摘要：在煉油(you)化工生産中(zhōng)經常出現一(yi)條蒸汽管道(dào)雙🚩向輸✌️送蒸(zhēng)💘汽的情況，本(ben)文就實現重(zhong)油催化裂化(huà)✍️裝置在進、出(chu)裝置兩個方(fang)向蒸汽質量(liàng)流量的實時(shí)、準确測量問(wen)題🍉，提出了💃一(yī)種應用多參(can)量雙向流 一(yī)體化節流式(shì)流量計 的計(ji)量解決方案(àn)，并具體就一(yi)體化雙向孔(kǒng)闆流量計 的(de)工作原理、計(ji)量系統組成(chéng)、功能特點、雙(shuang)向流測量的(de)實現⭕過程以(yi)及實際應用(yong)效果進行了(le)介紹。
0引言
　　許(xu)多煉化生産(chǎn)裝置，如催化(hua)裂化裝置、焦(jiao)化裝置、連續(xu)重整裝置等(děng)，常利用裝置(zhì)餘熱産出蒸(zhēng)汽，這些裝置(zhì)在正常生産(chǎn)期間的自産(chǎn)蒸汽大多被(bei)裝置内部使(shi)用，多餘部分(fen)再外排輸出(chu)至系統管網(wǎng)，在裝置開停(tíng)工或加工負(fù)荷小，自産蒸(zhēng)汽不足的情(qíng)🛀🏻況下，又需🐪要(yao)引入系統管(guǎn)網蒸汽作爲(wei)動力或熱源(yuan)。因此，裝置蒸(zheng)汽母管與系(xì)統管網之間(jian)呈互供狀态(tài)，這就帶來了(le)如何在同一(yī)管道中實現(xian)雙向流蒸汽(qi)流量實時💞測(ce)量的問題。蒸(zhēng)汽單管雙向(xiang)互供，客觀上(shàng)♋造成了計量(liàng)的困難，也對(dui)生産裝置的(de)能耗統計核(he)算影響很大(da)。常規解決辦(bàn)法是在同一(yi)條管線上安(ān)裝正反兩套(tào)标準孔闆進(jìn)行測量，但是(shi)往往出現直(zhí)管段難于保(bǎo)證，壓力損失(shi)也成倍增加(jiā)，造成裝置能(neng)耗額外增加(jia)，同時因工藝(yi)流程和裝置(zhi)負荷變化，管(guan)道中蒸汽流(liú)向發生改變(biàn)時，難以實現(xiàn)對任何一個(gè)方向蒸汽🥰流(liu)量的實時、準(zhun)确測量和監(jiān)測，不利于🐕生(shēng)産運行控制(zhi)和節能降耗(hào)。随着流量計(ji)量新技術的(de)發展，流量二(er)次表功能逐(zhú)漸完善，使🈚得(dé)雙向孔闆流(liú)量計在測🌐量(liàng)蒸汽雙向流(liú)量方面得到(dào)了推廣和應(yīng)用。
1雙向孔闆(pǎn)流量計工作(zuò)原理
　　傳統的(de)标準孔闆入(rù)口爲直角，出(chu)口爲45°倒角，不(bú)能測量反向(xiang)流量，如圖1所(suo)示。雙向孔闆(pan)的入口和出(chu)口結構相同(tong)，均爲直角，可(ke)😄分别測量雙(shuāng)方向流量，其(qi)結構⛱️如圖2所(suǒ)示。雙向孔闆(pǎn)流量計就是(shì)依據在GB/T2624.2設計(ji)與加工的不(bu)切斜角、兩個(gè)端面、厚度和(he)節流孔的兩(liǎng)個邊緣符合(he)規定要求的(de)孔闆。在GB/T2624.2—2006/ISO5167—2:2003《用安(an)裝在圓形截(jie)面管💰道中的(de)差壓裝置測(ce)量滿管流體(ti)流量第二部(bu)分:孔🈲闆》中，對(dui)雙向孔闆做(zuò)了詳細的規(guī)定，隻要按照(zhao)标準設計制(zhì)造和安裝，就(jiu)能獲得标準(zhǔn)所規定的準(zhǔn)确度。


　　雙向孔(kǒng)闆測量蒸汽(qì)雙向流，與标(biao)準孔闆流量(liang)計的工作原(yuán)理是一緻的(de)，主要區别是(shi)節流件形式(shì)和二次表👨‍❤️‍👨功(gōng)能不同，此外(wai)還需✏️要增加(jia)一台差壓變(bian)送器。測量流(liu)量的基本原(yuán)理，就是以流(liú)動連續性方(fang)程(質量守恒(héng)定律)和伯努(nǔ)㊙️利方程(能量(liàng)守恒定律)爲(wèi)基礎的。當充(chong)滿管道的流(liu)體流經管道(dào)内的節流件(jiàn)時，流💛速将在(zai)節流件處形(xíng)成局部收縮(suo)，因而流速增(zeng)加，靜壓力降(jiàng)低⭕，于是在節(jie)流件前後便(biàn)産生了靜壓(yā)力差🏒。流體流(liú)量愈大，産生(shēng)的壓差愈大(da)，這樣可依據(jù)壓差來衡量(liang)流量的大小(xiao)。孔闆流量計(ji)測量流量的(de)基本📐公式如(rú)下:

　　式中:qm爲質(zhi)量流量kg/s;C爲流(liu)出系數，無量(liang)綱;ε爲可膨脹(zhang)性系數;d爲節(jie)流件開孔直(zhi)徑，m;β爲直徑比(bǐ)，(β=d/D);ρ1爲被測流體(ti)密📞度，kg/m3;Δp爲差壓(ya)🎯，Pa。
2一體化雙向(xiang)孔闆流量計(ji)的結構和功(gōng)能特點
2.1一體(tǐ)化雙向孔闆(pan)結構
　　一體化(hua)雙向孔闆流(liú)量計，采用雙(shuang)向孔闆，裝有(you)雙 差壓變送(sòng)器 ，并配套溫(wen)度、 壓力變送(sòng)器 進行溫度(du)、壓力補償。YJLB系(xi)列一體化雙(shuāng)向孔闆流量(liang)計🈲，是将傳統(tǒng)節流裝置和(hé)兩台智能差(chà)壓變送器優(you)化組裝💞成一(yi)✌️體，采用專用(yòng)轉換單元，使(shǐ)其具備溫度(du)、壓力、流量👅數(shù)據高精度寬(kuan)🤟量程補償的(de)功能，從而構(gou)成🌏一種多參(cān)量雙向流一(yī)體化節流式(shi)新型流量計(ji)量系統。一體(ti)化㊙️雙向孔闆(pan)流🈲量計結構(gòu)如💞圖3所示。
2.2一(yi)體化雙向孔(kǒng)闆主要功能(néng)和特點
1)可實(shí)現雙向流量(liang)測量
　　一體化(hua)雙向孔闆流(liu)量計可根據(jù)現場管道中(zhōng)蒸汽流💘量㊙️的(de)實際狀況，如(rú)流入端與流(liú)出端壓力的(de)變化，可正向(xiàng)、反👌向雙✍️向測(ce)量蒸汽流量(liàng)，使雙流向蒸(zhēng)汽流量的計(ji)量更便捷、更(geng)準确，解決了(le)之前傳統标(biao)準孔闆流量(liàng)計🌍隻能單向(xiàng)‼️測量蒸汽流(liu)量的問題。
2)測(cè)量準确度有(yǒu)依據
　　一體化(huà)雙向孔闆流(liú)量計由于采(cai)用标準節流(liú)件，測量準确(què)🔴度有依據;可(ke)采用符合GB/T2624—2006國(guó)家标準的流(liu)量測量節流(liu)裝置專家系(xi)統軟件，設計(jì)出雙向孔闆(pǎn)的最佳開孔(kong)徑，以及雙向(xiang)差壓變送器(qi)的差壓量程(chéng)。
3)流量測量範(fàn)圍得到擴展(zhan)

　　一體化(hua)雙向孔闆流(liú)量計采用兩(liǎng)台智能型差(chà)壓變送器，通(tōng)過💚配置流量(liàng)計算轉換單(dān)元或流量計(ji)算機可根據(jù)兩🌈個差壓信(xìn)号自動判别(bie)其流向，并且(qiě)實時完成節(jie)流件的流出(chū)系數C、流束可(kě)膨脹系數ε計(ji)算，在滿足測(ce)量準确度的(de)同時，使兩個(ge)方向流量測(cè)量範圍度可(kě)達6∶1或更寬。
4)安(ān)裝簡便且有(yǒu)防凍功能
　　該(gai)一體化雙向(xiang)孔闆流量計(ji)采用防凍隔(gé)離技術，冬季(jì)運行無🐇需🔴保(bao)溫和伴熱，并(bing)且由于沒有(you)了冷凝罐，不(bú)存🔞在冷🌈凝水(shui)，徹底消除了(le)傳統蒸汽節(jiē)流裝置由于(yú)正負側冷凝(ning)水的液位差(cha)所導緻的❤️不(bú)可預知的測(ce)量誤差。采取(qu)一體化設計(ji)安裝，縮短了(le)一次表與二(èr)次表的引🈲壓(ya)管線長度🔞，差(cha)壓變送器❤️導(dao)壓管短，使儀(yi)表的動态性(xing)能得到提高(gao)。儀表整體組(zǔ)裝，安裝簡🔆便(biàn)，消除了儀表(biǎo)現場安裝❌帶(dài)來的測量誤(wù)差，去掉了儀(yí)表箱及伴熱(rè)管線。同時用(yong)同一台流量(liang)計計量兩❓個(gè)方向的流量(liàng)，不僅可以簡(jiǎn)化系統、節省(sheng)空間，還節🛀省(shěng)儀表購置、安(an)裝、維護費用(yòng)。
3一體化雙向(xiang)孔闆流量計(jì)在重催裝置(zhì)的應用
3.1裝置(zhi)蒸汽工藝流(liú)程
　　120萬噸/年重(zhòng)催裝置界區(qū)，各有一條中(zhong)壓蒸汽母管(guǎn)和低壓蒸汽(qi)母✊管，裝置生(shēng)産所需的中(zhong)、低壓蒸汽經(jing)由這兩條母(mu)🈚管從🎯系統管(guǎn)網⭐引入。裝置(zhì)内部有一台(tai)鍋爐産中壓(yā)蒸汽，氣壓機(ji)♈使用中壓蒸(zhēng)汽作功後，排(pai)出低壓蒸汽(qi)，同時減溫減(jiǎn)壓器将中壓(ya)蒸汽減溫減(jian)壓爲1.0MPa低壓蒸(zhēng)汽供裝置内(nei)部使用。裝置(zhi)正常生産期(qī)間🆚富餘部分(fen)中壓蒸汽、低(di)壓蒸汽也通(tōng)過這兩條母(mu)管外排并入(ru)蒸汽系統管(guan)網。在裝置開(kāi)停工期間及(jí)加工負荷較(jiao)小鍋爐産🤞汽(qi)量較小情況(kuàng)下，需從系統(tong)管網引入蒸(zhēng)🎯汽作爲動力(li)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼能源。裝置蒸(zheng)汽流程圖🔴如(rú)圖4所示。

3.2裝置(zhì)雙向流蒸汽(qì)計量方案
　　該(gāi)裝置中低壓(ya)蒸汽母管中(zhōng)的蒸汽流向(xiàng)屬于典型的(de)雙向流，因此(cǐ)，安裝于裝置(zhi)兩條蒸汽母(mu)管線上的流(liú)量計應🈲能實(shi)現雙向流量(liang)測量。應用一(yī)體化雙向孔(kong)闆流量計實(shí)現重催裝置(zhi)進出裝置兩(liang)個方向的計(jì)量方案及系(xì)統組成如圖(tu)5所示。
　　在該蒸(zheng)汽計量方案(àn)中，計量系統(tong)主要由YJLB系列(lie)多參量雙向(xiàng)流✍️一✨體化節(jie)流式流量計(ji)(配備有兩台(tái)EJA110A-E型差🛀壓變送(song)器)、FC2000-IAE(G)流量計算(suan)轉換單元(一(yī)台測量出裝(zhuāng)置蒸汽流量(liàng)，另一台測量(liàng)進裝置蒸汽(qi)流量)，以及雙(shuāng)支鉑電阻測(cè)溫元件組成(chéng)。
　　在裝置現場(chang)，将多參量雙(shuāng)向流一體化(hua)節流式流量(liang)計焊接在蒸(zheng)🏃🏻‍♂️汽管道上，同(tong)時安裝雙支(zhi)鉑電阻。在控(kong)制室，FC2000-IAE(G)流量計(ji)算轉換單元(yuan)采用DIN35标準導(dao)軌安裝方式(shi)，可方便地實(shí)現在DCS、PLC系統中(zhōng)植入高精度(du)流量計算環(huán)💚節。流量計算(suan)轉換單元安(ān)裝在控制室(shi)内㊙️機櫃上，可(ke)循環顯示當(dāng)前瞬時流量(liàng)、累積流量、介(jiè)質溫度、介質(zhì)壓力等參數(shù)量，并傳輸補(bǔ)償計🆚算後的(de)流量信号至(zhì)✊DCS系統進行🔅瞬(shùn)時流量、累積(ji)㊙️流量及曆史(shǐ)趨勢顯示，以(yǐ)便更好地查(cha)證雙向♍計量(liang)系統狀态，并(bìng)☔可通過網絡(luo)終端計算機(ji)上傳實時蒸(zheng)汽計量數據(jù)。
3.3雙向蒸汽流(liú)量測量的實(shí)現過程

　　應用(yòng)該計量方案(an)實現進、出裝(zhuang)置雙向蒸汽(qì)流量計量的(de)🏒基本📐過程爲(wei):一體化雙向(xiàng)孔闆流量計(jì)爲雙差變結(jie)構，兩台HAＲT差壓(ya)變🐉送器，分别(bié)測量正、反向(xiàng)蒸汽差壓信(xin)号，壓力補償(chang)信号通過HAＲT協(xie)⚽議從差壓變(biàn)送器正💋壓室(shi)讀取，正反兩(liang)個方向兩個(gè)🌐差變的信号(hao)和雙支鉑電(diàn)阻信号分别(bie)接入到兩台(tái)流量計算轉(zhuan)換單元。安裝(zhuāng)在控制🏃‍♀️室機(jī)櫃内的流量(liàng)☀️計算轉換單(dan)元完成對現(xiàn)場差壓、溫度(du)、壓力數據的(de)采集，實時進(jin)行蒸汽流量(liàng)的溫壓補償(chang)運🥰算，循環顯(xiǎn)示當前蒸汽(qì)的瞬時流量(liang)、累積流量、溫(wen)度、壓🌈力、熱量(liang)❗等參數，并将(jiāng)補償運算後(hou)的質量流量(liàng)信号和采集(jí)到的溫度、壓(yā)力信号👉，通過(guo)4～20mA信号或者通(tōng)訊接口傳給(gěi)DCS，進行瞬時流(liú)量、累積流量(liàng)及曆史趨勢(shi)顯示，用于查(chá)🎯證雙向計量(liang)系統狀态并(bing)上傳實時蒸(zhēng)汽計量數據(ju)。
4應用效果
　　本(běn)文對該裝置(zhi)在2025年12月12日至(zhi)12月12日從開車(che)狀态過渡到(dào)正常💃🏻生産🥰期(qi)間的蒸汽流(liu)量數據進行(háng)了跟蹤觀🔆察(chá)和統計分析(xi)。首先，以24小時(shi)日累計流量(liàng)數據爲基礎(chǔ)，統計并繪制(zhì)了進、出裝置(zhì)兩個方向1.0MPa蒸(zhēng)汽和3.5MPa蒸汽的(de)日累計流量(liàng)折線圖如圖(tu)6和圖7所示。

　　圖(tu)6曲線清晰顯(xiǎn)示了在12月12日(rì)，實現了裝置(zhì)低壓蒸汽流(liú)量由進裝置(zhi)輸入方式徹(che)底轉變爲出(chū)裝置輸出方(fang)式🌍的“零✉️”間隔(gé)切換;圖7曲線(xian)清晰顯示了(le)裝置由開工(gong)初期，完全引(yǐn)入系統🔞中壓(ya)蒸汽，轉變爲(wei)裝置開工鍋(guo)爐産汽後出(chu)現富餘部分(fèn)中壓蒸汽外(wai)排系統管網(wang)的情況。

　　同時(shi)，我們以七天(tiān)爲一個計量(liàng)周期，統計并(bing)繪制了裝置(zhì)在不同時間(jiān)段的消耗(進(jin)裝置)、外排(出(chu)裝置)蒸汽量(liang)⛱️的柱🔅狀圖。如(ru)圖8和圖9所示(shì)。

　　從圖8和圖9柱(zhu)狀圖我們可(ke)以清楚的看(kàn)出，在裝置開(kāi)🥰工初期✔️，從6月(yue)🛀🏻15日至12月12日期(qī)間，裝置大量(liàng)引入系統低(di)✌️壓蒸汽和中(zhōng)壓蒸汽，此時(shí)裝置蒸汽流(liu)向全部爲進(jin)❌裝置方向。從(cóng)12月12日開始✏️，裝(zhuāng)置開車趨于(yú)正常，鍋爐開(kai)始産汽，從😘系(xi)統管網引入(ru)的中壓蒸汽(qì)量明顯減少(shǎo)，并且有富餘(yu)中壓蒸汽外(wai)排，裝置已停(ting)止從系統管(guǎn)網引入低壓(yā)蒸💚汽，轉爲外(wai)排低壓蒸汽(qi)。
5結束語
　　采用(yòng)多參量雙向(xiàng)流一體化節(jie)流式流量計(jì)與流量計算(suan)轉換單✉️元構(gou)成的蒸汽計(jì)量系統，比較(jiao)好地解決了(le)長期困擾我(wo)公司催化裂(lie)化裝置蒸汽(qì)雙向計🐪量難(nán)題，在我公司(si)生産✏️裝置雙(shuang)向流蒸汽計(jì)量檢測中達(dá)到了較好的(de)實際應用效(xiào)果。實現了對(dui)進出裝置兩(liǎng)個方向蒸汽(qì)流量的實時(shí)、準确計量，避(bi)免了以前曆(lì)次裝置在🙇‍♀️開(kai)停工期間需(xu)要人工切換(huan)蒸汽計👨‍❤️‍👨量流(liú)程的㊙️困難，也(yě)🈲避免了開停(ting)工期間進出(chu)裝置蒸汽無(wú)計量、測量數(shù)據混亂或數(shù)據不真實所(suǒ)造成的蒸汽(qi)平衡、能耗核(he)算無❌依據的(de)突出問題，徹(chè)底解決🈲了以(yǐ)前裝置引入(ru)系統管網蒸(zhēng)汽消耗量、自(zì)産蒸汽⭕并網(wǎng)量無法同步(bù)實時準确計(jì)量的難題。從(cong)我公司近兩(liǎng)年多來的流(liú)量計運行、計(jì)✊量☀️檢測數據(jù)情況來看，目(mù)前這種雙向(xiang)流蒸汽流量(liang)的計量解決(jué)方案可💋行，計(jì)量系統運行(háng)可靠，計量數(shù)據準确，達到(dao)了對裝置自(zì)産、自用蒸汽(qi)分類分項實(shí)時準确測量(liàng)的目的，使得(dé)📧公司煉🧑🏽‍🤝‍🧑🏻化生(sheng)産蒸汽系統(tong)計量數據🚶檢(jian)測率得✊到了(le)進一步提高(gāo)。

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