【内容(róng)摘要(yào)】流量儀表(biǎo) 是核電(diàn)廠測量(liàng)中的(de)重要儀表(biǎo)之一，其中(zhōng) 孔闆(pǎn)流量計 的應用(yòng)最爲廣泛。由于孔闆(pǎn)流量計永久壓(yā)力(lì)損(sǔn)失的存在，會(huì)造成額(é)外的(de)能(néng)源耗費(fèi)。考慮到當(dāng)前節能降耗(hào)已成爲(wèi)我國經濟建設(shè)的重中(zhōng)之重，本(běn)文結合(hé)核電廠(chǎng)具體孔闆的選(xuǎn)型情(qíng)況，探讨采(cǎi)用低壓(yā)力(lì)損失(shī)流量(liàng)儀表替代(dài)孔闆的應(yīng)用前景。
　　爲(wèi)貫徹落實(shí)《中華人(rén)民(mín)共和國節(jiē)約(yuē)能源法(fǎ)》《國務院(yuàn)關于加(jiā)快發展節能環(huán)保産(chǎn)業的意見》(國發［2013］30号(hào))規定和要求，國家發展(zhǎn)和改革委員會(huì)一直緻力(lì)于(yú)加快節能技(jì)術進步和推(tuī)廣普及，引導用能單位(wèi)采(cǎi)用先進(jìn)适用的節能(néng)新技術(shù)、新裝備(bèi)、新(xīn)工藝(yì)，促進(jìn)能源資源(yuán)節約(yuē)集(jí)約(yuē)利用(yòng)，緩解資源環境(jìng)壓力的工(gōng)作(zuò)，積(jī)極在電力(lì)、化工(gōng)、鋼鐵、有(yǒu)色金屬(shǔ)等行業推行節(jiē)能技術。核(hé)電站(zhàn)作爲電力行業，應響(xiǎng)應(yīng)國(guó)家号(hào)召，積極探尋節(jiē)能手(shǒu)段(duàn)。本(běn)文主要探(tàn)讨核電站(zhàn)流量儀表(biǎo)選型(xíng)方面節(jiē)能(néng)降耗(hào)的前景(jǐng)。
一、核電廠流量測(cè)量現狀
　　核電站作爲(wèi)一種(zhǒng)将核能轉(zhuǎn)化爲(wèi)電(diàn)能的重要設(shè)施，其運行(háng)效果(guǒ)與國(guó)民經(jīng)濟和人們日常(cháng)生活有着(zhe)密切聯系(xì)。爲了(le)保證(zhèng)其運行效率和(hé)質量，節流(liú)裝置(zhì)配差壓儀(yí)表、 電磁流(liú)量計(jì) 、 轉子(zǐ)流量計 、超(chāo)聲波(bō)流量計、容積式(shì)流量計(jì)、 旋進旋(xuán)渦流(liú)量計 等各(gè)種各(gè)樣流(liú)量儀(yí)表被應用(yòng)在核電站，用(yòng)以衡量(liàng)核電(diàn)站相(xiàng)關數(shù)據的量變(biàn)過程(chéng)和結(jié)果，爲監(jiān)測(cè)核電站運行提供科學(xué)的有效(xiào)手段。在這(zhè)些流(liú)量儀(yí)表中，節流(liú)裝置中的(de)孔闆(pǎn)配差壓儀表，在核電站的(de)流量測量(liàng)中應用最爲廣(guǎng)泛。
二、核電(diàn)站孔闆流量測(cè)量應用情(qíng)況
　　目(mù)前核電站的孔(kǒng)闆按(àn)照機械等級分爲核(hé)級和(hé)非核級(jí)兩類。核(hé)級孔闆依據Ｒcc－m《壓(yā)水堆核島機械(xiè)設備設計(jì)和建(jiàn)造規則》，對(duì)于制(zhì)造、材料，焊接和(hé)試驗(yàn)等方面與傳統機械設備(bèi)的設(shè)計要(yào)求存(cún)在一(yī)定區别，目(mù)的是爲(wèi)保證核電廠的安(ān)全運行。按照雙(shuāng)機組(zǔ)計算(suàn)，目前核級(jí)孔(kǒng)闆約有224塊，非(fēi)核級孔闆約(yuē)有75塊。根據安(ān)裝管道口徑(jìng)，孔闆口(kǒu)徑覆(fù)蓋dn50至dn700。測量介質包括(kuò)液體(tǐ)，氣體和蒸(zhēng)汽。介質設計(jì)溫(wēn)度在(zài)40℃至316℃，設計(jì)壓(yā)力覆(fù)蓋0.2mpa至24mpa。
　　與孔(kǒng)闆配(pèi)套(tào)使用的(de)差壓(yā)儀表(biǎo)，根據電(diàn)氣(qì)分級的不(bú)同，分(fèn)爲核級儀(yí)表和非核級儀表;根(gēn)據檢測位置的(de)不同，分爲(wèi)遠傳差壓(yā)變(biàn)送器和(hé)就地(dì)差壓表;根(gēn)據檢測目的不(bú)同，分爲永(yǒng)久安(ān)裝儀(yí)表和臨時(shí)安裝的(de)試(shì)驗儀(yí)表。
三、孔闆測量(liàng)簡介和優(yōu)缺點(diǎn)
（一）孔(kǒng)闆測量簡(jiǎn)介。孔闆是在管道中安裝了一(yī)個中間爲(wèi)圓孔的節(jiē)流件，迫使(shǐ)流動的(de)流束截(jié)面變小，流速加(jiā)快，壓力降(jiàng)低，與(yǔ)前方未(wèi)節(jiē)流的(de)流體(tǐ)壓力(lì)形成(chéng)了(le)差(chà)壓，差(chà)壓的(de)開方與流(liú)量成正比。通過差壓(yā)儀表配(pèi)合，可測(cè)得管(guǎn)道(dào)的流量(liàng)。
(二)孔闆(pǎn)的優點(diǎn)。孔闆(pǎn)的優點是(shì)具有大量測試數據，這些(xiē)數據(jù)得到了國(guó)際标準(zhǔn)組織(zhī)的(de)認可(kě)，無需(xū)實(shí)流校準(zhǔn);其結構易于複(fú)制，簡單、牢(láo)固;應用範圍(wéi)廣，測量流體範圍廣(液(yè)、氣、蒸汽(qì))、一般生(shēng)産過程的管徑、工作狀(zhuàng)态(溫度(dù)、壓力(lì))皆可以測量。針對核電站(zhàn)環境，部分廠(chǎng)房(fáng)存在輻照，而孔(kǒng)闆材質(zhì)爲金屬(shǔ)，輻照(zhào)對其無影(yǐng)響，因此孔闆在核電站(zhàn)應(yīng)用比(bǐ)較廣(guǎng)泛。
(三(sān))孔闆(pǎn)的缺點。孔闆的(de)缺點如測量的(de)重複性、精度在(zài)流量傳感器(qì)中屬于中等水平(píng);測量量(liàng)程比窄，一般(bān)僅3:1～4:1;有較長(zhǎng)的前後直(zhí)管段長度要求，一般難于滿足(zú);孔闆以内孔銳角線(xiàn)來保(bǎo)證精度，因此(cǐ)傳(chuán)感器對腐(fǔ)蝕、磨損(sǔn)、結(jié)垢、髒(zāng)污敏感，長期使(shǐ)用精(jīng)度難(nán)以保證。除(chú)此之外，由(yóu)于存在(zài)節流孔(kǒng)，導緻壓(yā)力損失(shī)大，會造成能源的額外消耗。
四(sì)、采用(yòng)低壓損流量儀表(biǎo)代替孔(kǒng)闆流(liú)量計(jì)的(de)節(jiē)能分(fèn)析
(一(yī))孔闆(pǎn)能耗(hào)費(fèi)用。孔闆的能(néng)耗(hào)與孔闆(pǎn)造成(chéng)的(de)永(yǒng)久壓(yā)力損失有關，能耗計(jì)算(suàn)公(gōng)式［1］爲(wèi):
w=(Δω×q)/η(1)
　　式中:w—能(néng)耗值，w(瓦);Δω—永久壓損值，pa;q工(gōng)況下的體積流(liú)量值(zhí)，m3/s;η—泵(bèng)和電(diàn)動機的效率，一般取0.85。年能耗費的(de)計算公(gōng)式［2］爲:
年(nián)能耗費(元(yuán)/年)=(w/1000)×(運行時數/年)×(元/千(qiān)瓦小時)(2)
(二)采用(yòng) 超聲(shēng)波流量計 替代孔闆的節(jiē)能(néng)分析。超聲波(bō)流量計由(yóu)于在管道(dào)中沒有阻(zǔ)力件，壓力(lì)損失小，相(xiàng)對孔(kǒng)闆均有較小(xiǎo)的(de)前後(hòu)直管(guǎn)段要(yào)求，目(mù)前在核電廠中也有不少應用。如替(tì)代(dài)孔闆測量，可有效降低(dī)壓力損失(shī)從而減低能耗。下面(miàn)從兩個(gè)典型流(liú)量測點(diǎn)分析超(chāo)聲波替(tì)代孔闆(pǎn)的節能應用可(kě)行性(xìng)。
1.設冷水公共環路入口流(liú)量測量(liàng)wcc021md。設冷水(shuǐ)公共(gòng)環路入口(kǒu)流量儀表wcc021md采用(yòng)非核級差(chà)壓變(biàn)送器(qì)進(jìn)行測量(liàng)并遠(yuǎn)傳至(zhì)主控(kòng)室指示。該測點(diǎn)的正常(cháng)流量爲(wèi)2216m3/h，孔闆的永久壓(yā)力損失約爲29.2kpa，該(gāi)測點基本全年(nián)均需運行，假設(shè)電費(fèi)爲1元/千瓦(wǎ)小時，根據(jù)公式(1)和(2)，該測點(diǎn)使用孔闆(pǎn)測量的年(nián)能(néng)耗費用約在18.5萬元。
　　分析該測(cè)點更換爲(wèi)超聲(shēng)波流量(liàng)計的可(kě)行性。該測點的介質爲設備冷(lěng)卻水，介質(zhì)的設(shè)計壓力(lì)爲1.35mpa，設計(jì)溫度爲(wèi)40℃。測(cè)點所在管(guǎn)道口(kǒu)徑爲dn650，管道的機械等(děng)級爲核級，需要(yào)考慮抗震(zhèn)完整性。該(gāi)測(cè)點的孔(kǒng)闆布(bù)置在綠區(qū)。根據上面(miàn)的條(tiáo)件分析，可考慮(lǜ)采用外(wài)夾(jiá)式超聲波流(liú)量(liàng)計，這(zhè)種替代(dài)不會影(yǐng)響管道完整性(xìng)。
　　與 差(chà)壓變送器(qì) 相比(bǐ)，超聲(shēng)波流量計(jì)需額外考(kǎo)慮220vac供(gòng)電(diàn)，目前核(hé)電廠采用的超(chāo)聲波流量(liàng)計(jì)的功率都不(bú)大于(yú)30w，爲簡(jiǎn)化(huà)分析，均(jun1)按照30w計(jì)算，則超(chāo)聲波(bō)流量(liàng)計年運行費用約爲(wèi)270元。因(yīn)此，如(rú)将該(gāi)測點(diǎn)流(liú)量測量(liàng)由孔(kǒng)闆改爲超(chāo)聲波(bō)流(liú)量計，每(měi)年運行成(chéng)本将節省約18萬(wàn)元。考(kǎo)慮初期(qī)的采購成本(běn)，采(cǎi)購 外夾(jiá)式超聲波(bō)流量計 比(bǐ)采(cǎi)購差壓變送器和孔闆約貴(guì)10萬(wàn)元(yuán)。一般(bān)核電廠的(de)儀表(biǎo)使用時(shí)間爲10年(nián)，因此綜合考慮(lǜ)采購成(chéng)本和運(yùn)行成本，采(cǎi)用超(chāo)聲波(bō)流(liú)量計每(měi)年(nián)約可節(jiē)省17萬元。
2.wnc101/202/303cs入口設冷水(shuǐ)臨時流量(liàng)測量wcc101/202/203yd。wnc101/202/303cs入口設冷水流量測量(liàng)儀表wcc101/202/203yd爲(wèi)臨時(shí)安裝的流(liú)量儀表(biǎo)，在(zài)平時(shí)正常運行(háng)的時(shí)候不使用，在設備檢修(xiū)和定期(qī)試(shì)驗的時(shí)候會臨時安(ān)裝(zhuāng)上進(jìn)行測量。每(měi)個測點的(de)正常流量(liàng)爲450m3/h，孔(kǒng)闆的永久(jiǔ)壓力損失約爲(wèi)34.2kpa，測點基本(běn)全年(nián)均需運行(háng)，仍假(jiǎ)設電費(fèi)爲(wèi)1元/千瓦小時(shí)，根據公(gōng)式(1)和(2)，每個測點(diǎn)使用孔(kǒng)闆測量的年能耗(hào)費用(yòng)約在(zài)4.3萬(wàn)元。
　　由于(yú)該測(cè)點僅在設備(bèi)檢(jiǎn)修或定期(qī)試驗的時(shí)候(hòu)才(cái)臨時安裝使用(yòng)，測點(diǎn)安(ān)裝(zhuāng)在綠區，如(rú)考慮取消(xiāo)孔(kǒng)闆，在需(xū)要使(shǐ)用時(shí)采(cǎi)用現場(chǎng)已有的(de)移(yí)動式(shì)超聲波流量計(jì)進行測量(liàng)，無需(xū)額外設備采購(gòu)費用，這樣每個(gè)測點(diǎn)每年可節省約4.3萬(wàn)元(yuán)。
五、結語
　　根據(jù)實例分(fèn)析(xī)，通過(guò)對(duì)典型(xíng)孔闆測點進(jìn)行(háng)選型替換(huàn)，可帶來可(kě)觀的經濟(jì)收益(yì)，存在(zài)實現(xiàn)節(jiē)能(néng)降耗的應(yīng)用前(qián)景。由于流量儀表選(xuǎn)型替(tì)換可能影響到(dào)設計(jì)文件、運行(háng)規程、配電、業主(zhǔ)使用(yòng)習慣等(děng)的(de)變化，如後續實(shí)施，需各方面積(jī)極溝通，保證節能降耗應用的(de)順利開展(zhǎn)。

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