| 一、概述 廣州紫坭熱電有限公司現(xiàn)有三臺65T/H中溫中壓煤粉鍋爐（3×12MW機組），是熱電聯(lián)產(chǎn)的主體設備，為本公司地域內(nèi)各工業(yè)企業(yè)提供蒸汽，13萬噸蒸汽/年；向系統(tǒng)電網(wǎng)輸送電力（110kV），供電約2億千瓦時/年。公司被列入廣東省*批33家應依法清潔生產(chǎn)審核的企業(yè)之一。公司在2003年投入405萬元對鍋爐煙氣脫硫除塵達標治理，并已達到80%脫硫效率的良好效果，但是，供電能耗仍達到586克/千瓦時，與同類行業(yè)相比差距較大。為全面貫徹落實《清潔生產(chǎn)促進法》（2003年1月1日起實施），達到“節(jié)能、降耗、減污、增效”清潔生產(chǎn)目的，從2003年2月起，我們對汽輪機發(fā)電原蒸汽汽耗率偏高的根源，進行了對生產(chǎn)工藝、設備的詳細分析、論證，認為現(xiàn)有生產(chǎn)流程中，鍋爐蒸汽出口端至汽輪機之間的主蒸汽管段蒸汽壓力降達到0.1MPa，蒸汽阻力（熱能）損失較大，其中zui大的阻力損失是主管段兩個孔板流量計計量設備，是使蒸汽汽耗率偏高的主要原因。 我們確定采用“彎管流量計”代替現(xiàn)用的“孔板流量計”。 彎管流量計克服了孔板流量計阻力大造成能耗高的缺點，在鍋爐工況不變的條件下，降低了汽輪機發(fā)電汽耗率，增加發(fā)電量。 二、彎管流量計測量原理 智能彎管流量計的研制成功，具有堅實的理論基礎和實驗研究基礎。在理論研究方面主要是通過直接求解流體流過彎管的微分方程數(shù)值解的方法，全面揭示流體流經(jīng)彎管的流動規(guī)律。在實驗研究方面既有實驗室的大量實驗研究，又有在國家三大流量檢定站（開封、煙臺、華陽）對不同介質(zhì)的流量測量的驗證。 理論研究和大量的實驗研究表明：流體在流經(jīng)彎管時，由于彎曲管壁的導流作用，使流體在流進彎管時其內(nèi)側(cè)流速會逐漸增大，而外側(cè)流速卻逐漸減小，這就形成了各個過流斷面的近似梯形速度分布，且這種梯形速度分布狀態(tài)在彎管45°截面處達到極限狀態(tài)。彎管45°截面各質(zhì)點流速分布如圖1所示。 根據(jù)質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律和動量守恒定律，流體在管道中流動時，在相同過流斷面各元流質(zhì)點的能量不變，但由于各質(zhì)點流速的變化（內(nèi)側(cè)大、外側(cè)?。┚托纬闪藦澒艿膬?nèi)外側(cè)壓差△P。這個壓力差在45°截面時達到zui大、zui穩(wěn)定。且45°彎管斷面的流體平均流速 與壓差△P的對應關系符合平方比例關系。深入的理論研究和大量的試驗分析證明流體流過彎管形成的差壓與流速的嚴格對應關系同彎管的幾何結(jié)構(gòu)尺寸（彎曲半徑R和內(nèi)徑D）有密切關系。由以上分析可知彎管傳感器的幾何結(jié)構(gòu)尺寸確定之后，只要測取流體流經(jīng)彎管45°截面的外側(cè)、內(nèi)側(cè)的壓差△P和流體的密度 就可以確定流體的平均流速 。其數(shù)學表達式為：
式中: ：流體流速（m/s）
α（R•D）：流量系數(shù)（無量綱）
△P：45°截面外側(cè)、內(nèi)測差壓（Pa）
D：彎管內(nèi)徑（mm）
R：彎管彎曲半徑（mm）
ρ：流體密度（kg/m3）? 三、項目實施方案 企業(yè)生產(chǎn)情況： 現(xiàn)有三臺65噸/鍋爐，三臺1.2萬千瓦機組。2004年的主要指標如下： 1、2004年總耗原煤量19.2萬噸，總發(fā)電量2.05億千瓦時。
2、鍋爐效率，2004年平均85%~86%；原設計鍋爐效率為88%。
3、供發(fā)電能耗高，2004年平均供電煤耗586g/kWh，發(fā)電煤耗522g/kWh，與*的熱電企業(yè)差距大。 熱電廠產(chǎn)生和排放污染物的主要工序是：鍋爐系統(tǒng)。 由圖可知，我公司鍋爐主蒸汽（3.82MPa、450℃）計量原采用孔板流量計。由于孔板流量計采用截流產(chǎn)生壓差的原理計算蒸汽流量，因此，蒸汽在流過孔板時造成壓力損失。經(jīng)測定，蒸汽流過孔板流量計造成壓力損失約0.05MPa，蒸汽由鍋爐進入汽輪機需經(jīng)過兩個孔板流量計，在孔板流量計上造成的壓力損失約0.1MPa，加上蒸汽管道及閥門造成的壓力損失，使鍋爐過熱器集汽聯(lián)箱出口至汽輪機進汽口之間管道損失達到0.4MPa。即使鍋爐壓紅線運行（3.82MPa）、汽輪機進汽壓力只能達3.4MPa（設計進汽壓力為3.47MPa），致使發(fā)電汽耗上升，發(fā)電煤耗上升，一年造成420萬kWh電能的損失，折合原煤達到4200噸/年，增加二氧化硫排放量21.5噸。 彎管流量計是近年創(chuàng)新開發(fā)的*流量技術，在國內(nèi)已廣泛應用，技術成熟可行。其產(chǎn)品具有高精度（1.0級）、大量程比、雙向測量、無壓損、無可動部件、耐磨損、一次元件長期運行穩(wěn)定等特點。特別是無附加壓力損失的重要特性帶來的經(jīng)濟效益更為重要：彎管傳感器安裝于原管道的90度轉(zhuǎn)彎處，即取代了原90度彎頭。不增加任何壓力損失，可將節(jié)流孔板流量計裝置產(chǎn)生的壓力損失*節(jié)省下來。 據(jù)測算，將減少蒸汽管道上的壓力損失0.1Mpa。從而在鍋爐工況不變的情況下提高汽輪機進汽壓力0.1MPa，使汽輪機進汽壓力提升至3.5MPa，根據(jù)12MKW汽輪機負荷特性曲線，滿負荷的情況下進汽壓力由3.4MPa提升至3.5MPa，負荷增加200kWh，發(fā)電汽耗下降0.1kg/kWh。從而達到節(jié)能降耗目的。 現(xiàn)有三臺65噸/時鍋爐，每臺鍋爐主蒸汽管道原安裝兩個孔板流量計，共六臺。在原址利用蒸汽管道上現(xiàn)有的彎頭安裝彎管流量計，共六臺，代替原有孔板式流量計。改進工藝見圖3。 四、經(jīng)濟效益分析 1. 節(jié)能效益 根據(jù)12MW汽輪機負荷特性曲線，由于現(xiàn)有節(jié)流孔板阻力的影響，滿負荷的情況下進汽壓力由3.5MPa降低至3.4MPa，發(fā)電量將減少200kWh。本項目投入運行后，將避免該蒸汽壓降能耗損失，汽輪機汽耗率降低0.1kg/kWh，本項目的節(jié)能經(jīng)濟效益是明顯的。僅從減少蒸汽熱能損失、在相同蒸汽量條件下增加發(fā)電量或在相同發(fā)電量的條件下節(jié)約蒸汽耗量這一點來計算，以及從2005年3月投入調(diào)試的實測數(shù)據(jù)復算表明，節(jié)約原煤4200噸/年，減少生產(chǎn)成本達到210萬元，投資回收期僅3個月。本項目是個有效節(jié)能、節(jié)約資源的清潔生產(chǎn)項目。 2. 環(huán)保效益 本項目是一個從源頭削減和控制污染物產(chǎn)生的工程項目。投入生產(chǎn)運行后，節(jié)約原煤4200噸/年。則能減少二氧化硫產(chǎn)生量達到54噸/年，減少二氧化硫排放量21.5噸/年，減少3570萬m3/年的煙氣排放量。因此，環(huán)境效益顯著。 五、結(jié)論 1、孔板流量計壓力損失不可小視，由此帶來的能源消耗很大（一般為孔板差壓值的60%左右），應引起企業(yè)的高度重視。
2、彎管流量計無附加阻力損失、免維護、耐高溫、耐高壓，測量精度*現(xiàn)場需要。
3、通過技改采用新技術，節(jié)能降耗，為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益和社會效益 | 
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