji) 、超聲波(bo)流量計(ji)、容積式(shi)流量計(ji)、 旋進旋(xuan)渦流量(liang)計 等各(ge)種各樣(yang)流量儀(yi)表被應(ying)用在核(he)電站，用(yong)以衡量(liang)核電站(zhan)相關💋數(shu)據的量(liang)變過程(cheng)和結果(guo)，爲監測(ce)核電站(zhan)運行提(ti)供科學(xue)的有效(xiao)手段。在(zai)這些流(liu)量儀表(biao)中💁，節流(liu)裝🌏置中(zhong)的🈲孔闆(pan)配☂️差壓(ya)儀表，在(zai)核💔電站(zhan)的流量(liang)測量中(zhong)應用最(zui)爲廣泛(fan)。
二、核電(dian)站孔闆(pan)流量測(ce)量應用(yong)情況
　　目(mu)前核電(dian)站的孔(kong)闆按照(zhao)機械等(deng)級分爲(wei)核級和(he)非核級(ji)兩🐪類💚。核(he)級孔闆(pan)依據ＲCC－M《壓(ya)水堆核(he)島機械(xie)設備設(she)計和建(jian)造規則(ze)》，對于制(zhi)造、材料(liao)，焊接和(he)試驗等(deng)方面與(yu)傳統機(ji)械設備(bei)的設計(ji)要求存(cun)在一定(ding)區别，目(mu)的是爲(wei)保證核(he)電廠的(de)安全運(yun)行。按照(zhao)雙機組(zu)計算，目(mu)前核級(ji)孔闆約(yue)有224塊，非(fei)核級孔(kong)闆約有(you)⛹🏻‍♀️75塊。根據(ju)安裝🏒管(guan)道口徑(jing)，孔闆口(kou)徑覆蓋(gai)DN50至DN700。測量(liang)介質包(bao)括液體(ti)，氣體和(he)蒸汽💰。介(jie)質設🌂計(ji)溫度在(zai)40℃至316℃，設計(ji)壓力覆(fu)蓋0.2MPa至24MPa。
　　與(yu)孔闆配(pei)套使用(yong)的差壓(ya)儀表，根(gen)據電氣(qi)分級的(de)不同，分(fen)爲核級(ji)儀表和(he)非核級(ji)儀表;根(gen)據檢測(ce)位置的(de)💘不同⭐，分(fen)爲遠傳(chuan)差壓變(bian)送器和(he)就地差(cha)壓表;根(gen)據檢測(ce)目的不(bu)同，分爲(wei)永久安(an)裝儀表(biao)和臨時(shi)安裝的(de)試驗儀(yi)表。
三、孔(kong)闆測量(liang)簡介和(he)優缺點(dian)
（一）孔闆(pan)測量簡(jian)介。孔闆(pan)是在管(guan)道中安(an)裝了一(yi)個中間(jian)😄爲圓孔(kong)的🌏節流(liu)件，迫使(shi)流動的(de)流束截(jie)面變小(xiao)，流🚶速加(jia)快，壓🈲力(li)降低，與(yu)🤞前方未(wei)節流的(de)流體壓(ya)力形成(cheng)💋了差壓(ya)，差壓的(de)開方與(yu)流量成(cheng)正比。通(tong)過差壓(ya)儀表配(pei)合，可測(ce)得管道(dao)的流量(liang)。
(二)孔闆(pan)的優點(dian)。孔闆的(de)優點是(shi)具有大(da)量測試(shi)數據，這(zhe)些數據(ju)🌐得🙇🏻到了(le)國際标(biao)準組織(zhi)的認可(ke)，無需實(shi)流校準(zhun)☔;其結構(gou)易于複(fu)制，簡🔞單(dan)、牢固;應(ying)用範圍(wei)廣，測量(liang)流體範(fan)🤟圍廣(液(ye)、氣、蒸汽(qi))、一般生(sheng)🌍産過程(cheng)的管徑(jing)、工作✊狀(zhuang)态(溫度(du)、壓力)皆(jie)可以測(ce)量。針🈲對(dui)核電站(zhan)環境，部(bu)分廠房(fang)存在輻(fu)照，而孔(kong)闆材質(zhi)爲金屬(shu)，輻照對(dui)其無影(ying)響，因此(ci)孔闆在(zai)🏃🏻‍♂️核電站(zhan)應用比(bi)📞較廣泛(fan)。
(三)孔闆(pan)的缺點(dian)。孔闆的(de)缺點如(ru)測量的(de)重複性(xing)、精度在(zai)流量傳(chuan)感器中(zhong)屬于中(zhong)等水平(ping);測量量(liang)程比窄(zhai)，一般僅(jin)3:1～4:1;有較長(zhang)的前後(hou)直管段(duan)長度要(yao)求，一般(ban)難于滿(man)足;孔闆(pan)以内孔(kong)銳角線(xian)來保證(zheng)精度，因(yin)此傳感(gan)器對腐(fu)蝕、磨損(sun)、結垢、髒(zang)污敏感(gan)，長期使(shi)用精度(du)難以保(bao)證🚩。除此(ci)之外，由(you)于存在(zai)節流🚶‍♀️孔(kong)，導緻壓(ya)力損失(shi)大，會造(zao)成能源(yuan)的額外(wai)消耗。
四(si)、采用低(di)壓損流(liu)量儀表(biao)代替孔(kong)闆流量(liang)計的節(jie)能分💋析(xi)
(一)孔闆(pan)能耗費(fei)用。孔闆(pan)的能耗(hao)與孔闆(pan)造成的(de)永久壓(ya)💁力損失(shi)有關，能(neng)耗計算(suan)公式［1］爲(wei):
W=(Δω×Q)/η(1)
　　式中:W—能(neng)耗值，W(瓦(wa));Δω—永久壓(ya)損值，Pa;Q工(gong)況下的(de)體積流(liu)量值，m3/s;η—泵(beng)和電👅動(dong)機的效(xiao)率，一般(ban)取0.85。年能(neng)耗費的(de)計算公(gong)式💋［2］爲:
年(nian)能耗費(fei)(元/年)=(W/1000)×(運(yun)行時數(shu)/年)×(元/千(qian)瓦小時(shi))(2)
(二)采用(yong) 超聲波(bo)流量計(ji) 替代孔(kong)闆的節(jie)能分析(xi)。超聲波(bo)流量計(ji)由于在(zai)管道中(zhong)沒有阻(zu)力⚽件，壓(ya)力損失(shi)小，相對(dui)孔闆均(jun)有較小(xiao)的前後(hou)直管段(duan)要求，目(mu)前在核(he)電廠中(zhong)也有不(bu)少應用(yong)。如替代(dai)孔闆測(ce)量，可有(you)效降低(di)壓力損(sun)失從而(er)減低🔴能(neng)耗。下面(mian)從兩個(ge)典⛷️型流(liu)量測點(dian)分析超(chao)聲波替(ti)代孔闆(pan)的節能(neng)👄應用可(ke)行性。
1.設(she)冷水公(gong)共環路(lu)入口流(liu)量測量(liang)WCC021MD。設冷水(shui)公共環(huan)路入口(kou)流⭐量儀(yi)表WCC021MD采用(yong)非核級(ji)差壓變(bian)送器進(jin)行測量(liang)🌂并遠傳(chuan)至主控(kong)室指示(shi)。該測點(dian)的正常(chang)流量爲(wei)2216m3/h，孔闆的(de)永久壓(ya)力損失(shi)約爲29.2KPa，該(gai)測點基(ji)本全年(nian)均需運(yun)行，假設(she)電費爲(wei)1元/千瓦(wa)🌂小時，根(gen)據公式(shi)(1)和(2)，該測(ce)點使用(yong)孔闆測(ce)量的年(nian)能耗費(fei)用約在(zai)18.5萬元。
　　分(fen)析該測(ce)點更換(huan)爲超聲(sheng)波流量(liang)計的可(ke)行性。該(gai)測🌈點的(de)介質爲(wei)設備冷(leng)卻水，介(jie)質的設(she)計壓力(li)爲1.35MPa，設計(ji)溫度爲(wei)40℃。測點所(suo)🌈在管道(dao)口徑爲(wei)DN650，管道的(de)機械等(deng)級爲核(he)級，需🧑🏾‍🤝‍🧑🏼要(yao)考慮抗(kang)震完整(zheng)性。該測(ce)點的孔(kong)闆布置(zhi)在🌈綠區(qu)。根據🔞上(shang)面的條(tiao)件分析(xi)，可考慮(lü)采用🔆外(wai)夾式超(chao)👣聲波流(liu)量計，這(zhe)種替代(dai)不會影(ying)響管道(dao)🤟完整性(xing)。
　　與 差壓(ya)變送器(qi) 相比，超(chao)聲波流(liu)量計需(xu)額外考(kao)慮220VAC供電(dian)，目前核(he)電廠采(cai)用的超(chao)⛱️聲波流(liu)量計的(de)功率都(dou)不大于(yu)30W，爲簡化(hua)分析，均(jun)按照30W計(ji)算，則超(chao)聲波流(liu)量計年(nian)運行費(fei)用約爲(wei)270元。因此(ci)，如将該(gai)🔱測點流(liu)量測量(liang)由孔闆(pan)改爲超(chao)聲波流(liu)量計，每(mei)年運行(hang)成本将(jiang)節省約(yue)18萬元。考(kao)慮初期(qi)的采購(gou)成本，采(cai)購 外夾(jia)式超聲(sheng)波流量(liang)計 比采(cai)購差壓(ya)變送器(qi)和孔闆(pan)約貴10萬(wan)元。一般(ban)核電廠(chang)的儀表(biao)🏃🏻‍♂️使用時(shi)間爲10年(nian)，因此綜(zong)合考慮(lü)采購成(cheng)本和運(yun)行成本(ben)👌，采用👨‍❤️‍👨超(chao)聲📧波流(liu)量計每(mei)年約可(ke)節省17萬(wan)元。
2.WNC101/202/303CS入口(kou)設冷水(shui)臨時流(liu)量測量(liang)WCC101/202/203YD。WNC101/202/303CS入口設(she)冷水流(liu)量測量(liang)儀表WCC101/202/203YD爲(wei)🐅臨時安(an)裝的流(liu)量儀表(biao)，在平時(shi)正常運(yun)行的時(shi)候不使(shi)用，在設(she)備檢修(xiu)和定期(qi)試驗的(de)時候會(hui)臨時安(an)裝🌈上進(jin)行測量(liang)。每個測(ce)點的正(zheng)常流量(liang)爲450m3/h，孔闆(pan)的永久(jiu)壓力損(sun)失約爲(wei)34.2KPa，測點基(ji)本全年(nian)均需運(yun)行，仍🔴假(jia)設電費(fei)爲1元/千(qian)瓦小時(shi)，根據公(gong)式(1)和(2)，每(mei)個測點(dian)使用孔(kong)闆測量(liang)的年能(neng)耗費用(yong)約在4.3萬(wan)元。
　　由于(yu)該測點(dian)僅在設(she)備檢修(xiu)或定期(qi)試驗的(de)時候才(cai)臨☁️時安(an)裝使⛷️用(yong)，測點安(an)裝在綠(lü)區，如考(kao)慮取消(xiao)孔闆💚，在(zai)需要使(shi)用時采(cai)用現場(chang)已有的(de)移動式(shi)超聲波(bo)流量計(ji)進行測(ce)量🔞，無需(xu)額外設(she)備采購(gou)費用，這(zhe)樣每個(ge)測點每(mei)年可節(jie)省約4.3萬(wan)元。
五、結(jie)語
　　根據(ju)實例分(fen)析，通過(guo)對典型(xing)孔闆測(ce)點進行(hang)選型替(ti)換，可♌帶(dai)來可觀(guan)的經濟(ji)收益，存(cun)在實現(xian)節能降(jiang)耗的😄應(ying)用前景(jing)。由于流(liu)量儀表(biao)選型替(ti)換可能(neng)影響到(dao)設計文(wen)件、運行(hang)規程、配(pei)電💞、業主(zhu)使用習(xi)慣等的(de)變化，如(ru)後續實(shi)施，需各(ge)方面積(ji)極溝通(tong)，保證節(jie)能降耗(hao)應用的(de)順利開(kai)展。

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