隨著公司努力控制成本，減少能源使用并遵守政府法規(guī)，越來越多的流行語如“流能”或“流能管理”變得越來越流行。但是什么是流能和流能管理？你為什么要在乎呢？

 

在這個分為三部分的系列中，我們將：

 

 

探索什么是流動能

 

討論真正影響利潤的應(yīng)用和流量計

 

提供使用流量計提高能源效率的提示和技巧

 

查看現(xiàn)實中管理流能的示例以及它們?nèi)绾螐倪@種實踐中受益

 

3個非常棒的應(yīng)用程序通過高效的流能管理降低能源成本

 

      流能定義為對您的設(shè)施的日常運(yùn)行至關(guān)重要的流。換句話說，持續(xù)的流動會花費(fèi)金錢。這些流量包括天然氣，壓縮空氣，水和蒸汽。

 

      設(shè)施管理人員通常具有管理其設(shè)施中所有流動能的艱巨任務(wù)。由于這些商品都不是“免費(fèi)”的，因此，它們必須努力準(zhǔn)確地衡量其“能源”使用量，確定使用非常多能源的過程，并提高其效率。這些舉措直接有助于提高利潤。

 

      挑戰(zhàn)在于確定每種流體應(yīng)使用哪種流量計技術(shù)。在博客系列的非常好部分中，我們著眼于非常佳的測量應(yīng)用程序（或“非常棒的應(yīng)用程序”），以實現(xiàn)針對氣體，液體和蒸汽測量的非常佳流動能量管理，并針對每種方法探索非常佳的流量計技術(shù)。

 

非常棒的應(yīng)用1：天然氣和壓縮空氣測量

 

      天然氣和壓縮空氣測量在“非常棒的應(yīng)用程序”中名列前茅，幾乎每個設(shè)施都必須測量和管理。許多設(shè)施在制造過程中將天然氣用于燃燒器控制或燃燒鍋爐以產(chǎn)生蒸汽或熱水。工廠可能需要跟蹤天然氣的分配，分配和計費(fèi)。

 

      無論何種應(yīng)用，設(shè)施管理員都必須進(jìn)行精確的天然氣測量，以有效管理流動能，從而降低能源成本。

 

      壓縮空氣是另一種昂貴的流動能，需要消耗大量能量的壓縮機(jī)才能產(chǎn)生。設(shè)施管理人員通常承擔(dān)執(zhí)行壓縮空氣使用量審核的任務(wù)，以確定壓縮機(jī)效率，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的泄漏以及平衡分配和分配。

 

      過去，工廠使用插入式渦輪流量計進(jìn)行壓縮空氣測量，但是渦輪流量計在壓縮空氣流量低的情況下不能很好地工作。另外，也可以選擇插入皮托管，但不能測量直接的質(zhì)量流量。兩種技術(shù)都容易阻塞。

 

質(zhì)量流量優(yōu)勢

 

      熱質(zhì)量流量計是天然氣燃燒和分配應(yīng)用的理想選擇，因為質(zhì)量流量而不是體積流量是直接關(guān)注的數(shù)量。例如，基于質(zhì)量計算出用于有效燃燒的非常佳燃料/空氣比。天然氣也按質(zhì)量計費(fèi)。

 

      測量壓縮空氣提出了自己的挑戰(zhàn)。在許多工廠中，一天中的使用情況千差萬別，從高峰制造時的繁重工作到大多數(shù)生產(chǎn)處于待機(jī)狀態(tài)時的小流量（可能由于泄漏）。熱流量計的量程比非常寬（100：1），可以應(yīng)對這些波動。此外，它們幾乎沒有壓力降。設(shè)施已經(jīng)支付了壓縮空氣的費(fèi)用，因此不必要的壓降浪費(fèi)了金錢。

 

      由于熱質(zhì)量流量計會計算氣體分子，因此它們不受入口溫度和壓力變化的影響。在熱流量計非常簡單的工作配置中，流體流過加熱的熱傳感器和溫度傳感器。當(dāng)流體流的分子通過加熱的熱傳感器時，熱量流失到流動的流體中。熱傳感器冷卻下來，而溫度傳感器繼續(xù)測量流動流體的相對恒定溫度。

 

圖1.熱質(zhì)量流量的工作原理

 

      損失的熱量取決于流體的熱特性和流體的流速。因此，通過測量熱傳感器和溫度傳感器之間的溫差，可以確定流量（圖1）。

 

      四傳感器熱技術(shù)的新發(fā)展，再加上穩(wěn)定的“干式”傳感器技術(shù)和先進(jìn)的熱力學(xué)建模算法，使某些熱流量計的讀數(shù)精度達(dá)到+/- 0.5％，可與科里奧利流量計的精度相媲美成本（圖2）。在板上，軟件應(yīng)用程序還支持氣體混合功能，原位驗證和直通管道。

 

圖2。具有四傳感器熱技術(shù)的QuadraTherm®插入式熱流量計

 

氣體熱質(zhì)量流量計的優(yōu)點：

 

      直接測量氣體的質(zhì)量流量，無需溫度或壓力補(bǔ)償

      精度+/- 0.5％讀數(shù); 高流量60,000 sfpm（0-305 smps）; 100：1的夜視

      多變量：質(zhì)量流量，溫度和壓力

      先進(jìn)的四傳感器“干感”技術(shù)可非常大程度地減少漂移并實現(xiàn)現(xiàn)場驗證

      插入版本具有熱龍頭功能，易于安裝

      易于設(shè)置，現(xiàn)場校準(zhǔn)，直通管道和氣體混合的軟件應(yīng)用程序

      數(shù)字通訊套件

 

非常棒的應(yīng)用2：蒸汽的生產(chǎn)，分配和分配

 

      從化工廠和煉油廠的工藝流程到能源生產(chǎn)中的地?zé)嵴羝�，工業(yè)上幾乎所有地方都使用蒸汽。必須測量鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，以優(yōu)化鍋爐效率。蒸汽用于加熱建筑物，食品加工和熱水。即使是核電站，也使用核裂變產(chǎn)生的蒸汽。

 

圖3.多變量插入渦街流量計非常適合飽和和過飽和蒸汽測量。

 

      傳統(tǒng)上，蒸汽流量是用壓差儀測量的。這通常是孔板。但是，此類設(shè)備本質(zhì)上是體積流量測量。壓力和溫度的變化將改變蒸汽的質(zhì)量流量。即使蒸汽壓力發(fā)生10％的“小”變化，也​​將導(dǎo)致非補(bǔ)償質(zhì)量流量出現(xiàn)10％的誤差。這意味著，在典型的壓差測量安裝中，必須通過測量溫度和壓力來補(bǔ)償設(shè)備測量的體積流量，然后將這三個測量值（ΔP，T和P）與流量計算機(jī)集成以計算質(zhì)量流量。

 

多變量渦街流量計提高了精度

 

      插入式多變量渦街流量計允許一臺儀器和一個過程連接同時測量質(zhì)量流量，溫度，壓力，體積流量和流體密度（圖3）。飽和蒸汽的密度隨溫度或壓力而變化，而過熱蒸汽則隨溫度和壓力而變化，因此多變量渦街流量計可確保流量計的密度計算正確。因此，正確測量質(zhì)量蒸汽流量可以非常大程度地提高蒸汽生產(chǎn)率。

 

      多變量渦街流量計提供的蒸汽精度為讀數(shù)的1％，量程比為30：1以及壓力和溫度補(bǔ)償。

 

      幾十年來，渦旋技術(shù)一直是用于氣體，液體和蒸汽應(yīng)用的穩(wěn)定且經(jīng)過驗證的測量技術(shù)。渦流是自然力，當(dāng)流體流過障礙物時形成“漩渦”，就像水在小溪中繞著巖石流過或風(fēng)在旗桿中流過一樣。在渦流計中，當(dāng)每個渦流流過時，傳感器接片會左右彎曲，從而產(chǎn)生與流量成正比的頻率輸出（圖4）。將溫度傳感器浸入流中以測量流動的氣體，液體或蒸汽的溫度，同時壓力感測端口通向壓力傳感器，即可實現(xiàn)多變量質(zhì)量流量。先進(jìn)的板載軟件應(yīng)用程序使設(shè)置，儀表調(diào)整和驗證變得容易，易于使用。

 

圖4.渦流傳感器剖面圖，顯示了渦流的工作原理

 

多變量渦街流量計用于蒸汽測量的優(yōu)勢：

 

      多變量：質(zhì)量流量，體積流量，密度，壓力，溫度

      精度高達(dá)讀數(shù)的0.7％；30：1的夜視

      動態(tài)密度計算可提高蒸汽計量精度

      熱抽頭探針卷收器，易于蒸汽安裝

      板載軟件應(yīng)用程序，例如儀表設(shè)置，原位校準(zhǔn)/驗證，調(diào)試

 

非常棒的應(yīng)用3：水和BTU的測量

 

      水也是一種昂貴的流動能源，并且資源有限。許多設(shè)施測量水流量以核實賬單，確定泄漏率以及測量進(jìn)水和出水流量。另一個增長的應(yīng)用是熱流能量測量。設(shè)施必須花錢生產(chǎn)用于工藝或HVAC的冷熱水。必須測量此熱能以進(jìn)行分配，分配和計費(fèi)。

 

      當(dāng)然，有許多方法可以測量水流量。渦輪流量計或螺旋槳流量計很常見，但運(yùn)動部件容易堵塞。渦街流量計也被廣泛使用，但在流量低時會停止工作。電磁流量計已在世界范圍內(nèi)使用，但無法測量某些過程工業(yè)中發(fā)現(xiàn)的去離子水。

 

      夾鉗式超聲波液體流量計提供易用性和靈活性

 

      夾鉗式超聲波流量計非常適合水流應(yīng)用。它們在低流量和高流量下均能實現(xiàn)高精度，節(jié)省時間，而無需切斷管道或關(guān)閉過程，并且不受外部噪聲的影響。

 

      結(jié)合“熱”和“冷”腿上的溫度傳感器，可以測量獲得或損失的熱能（圖5）。這在分布式和區(qū)域能源中得到了廣泛的應(yīng)用，在該區(qū)域中，集中供熱和制冷設(shè)備為整個設(shè)施提供了HVAC。

 

圖5. 具有熱能/ BTU功能的夾鉗式超聲波液體流量計

 

      在運(yùn)行時間超聲波液體流量計中，超聲波信號沿下游流體的方向傳輸，然后另一個信號逆著上游流體傳輸（圖6）。在非常基本的形式中，將聲音脈沖向下游傳播的時間與脈沖向上游傳播的時間進(jìn)行比較。然后，該微分時間用于計算流動流體的速度。然后，儀表使用此流體速度來計算管道中的體積流速。BTU能量測量可以從冷，熱管之間的體積流量和溫度差得出。

 

      超聲波技術(shù)的新發(fā)展與現(xiàn)代軟件應(yīng)用程序相結(jié)合，可實現(xiàn)實時液體密度補(bǔ)償，從而提高準(zhǔn)確性，并提供帶有可視信號的安裝功能，以確保正確安裝。

 

圖6.渡越時間超聲波的工作原理

 

超聲波流量計用于水/ BTU測量的優(yōu)點：

 

      夾式或插入式換能器測量雙向流量

      一米適用于從2到236英寸（5.0厘米到6.0M）的各種管道尺寸

      從0.16到40 ft / s（0.05到12 m / s）的讀數(shù)精度+/- 0.5％

      夾緊式或插入式PT 100溫度輸入，用于熱能/ BTU測量

      軟件應(yīng)用程序可輕松設(shè)置以獲得非常佳信號強(qiáng)度

 

整合在一起—完整的流能管理解決方案

 

      大多數(shù)設(shè)施管理人員必須找到合適的流量計來測量這些“非常棒的應(yīng)用程序”中的至少一個（通常是三個），以成功管理其設(shè)施中的流能。為氣體，液體和蒸汽應(yīng)用的流能管理確定非常佳的流量計技術(shù)取決于特定的測量目標(biāo)，流體，流速，量程比要求，溫度和壓力。要配備設(shè)施，必須與一家久經(jīng)考驗的流量測量公司及每種流量計技術(shù)的專家團(tuán)隊合作。

 

      非常好的情況是與一家流量計公司打交道，以指定和支持用于您的所有氣體，液體和蒸汽流量測量的儀器。這意味著在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，只有一個聯(lián)絡(luò)點負(fù)責(zé)產(chǎn)品規(guī)格和安裝，一個易于集成的操作系統(tǒng)以及一個本地支持團(tuán)隊。

 

一種完整的流能解決方案的優(yōu)點：

 

      一家公司和聯(lián)絡(luò)點提供所有氣體，液體和蒸汽流量計的產(chǎn)品規(guī)格

      所有三種技術(shù)的一個調(diào)試團(tuán)隊

      三種技術(shù)的專業(yè)本地支持團(tuán)隊

      共享軟件應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)，易于集成

      本地化的校準(zhǔn)專業(yè)知識和資產(chǎn)，可確保產(chǎn)品使用壽命內(nèi)的準(zhǔn)確性