摘要(yào)：在煉油(you)化工生(sheng)産中經(jīng)常出現(xiàn)一條蒸(zhēng)汽管道(dao)雙向輸(shu)送蒸汽(qi)的情況(kuang)，本文就(jiù)實現重(zhong)油催化(hua)裂化👅裝(zhuāng)置在進(jìn)、出裝♋置(zhi)兩個方(fāng)向蒸汽(qì)質量流(liu)量的實(shí)時、準确(què)測🙇🏻量問(wèn)題，提出(chu)了一種(zhǒng)應🧡用多(duō)參量雙(shuāng)向流 一(yi)體化節(jiē)流式流(liú)量計 的(de)計量解(jiě)決方案(an)，并具體(tǐ)就一體(tǐ)化雙向(xiang)孔闆流(liu)量計 的(de)工作原(yuán)理、計量(liang)系統組(zu)成、功能(neng)特點、雙(shuang)向流測(ce)量的🐕實(shí)現過程(chéng)以及實(shi)際應用(yong)效果進(jin)行了介(jie)紹。
0引言(yan)
　　許多煉(lian)化生産(chan)裝置，如(ru)催化裂(liè)化裝置(zhì)、焦化裝(zhuang)置、連續(xu)重🆚整裝(zhuāng)置等，常(cháng)利用裝(zhuang)置餘熱(rè)産出蒸(zheng)汽，這些(xiē)裝置在(zài)正常生(sheng)産期間(jiān)的自産(chǎn)蒸汽大(da)多被裝(zhuāng)置内部(bù)使用，多(duo)♉餘部分(fèn)再外排(pái)輸出至(zhi)系統管(guǎn)網，在裝(zhuang)置開停(ting)工或加(jiā)工負荷(he)小，自産(chan)蒸汽不(bú)足的情(qing)況下，又(yòu)需🈲要引(yin)入系統(tong)管網蒸(zheng)汽作爲(wèi)動力或(huò)熱源。因(yin)此，裝置(zhi)🏒蒸汽母(mǔ)管與系(xi)統管網(wǎng)之間呈(cheng)互供狀(zhuang)态，這就(jiù)帶來🔴了(le)如何在(zai)同一管(guǎn)道中實(shi)現雙向(xiàng)流蒸汽(qi)流量實(shí)時測量(liang)的問題(tí)。蒸汽單(dan)管雙向(xiang)互供，客(kè)觀🙇‍♀️上🚶‍♀️造(zao)成了計(ji)量的困(kun)難，也對(duì)生産裝(zhuang)置的能(néng)耗統計(jì)核算影(ying)響很大(dà)。常規解(jie)決辦法(fǎ)是在同(tong)一條管(guan)線上安(ān)裝正反(fǎn)兩🏃‍♀️套标(biao)準孔闆(pan)進行測(ce)量，但是(shi)往往出(chu)現直管(guan)段難于(yú)保證，壓(ya)力損失(shī)也成倍(bèi)增❤️加，造(zào)成裝置(zhì)能耗額(e)外增加(jiā)，同時因(yin)☎️工藝流(liú)程和裝(zhuāng)置負荷(he)🏃‍♀️變化，管(guan)道中蒸(zhēng)汽流向(xiang)發生改(gǎi)變♌時，難(nán)以實現(xian)對任何(hé)一個方(fāng)向蒸汽(qi)流量的(de)實時、準(zhǔn)确測量(liàng)和監測(ce)，不利于(yu)生産運(yun)行控制(zhi)和節能(neng)降耗。随(suí)着流量(liang)🐉計量新(xīn)技術的(de)發展，流(liu)量㊙️二次(ci)表功能(néng)逐漸完(wan)善，使得(dé)雙向孔(kǒng)闆流量(liàng)計在測(cè)量蒸汽(qi)雙向流(liú)量方面(mian)得到了(le)推廣和(hé)應用。
1雙(shuang)向孔闆(pan)流量計(ji)工作原(yuan)理
　　傳統(tong)的标準(zhǔn)孔闆入(ru)口爲直(zhi)角，出口(kǒu)爲45°倒角(jiao)，不能測(cè)量反向(xiang)🧡流🏒量，如(rú)圖1所示(shi)。雙向孔(kong)闆的入(ru)口和出(chū)口結構(gòu)相同，均(jun1)爲直角(jiǎo)，可分别(bie)測量雙(shuāng)方向流(liú)量，其結(jié)構如圖(tu)2所示。雙(shuang)向孔闆(pan)流♉量計(jì)就是依(yi)據在GB/T2624.2設(she)計與加(jiā)工的不(bú)切斜角(jiao)、兩個端(duan)面、厚度(du)和節流(liu)孔的兩(liang)個邊緣(yuan)符合規(guī)定要求(qiú)的孔闆(pǎn)。在GB/T2624.2—2006/ISO5167—2:2003《用安(an)裝在🏃‍♂️圓(yuan)形截面(miàn)管道中(zhong)的差壓(ya)裝㊙️置測(cè)量滿管(guǎn)流體流(liú)量第二(èr)部♈分:孔(kǒng)🐉闆》中，對(duì)雙向孔(kǒng)闆做了(le)詳細的(de)規定，隻(zhī)要按照(zhào)标準設(she)🔞計制造(zào)和安裝(zhuang)，就能獲(huo)得标準(zhun)所規定(dìng)的準确(que)度。


　　雙向孔(kǒng)闆測量(liang)蒸汽雙(shuāng)向流，與(yu)标準孔(kǒng)闆流量(liang)計的工(gōng)作原理(li)是一緻(zhi)的，主要(yao)區别是(shì)節流件(jiàn)形式和(he)二次表(biǎo)功能不(bú)同，此外(wai)還需要(yào)增加一(yi)台差壓(yā)變送器(qì)。測量流(liú)☁️量的基(ji)本原理(lǐ)，就是以(yi)流動連(lian)💃🏻續性方(fang)程(質量(liang)守恒定(dìng)律)和伯(bo)努利方(fāng)程(能量(liàng)守恒定(ding)律)爲基(ji)礎☔的。當(dang)充滿管(guǎn)道的流(liu)體流經(jing)管道内(nei)的節流(liu)件時，流(liú)🈲速将在(zài)節流件(jian)處形成(chéng)局部收(shōu)縮，因而(er)流速增(zēng)加，靜壓(ya)力降低(dī)，于是在(zai)節流件(jian)😘前後便(biàn)産生了(le)靜壓力(lì)差。流體(tǐ)流量愈(yu)大，産生(shēng)的壓差(chà)愈大，這(zhe)樣可👌依(yi)據壓差(chà)來衡量(liàng)流量的(de)大小。孔(kong)闆流量(liàng)計測量(liàng)流量的(de)基本公(gong)式如下(xià):

　　式中:qm爲(wèi)質量流(liu)量kg/s;C爲流(liú)出系數(shù)，無量綱(gang);ε爲可膨(peng)脹性系(xì)數;d爲節(jie)流件開(kai)孔直徑(jing)，m;β爲直徑(jìng)比，(β=d/D);ρ1爲被(bèi)測流體(ti)密度，kg/m3;Δp爲(wei)差壓，Pa。
2一(yī)體化雙(shuang)向孔闆(pǎn)流量計(jì)的結構(gòu)和功能(néng)特點
2.1一(yi)體化雙(shuāng)向孔闆(pan)結構
　　一(yi)體化雙(shuang)向孔闆(pǎn)流量計(jì)，采用雙(shuang)向孔闆(pan)，裝有雙(shuāng) 差壓變(bian)送器 ，并(bìng)配套溫(wen)度、 壓力(li)變送器(qi) 進行溫(wen)度、壓力(li)補償。YJLB系(xi)列一體(ti)化雙向(xiang)孔闆流(liu)量計，是(shi)将傳統(tǒng)節流裝(zhuāng)置和兩(liang)台智能(néng)差壓變(biàn)送器優(yōu)化組裝(zhuang)成一體(tǐ)，采用專(zhuan)用轉換(huàn)單元，使(shi)其具備(bei)溫度、壓(ya)力、流量(liang)數據高(gao)精度寬(kuān)量程補(bǔ)償的功(gong)🔞能，從而(er)構成一(yi)種多參(can)🔞量雙向(xiang)流一體(tǐ)化節流(liu)式新型(xing)❄️流量計(jì)量系統(tong)。一體化(hua)雙向孔(kong)闆流量(liàng)計結構(gou)如圖3所(suo)示。
2.2一體(tǐ)化雙向(xiàng)孔闆主(zhǔ)要功能(néng)和特點(dian)
1)可實現(xian)雙向流(liú)量測量(liang)
　　一體化(hua)雙向孔(kong)闆流量(liang)計可根(gēn)據現場(chang)管道中(zhōng)蒸汽流(liu)量的實(shí)際狀況(kuàng)，如流入(rù)端與流(liú)出端壓(yā)力的變(bian)化，可正(zheng)向、反向(xiang)雙向測(ce)量蒸🌈汽(qi)流量，使(shi)雙流向(xiang)蒸汽流(liu)量的計(jì)量更便(bian)捷、更準(zhun)确，解決(jue)了之前(qián)❌傳統标(biao)準孔闆(pǎn)流量計(jì)🙇🏻隻能單(dān)向測量(liàng)蒸汽流(liú)量的問(wen)🈲題。
2)測量(liang)準确度(du)有依據(jù)
　　一體化(hua)雙向孔(kǒng)闆流量(liang)計由于(yu)采用标(biāo)準節流(liu)件，測🌂量(liang)準确👌度(dù)有依據(jù);可采用(yong)符合GB/T2624—2006國(guo)家标準(zhǔn)的流量(liàng)測量節(jiē)流裝㊙️置(zhì)專家系(xì)⁉️統軟件(jiàn)，設計出(chu)雙向孔(kǒng)闆的最(zui)佳開孔(kǒng)徑，以及(ji)💜雙向差(chà)壓變送(song)🥰器的差(chà)♍壓量程(chéng)。
3)流量測(ce)量範圍(wei)得到擴(kuò)展

　　一體(ti)化雙向(xiang)孔闆流(liu)量計采(cǎi)用兩台(tai)智能型(xing)差壓變(bian)送器，通(tong)🚩過配置(zhi)流量計(jì)算轉換(huan)單元或(huò)流量計(jì)算機可(kě)根據兩(liǎng)個差壓(ya)信号自(zi)動判别(bie)其流向(xiang)，并且實(shi)時完成(cheng)節流件(jiàn)的流出(chū)系數C、流(liú)束可膨(péng)脹系數(shu)ε計算，在(zai)✊滿足測(cè)量準确(què)度的同(tóng)時，使兩(liang)個方向(xiàng)流量測(ce)量範❤️圍(wei)度可達(da)6∶1或更寬(kuan)。
4)安裝簡(jiǎn)便且有(you)防凍功(gōng)能
　　該一(yi)體化雙(shuang)向孔闆(pǎn)流量計(jì)采用防(fáng)凍隔離(lí)技術，冬(dong)🔴季運行(hang)💰無需✊保(bǎo)溫和伴(ban)熱，并且(qie)由于沒(méi)有了冷(lěng)凝罐，不(bu)存💞在冷(lěng)🔅凝水，徹(che)底消除(chú)了傳統(tong)蒸汽節(jiē)流裝置(zhi)由于正(zheng)負側冷(lěng)凝🈲水的(de)液位差(cha)所導緻(zhì)的不可(ke)預知的(de)測量誤(wu)差。采取(qǔ)一體☀️化(hua)設計安(ān)💯裝，縮短(duǎn)了一次(ci)表與二(er)次表的(de)引壓管(guǎn)線長度(dù)😍，差壓變(biàn)送器導(dao)壓管短(duan)，使儀表(biǎo)的動态(tài)性能得(dé)到提高(gao)。儀表整(zheng)體組裝(zhuang)，安🐉裝簡(jiǎn)🐇便，消除(chú)了儀表(biao)現場安(an)裝帶來(lai)的測量(liang)誤差，去(qu)掉了儀(yí)✊表箱及(ji)伴熱管(guan)線。同時(shi)用同一(yī)台流量(liang)計計量(liang)兩✊個方(fang)向的流(liú)量，不僅(jǐn)可♉以簡(jian)化系統(tong)、節省空(kōng)間🔴，還節(jiē)♉省儀表(biǎo)購置、安(an)裝、維護(hù)費用。
3一(yi)體化雙(shuāng)向孔闆(pan)流量計(jì)在重催(cui)裝置的(de)應用
3.1裝(zhuāng)置蒸汽(qì)工藝流(liu)程
　　120萬噸(dūn)/年重催(cuī)裝置界(jiè)區，各有(you)一條中(zhōng)壓蒸汽(qi)母管和(hé)㊙️低壓蒸(zhēng)🐪汽✌️母管(guǎn)，裝置生(shēng)産所需(xū)的中、低(dī)壓蒸汽(qi)經由這(zhè)兩條母(mu)🈲管從系(xi)統管網(wang)引入。裝(zhuang)置内部(bù)有一台(tai)鍋📐爐産(chan)中🔞壓蒸(zhēng)汽，氣壓(yā)機✔️使用(yong)中壓蒸(zheng)汽作功(gōng)後，排出(chū)低壓蒸(zheng)汽，同時(shí)減溫減(jian)壓器将(jiāng)🌈中壓蒸(zheng)汽減溫(wen)減壓🤞爲(wèi)1.0MPa低壓蒸(zheng)汽‼️供裝(zhuāng)置内部(bù)使用。裝(zhuāng)置正常(cháng)生産期(qī)間☀️富餘(yú)部分中(zhong)壓蒸汽(qi)、低壓蒸(zhēng)汽也通(tōng)過這兩(liang)條母管(guan)外排并(bìng)入蒸汽(qì)系統管(guan)網。在裝(zhuāng)置開停(ting)工期間(jian)及加工(gōng)負荷較(jiào)小鍋爐(lú)産㊙️汽量(liàng)較小情(qing)況下，需(xū)從系統(tong)管網引(yǐn)入蒸📐汽(qi)作爲動(dong)力😘能源(yuan)。裝置蒸(zhēng)汽流程(cheng)圖如圖(tu)♍4所示。

3.2裝(zhuang)置雙向(xiàng)流蒸汽(qì)計量方(fang)案
　　該裝(zhuang)置中低(dī)壓蒸汽(qì)母管中(zhong)的蒸汽(qi)流向屬(shu)于典型(xíng)的🈚雙向(xiàng)流，因此(cǐ)，安裝于(yu)裝置兩(liǎng)條蒸汽(qi)母管線(xiàn)上的🚩流(liu)量計應(yīng)能實現(xiàn)雙向流(liú)🌐量測量(liàng)。應用一(yī)體化雙(shuang)向✂️孔闆(pǎn)流量計(ji)實現重(zhong)催裝置(zhi)進♌出裝(zhuāng)置兩個(ge)方向的(de)🚶計量方(fāng)案及系(xi)統組成(cheng)如圖5所(suo)示。
　　在該(gāi)蒸汽計(ji)量方案(àn)中，計量(liàng)系統主(zhu)要由YJLB系(xì)列多參(can)量雙向(xiang)流一體(ti)化節流(liu)式流量(liàng)計(配備(bèi)有兩台(tái)EJA110A-E型差壓(ya)變送器(qì))、FC2000-IAE(G)流量計(ji)算💜轉換(huan)🔆單元(一(yi)台測量(liàng)出裝置(zhì)蒸汽流(liu)量，另一(yi)台💃🏻測量(liàng)進裝置(zhi)蒸㊙️汽流(liu)量)，以及(jí)雙支鉑(bó)電阻測(cè)溫♈元件(jian)組成。
　　在(zai)裝置現(xiàn)場，将多(duo)參量雙(shuang)向流一(yī)體化節(jie)流式流(liu)量計焊(han)接在蒸(zheng)汽管道(dào)上，同時(shí)安裝雙(shuāng)支鉑電(dian)阻。在控(kong)制室，FC2000-IAE(G)流(liu)量計算(suan)轉換單(dan)元采用(yong)DIN35标準導(dǎo)軌安裝(zhuang)方式，可(ke)方便🌈地(dì)實現在(zai)DCS、PLC系統☎️中(zhōng)植入高(gāo)精度流(liu)量計算(suàn)環📧節。流(liú)量計算(suan)轉換單(dān)元安裝(zhuāng)在控制(zhì)室内機(ji)櫃上，可(ke)循環顯(xian)示當🏃‍♀️前(qián)瞬時流(liu)量、累積(ji)流量、介(jiè)質溫度(du)、介質壓(yā)力等參(cān)數量，并(bìng)傳輸補(bu)償計算(suàn)後的流(liu)量信号(hao)至DCS系統(tǒng)進行🐆瞬(shun)時流量(liang)、累積流(liú)量及曆(lì)💜史趨勢(shi)顯示，以(yǐ)便更好(hǎo)地查證(zhèng)雙向🈲計(jì)量系統(tǒng)狀态，并(bìng)可通過(guo)網絡終(zhōng)端計算(suàn)機上傳(chuán)實時🐉蒸(zheng)汽計量(liàng)數據。
3.3雙(shuang)向蒸汽(qi)流量測(cè)量的實(shí)現過程(cheng)

　　應用該(gāi)計量方(fang)案實現(xiàn)進、出裝(zhuāng)置雙向(xiàng)蒸汽流(liu)量計量(liàng)☎️的基本(běn)過程爲(wei):一體化(huà)雙向孔(kong)闆流量(liang)計爲雙(shuang)差變結(jie)構，兩台(tái)HAＲT差壓變(biàn)送器，分(fèn)别測量(liàng)正、反向(xiang)蒸汽差(chà)壓信号(hào)，壓力補(bu)🈲償信号(hao)通過HAＲT協(xié)議從差(cha)壓變送(song)器正壓(yā)室讀取(qu)，正反兩(liang)個方向(xiang)兩個差(cha)變的信(xìn)号和雙(shuang)支🛀鉑電(diàn)阻信号(hào)分别接(jiē)入到兩(liang)台流量(liàng)計算轉(zhuǎn)換單元(yuan)。安裝在(zài)控制室(shi)機櫃内(nèi)的流量(liàng)計算轉(zhuǎn)換單元(yuán)⭕完成對(dui)現場差(chà)壓、溫度(du)、壓力數(shù)據的采(cai)集，實時(shi)進行蒸(zheng)汽流量(liàng)的溫壓(ya)補償運(yùn)算，循環(huan)顯示當(dāng)前蒸汽(qì)的瞬時(shi)流量、累(lei)積流量(liàng)、溫度、壓(yā)力、熱量(liang)等參數(shu)，并将補(bu)償運算(suàn)後的質(zhì)量流量(liàng)✉️信号和(he)采集到(dao)的溫度(dù)、壓力信(xin)号，通過(guo)4～20mA信号或(huò)者通訊(xùn)接口傳(chuan)給DCS，進行(hang)瞬時流(liú)量、累積(ji)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流量及(jí)曆史趨(qū)勢顯示(shì)，用于查(chá)證雙向(xiàng)計量系(xì)統狀态(tài)并上傳(chuan)🌈實時蒸(zhēng)汽計量(liang)數據。
4應(ying)用效果(guǒ)
　　本文對(dui)該裝置(zhi)在2025年12月(yue)15日至12月(yuè)15日從開(kai)車狀态(tai)過渡到(dao)正常生(shēng)産期間(jiān)的蒸汽(qi)流量數(shu)據進行(hang)了跟蹤(zong)觀📐察和(hé)統計🆚分(fen)析。首先(xian)，以24小🌈時(shí)日累計(jì)流量數(shù)據爲基(jī)礎，統計(ji)并繪制(zhì)了進、出(chu)🔞裝置兩(liang)個方向(xiang)1.0MPa蒸汽和(he)3.5MPa蒸汽🤟的(de)日累計(ji)流量折(shé)線圖如(ru)圖6和圖(tu)7所示。

　　圖(tú)6曲線清(qīng)晰顯示(shì)了在12月(yuè)15日，實現(xian)了裝置(zhì)低壓蒸(zhēng)汽流量(liang)由進裝(zhuāng)置輸入(ru)方式徹(che)底轉變(bian)爲出裝(zhuang)置輸出(chū)方式的(de)“零⭐”間隔(gé)🛀切換;圖(tú)7曲線清(qīng)晰顯示(shi)了裝置(zhi)由開工(gong)初期，完(wán)全引入(rù)系統中(zhōng)壓蒸汽(qi)，轉變爲(wei)裝置開(kāi)工鍋爐(lu)産汽後(hou)出現富(fu)餘部分(fen)中壓蒸(zheng)汽外排(pái)系統管(guǎn)網的情(qing)況。

　　同時(shí)，我們以(yi)七天爲(wèi)一個計(ji)量周期(qī)，統計并(bing)繪制了(le)裝🌍置在(zài)不同時(shí)間段的(de)消耗(進(jìn)裝置)、外(wài)排(出裝(zhuang)置)蒸汽(qì)量的柱(zhu)狀圖。如(ru)圖💞8和圖(tú)9所示。

　　從(cong)圖8和圖(tú)9柱狀圖(tu)我們可(ke)以清楚(chǔ)的看出(chū)，在裝置(zhi)開💃工初(chū)♊期，從12月(yue)15日至12月(yue)15日期間(jian)，裝置大(da)量引入(ru)系統低(dī)壓蒸🔴汽(qi)和中壓(ya)蒸汽，此(ci)時裝置(zhi)蒸汽流(liú)向全部(bù)爲進裝(zhuāng)置方向(xiang)。從12月15日(ri)開始，裝(zhuang)置開車(chē)趨于正(zheng)常，鍋爐(lu)開始産(chan)汽，從系(xi)統管網(wǎng)引入的(de)中壓蒸(zheng)汽量明(ming)顯減少(shao)💞，并且有(yǒu)富餘中(zhong)壓蒸汽(qi)外排，裝(zhuang)置已停(ting)止從系(xì)統管網(wang)引入低(dī)壓蒸汽(qì)，轉爲外(wai)排低💁壓(ya)蒸汽。
5結(jie)束語
　　采(cai)用多參(can)量雙向(xiang)流一體(ti)化節流(liú)式流量(liàng)計與流(liú)量計算(suan)轉換單(dān)元構成(cheng)的蒸汽(qi)計量系(xì)統，比較(jiao)好地解(jiě)決了長(zhang)期🌈困擾(rao)😍我公司(sī)催化裂(liè)化裝置(zhi)蒸汽雙(shuang)向計量(liang)難題，在(zài)我公司(sī)生産裝(zhuang)置雙向(xiang)流蒸汽(qì)計量檢(jian)測中達(dá)到了較(jiào)好的實(shi)際應用(yong)效果。實(shí)現了對(dui)進出裝(zhuang)置兩個(gè)方向💃🏻蒸(zheng)汽流量(liàng)的實時(shí)、準确計(jì)量，避免(mian)了以前(qián)曆次裝(zhuāng)置在開(kai)停工期(qī)間需要(yao)人工切(qie)換蒸汽(qì)計☔量流(liu)程的困(kùn)難，也避(bì)免了開(kai)停工期(qi)💃間進出(chu)裝置蒸(zhēng)☁️汽無計(jì)量、測量(liang)數據⚽混(hùn)亂或數(shù)據不真(zhen)⛹🏻‍♀️實所造(zao)成的蒸(zheng)汽平衡(heng)、能耗核(he)算無依(yi)據的突(tu)出問題(tí)，徹底解(jiě)決了以(yǐ)前裝置(zhi)引入系(xi)統管🔱網(wǎng)蒸汽消(xiao)耗量、自(zi)産蒸汽(qì)并網量(liang)無法同(tóng)步實時(shí)準确💃🏻計(ji)量的難(nán)題。從我(wo)公司近(jin)兩年多(duō)來的流(liu)量計運(yun)行、計量(liàng)檢測數(shù)據情況(kuang)來看，目(mù)前這😄種(zhong)雙向流(liú)蒸汽流(liu)量的計(jì)量解決(jué)方案可(ke)行，計量(liang)系統運(yùn)行可靠(kào)，計量數(shu)據準🏃🏻确(què)，達到了(le)對裝置(zhi)自産、自(zi)用蒸汽(qi)分類分(fèn)項實時(shi)準确測(cè)量的目(mù)的，使得(de)✍️公司煉(lian)化生産(chǎn)蒸汽系(xì)統計量(liàng)數據檢(jiǎn)測率得(dé)到了進(jìn)一步提(ti)高。

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