摘(zhai)要：在煉油(you)化工生産(chan)中經常出(chu)現一條蒸(zheng)汽管道雙(shuang)向輸送蒸(zheng)汽的情況(kuang)，本文就實(shi)現重油催(cui)化裂化裝(zhuang)置在進、出(chu)裝置兩個(ge)方向蒸汽(qi)質量流量(liang)的實時☁️、準(zhun)确測量問(wen)題，提出了(le)一種應用(yong)多參量雙(shuang)向流 一體(ti)化節流式(shi)流量計 的(de)計量解決(jue)方案，并具(ju)體就一體(ti)化雙向孔(kong)闆流量計(ji) 的工作原(yuan)理、計量系(xi)統組成、功(gong)能特點、雙(shuang)向流測量(liang)的實現過(guo)程🙇🏻以及實(shi)際應用效(xiao)果進行了(le)介紹。
0引言(yan)
　　許多煉化(hua)生産裝置(zhi)，如催化裂(lie)化裝置、焦(jiao)化裝置、連(lian)續重整裝(zhuang)置等，常利(li)用裝置餘(yu)熱産出蒸(zheng)汽，這些裝(zhuang)置在⭐正常(chang)生産🏒期間(jian)的自産蒸(zheng)汽大多被(bei)裝置内部(bu)使用，多餘(yu)部分再外(wai)排輸出至(zhi)♊系統管網(wang)，在裝置開(kai)停工或加(jia)工負荷小(xiao)，自産蒸汽(qi)不足的情(qing)🔅況下，又需(xu)要引入系(xi)統⛷️管網蒸(zheng)汽作爲動(dong)力或熱源(yuan)。因此，裝置(zhi)🈲蒸汽母管(guan)與💛系♻️統管(guan)網之間呈(cheng)互供狀态(tai)，這就帶來(lai)了如何在(zai)同一管道(dao)中實☁️現雙(shuang)向流蒸汽(qi)流量實時(shi)🛀🏻測量的問(wen)題。蒸汽單(dan)管雙向互(hu)供，客觀上(shang)造成了計(ji)量的困難(nan)，也對生産(chan)裝置的能(neng)耗統計核(he)算影響很(hen)大。常規解(jie)決辦法是(shi)在同一條(tiao)管線上安(an)裝正反兩(liang)套标準孔(kong)闆進行測(ce)量，但♊是🌍往(wang)往出現直(zhi)管段難于(yu)保證，壓力(li)損失也成(cheng)倍增🈲加，造(zao)成裝置能(neng)耗額外增(zeng)加，同時因(yin)工藝流程(cheng)和裝置負(fu)荷變化🏃‍♀️，管(guan)道中蒸汽(qi)流向發生(sheng)改變時，難(nan)以實現對(dui)任何一個(ge)方向蒸📞汽(qi)流量的實(shi)時、準确測(ce)量和監測(ce)，不利于生(sheng)産運行控(kong)🔞制和節能(neng)降耗。随着(zhe)流量計量(liang)新技術的(de)✍️發展，流量(liang)二次表功(gong)能逐漸完(wan)善，使得雙(shuang)向孔闆流(liu)量計在測(ce)量蒸汽雙(shuang)向流量方(fang)面得到了(le)推廣和應(ying)用。
1雙向孔(kong)闆流量計(ji)工作原理(li)
　　傳統的标(biao)準孔闆入(ru)口爲直角(jiao)，出口爲45°倒(dao)角，不能測(ce)🐉量反向流(liu)量，如圖1所(suo)示。雙向孔(kong)闆的入口(kou)和出口結(jie)構相同，均(jun)爲直角，可(ke)分别測量(liang)雙方向流(liu)量，其結構(gou)如圖2所示(shi)。雙向孔闆(pan)流量計就(jiu)是依據💋在(zai)GB/T2624.2設計與加(jia)工的不切(qie)斜角、兩個(ge)端面、厚度(du)和節流孔(kong)💰的兩個邊(bian)緣符合規(gui)定要求的(de)孔闆🙇🏻。在GB/T2624.2—2006/ISO5167—2:2003《用(yong)安裝在圓(yuan)形截面管(guan)道中的差(cha)壓裝置測(ce)量滿管流(liu)體流量第(di)二部分:孔(kong)闆》中，對雙(shuang)向孔闆做(zuo)了詳細的(de)規定，隻要(yao)按照标準(zhun)☂️設計制造(zao)和安裝，就(jiu)能獲得标(biao)準所規定(ding)💃的準确度(du)。


　　雙向孔闆(pan)測量蒸汽(qi)雙向流，與(yu)标準孔闆(pan)流量計的(de)工作原理(li)⁉️是一緻的(de)，主要區别(bie)是節流件(jian)形式和二(er)次表功能(neng)不同，此外(wai)還需要增(zeng)加一台差(cha)壓變送器(qi)。測量流量(liang)的基本原(yuan)理，就是以(yi)流動連續(xu)性方程(質(zhi)量守恒定(ding)律)和伯努(nu)利方程(能(neng)量守恒定(ding)律)爲基礎(chu)的。當充滿(man)管✏️道的流(liu)體流經管(guan)道内的節(jie)流件時，流(liu)速将在節(jie)流件處形(xing)成局部收(shou)縮，因而流(liu)速增加，靜(jing)壓力降低(di)，于是在節(jie)流件前後(hou)便産生了(le)靜壓力差(cha)。流體流量(liang)愈大，産生(sheng)✔️的壓差愈(yu)大，這樣可(ke)依據壓差(cha)來衡量流(liu)量的大小(xiao)。孔闆流量(liang)計測量流(liu)量的基本(ben)公式如下(xia):

　　式中:qm爲質(zhi)量流量kg/s;C爲(wei)流出系數(shu)，無量綱;ε爲(wei)可膨脹性(xing)系數;d爲✉️節(jie)流💋件開孔(kong)直徑，m;β爲直(zhi)徑比，(β=d/D);ρ1爲被(bei)測流體密(mi)度，kg/m3;Δp爲🐉差壓(ya)🔅，Pa。
2一體化雙(shuang)向孔闆流(liu)量計的結(jie)構和功能(neng)特點
2.1一體(ti)化雙向孔(kong)闆結構
　　一(yi)體化雙向(xiang)孔闆流量(liang)計，采用雙(shuang)向孔闆，裝(zhuang)有雙 差壓(ya)變送器 ，并(bing)配套溫度(du)、 壓力變送(song)器 進行溫(wen)度、壓力補(bu)償。YJLB系列一(yi)體化雙向(xiang)孔闆流量(liang)計🙇🏻，是将傳(chuan)統節流裝(zhuang)置和兩台(tai)智能差壓(ya)變送器優(you)化組裝成(cheng)一體，采用(yong)專用轉🙇🏻換(huan)單元，使其(qi)具備溫度(du)、壓力、流量(liang)數據高🔴精(jing)度寬量程(cheng)補償的功(gong)能，從而構(gou)成一種多(duo)參量雙向(xiang)流一體化(hua)節流式新(xin)型流量計(ji)量系統。一(yi)體化雙向(xiang)孔闆流量(liang)計結構如(ru)圖3所示。
2.2一(yi)體化雙向(xiang)孔闆主要(yao)功能和特(te)點
1)可實現(xian)雙向流量(liang)測量
　　一體(ti)化雙向孔(kong)闆流量計(ji)可根據現(xian)場管道中(zhong)蒸汽流量(liang)的實際狀(zhuang)況，如流入(ru)端與流出(chu)端壓力的(de)變化👌，可正(zheng)向、反向雙(shuang)🌈向測量蒸(zheng)汽流量，使(shi)雙流向蒸(zheng)汽流量的(de)計量更便(bian)捷、更準确(que)，解決了之(zhi)前㊙️傳統标(biao)準孔闆流(liu)量計隻能(neng)單向測量(liang)蒸汽流量(liang)的問題。
2)測(ce)量準确度(du)有依據
　　一(yi)體化雙向(xiang)孔闆流量(liang)計由于采(cai)用标準節(jie)流件，測量(liang)準☂️确度有(you)依據;可采(cai)用符合GB/T2624—2006國(guo)家标準的(de)流量測🐇量(liang)節流裝置(zhi)專家系統(tong)軟件，設計(ji)出雙向孔(kong)闆的最佳(jia)開孔徑，以(yi)及雙向差(cha)壓變送器(qi)的差壓量(liang)程。
3)流量測(ce)量範圍得(de)到擴展

　　一(yi)體化雙向(xiang)孔闆流量(liang)計采用兩(liang)台智能型(xing)差壓變送(song)器🔱，通過配(pei)置流量計(ji)算轉換單(dan)元或流量(liang)計算機可(ke)根據兩個(ge)差壓信🍓号(hao)自動判别(bie)其流向，并(bing)且實時完(wan)成節流件(jian)的💰流出系(xi)數C、流束可(ke)膨脹系數(shu)ε計算，在滿(man)足測量準(zhun)确度的⚽同(tong)時，使兩😄個(ge)方向流🛀量(liang)測量範💘圍(wei)度可達6∶1或(huo)更寬。
4)安裝(zhuang)簡便且有(you)防凍功能(neng)
　　該一體化(hua)雙向孔闆(pan)流量計采(cai)用防凍隔(ge)離技術，冬(dong)季運行無(wu)需保溫和(he)伴熱，并且(qie)由于沒有(you)了冷凝罐(guan)，不存🌐在冷(leng)凝水💛，徹底(di)消除了傳(chuan)統蒸汽節(jie)流裝置由(you)于正負側(ce)冷凝水的(de)液位差所(suo)導緻的不(bu)可預知的(de)測量誤差(cha)。采取一體(ti)🚶‍♀️化設計安(an)裝，縮短了(le)一次表與(yu)二次表的(de)引壓管線(xian)長度，差壓(ya)變送器❌導(dao)壓管短，使(shi)儀表的動(dong)态性能得(de)到提高。儀(yi)表整體組(zu)裝，安裝簡(jian)🐅便，消除了(le)儀表現場(chang)安裝帶來(lai)的測🐅量誤(wu)差，去掉了(le)儀表箱及(ji)伴熱管線(xian)💃🏻。同時用同(tong)一台流量(liang)計計量兩(liang)♌個方向的(de)🔞流量，不僅(jin)可以簡化(hua)系統、節省(sheng)空間，還節(jie)省儀表購(gou)置、安裝、維(wei)護費用。
3一(yi)體化雙向(xiang)孔闆流量(liang)計在重催(cui)裝置的應(ying)用
3.1裝置蒸(zheng)汽工藝流(liu)程
　　120萬噸/年(nian)重催裝置(zhi)界區，各有(you)一條中壓(ya)蒸汽母管(guan)和低壓蒸(zheng)🚩汽母管，裝(zhuang)置生産所(suo)需的中、低(di)壓蒸汽經(jing)由這兩🚩條(tiao)母管從系(xi)統管網⛱️引(yin)入。裝置内(nei)部有一台(tai)鍋爐産中(zhong)壓蒸汽，氣(qi)壓機使用(yong)中✔️壓蒸汽(qi)🏒作功後，排(pai)出低壓蒸(zheng)汽，同時減(jian)溫減壓器(qi)将中壓蒸(zheng)汽減溫減(jian)壓爲1.0MPa低壓(ya)蒸汽供裝(zhuang)置内部使(shi)用。裝置正(zheng)常生産期(qi)間🏃🏻富餘部(bu)分中🐪壓蒸(zheng)汽、低壓蒸(zheng)汽也通過(guo)這兩條母(mu)管外排并(bing)入蒸汽系(xi)統管網。在(zai)裝置開停(ting)工期間及(ji)加工負荷(he)較小鍋爐(lu)産汽量較(jiao)小情況下(xia)，需從系統(tong)管網引入(ru)蒸汽作爲(wei)動力能源(yuan)。裝置蒸汽(qi)流程圖如(ru)圖4所示。

3.2裝(zhuang)置雙向流(liu)蒸汽計量(liang)方案
　　該裝(zhuang)置中低壓(ya)蒸汽母管(guan)中的蒸汽(qi)流向屬于(yu)典型的雙(shuang)向流，因此(ci)，安裝于裝(zhuang)置兩條蒸(zheng)汽母管線(xian)上的流量(liang)計應能實(shi)現雙向流(liu)量測量。應(ying)用一體化(hua)雙向孔闆(pan)流量計實(shi)現重催裝(zhuang)置進出裝(zhuang)置兩個方(fang)向的計量(liang)方案及系(xi)統組成如(ru)圖5所🔞示。
　　在(zai)該蒸汽計(ji)量方案中(zhong)，計量系統(tong)主要由YJLB系(xi)列多參量(liang)雙向流一(yi)體化節流(liu)式流量計(ji)(配備有兩(liang)台EJA110A-E型差壓(ya)變🐅送器)、FC2000-IAE(G)流(liu)量計算轉(zhuan)換單元(一(yi)台測量出(chu)裝置蒸🧑🏽‍🤝‍🧑🏻汽(qi)流量，另一(yi)台🍉測量進(jin)裝置蒸🌈汽(qi)流量)，以及(ji)雙支鉑電(dian)阻測溫元(yuan)件組成。
　　在(zai)裝置現場(chang)，将多參量(liang)雙向流一(yi)體化節流(liu)式流量計(ji)焊接在🥰蒸(zheng)汽管道上(shang)，同時安裝(zhuang)雙支鉑電(dian)阻。在控制(zhi)室，FC2000-IAE(G)流量計(ji)算🥵轉換單(dan)元采用DIN35标(biao)準導軌安(an)裝方式，可(ke)方便地實(shi)現在DCS、PLC系統(tong)中植入高(gao)精度流量(liang)計算環節(jie)。流量計算(suan)轉換單元(yuan)安裝在控(kong)制室内🏃機(ji)櫃上，可循(xun)環顯示當(dang)前瞬時流(liu)量👉、累積流(liu)量、介質溫(wen)度、介質🔅壓(ya)力等參數(shu)量，并傳輸(shu)補償計算(suan)後的流量(liang)信号至DCS系(xi)統進行🔅瞬(shun)時流量、累(lei)積🔅流量及(ji)曆✂️史趨勢(shi)顯示，以便(bian)㊙️更好地查(cha)證雙向🏃🏻計(ji)量系統狀(zhuang)态，并✍️可🈲通(tong)過網絡終(zhong)端計算機(ji)上傳實時(shi)蒸汽計😍量(liang)數據。
3.3雙向(xiang)蒸汽流量(liang)測量的實(shi)現過程

　　應(ying)用該計量(liang)方案實現(xian)進、出裝置(zhi)雙向蒸汽(qi)流量計📱量(liang)㊙️的基本過(guo)程爲:一體(ti)化雙向孔(kong)闆流量計(ji)爲雙差🙇‍♀️變(bian)結構，兩台(tai)HAＲT差壓變送(song)器，分别測(ce)量正、反向(xiang)蒸汽差壓(ya)信号，壓力(li)補償信号(hao)通過HAＲT協🐇議(yi)從差壓變(bian)送器正♋壓(ya)室讀取，正(zheng)反兩個方(fang)向兩個差(cha)變的信🍓号(hao)和雙支鉑(bo)電阻信号(hao)分别接入(ru)到☀️兩台流(liu)量計🏃算轉(zhuan)換單元。安(an)裝在控制(zhi)室機櫃内(nei)的流量計(ji)算轉換單(dan)元完成對(dui)現場差壓(ya)、溫度、壓力(li)數♊據的采(cai)集，實時進(jin)行蒸汽流(liu)量的溫壓(ya)補償運算(suan)，循環顯示(shi)當前蒸汽(qi)的瞬時流(liu)量、累積流(liu)量、溫度、壓(ya)力、熱量等(deng)參數，并将(jiang)補償運算(suan)後的質量(liang)流量🍓信号(hao)和采集到(dao)的溫度、壓(ya)力信号⛱️，通(tong)過4～20mA信号或(huo)者通訊接(jie)口傳給DCS，進(jin)行瞬時流(liu)量、累積流(liu)量及曆史(shi)趨勢顯示(shi)，用于查證(zheng)雙向計量(liang)系統狀态(tai)并上傳🏃🏻實(shi)時蒸汽計(ji)量數據。
4應(ying)用效果
　　本(ben)文對該裝(zhuang)置在2025年11月(yue)27日至11月27日(ri)從開車狀(zhuang)态過渡✏️到(dao)🔴正常生産(chan)🤞期間的蒸(zheng)汽流量數(shu)據進行了(le)跟蹤觀✊察(cha)和👌統計分(fen)析💃。首先🔞，以(yi)24小時日累(lei)計流量數(shu)據爲基礎(chu)，統計并繪(hui)制了進、出(chu)裝置兩個(ge)方向1.0MPa蒸汽(qi)和3.5MPa蒸汽的(de)日累計流(liu)量折線圖(tu)如圖6和圖(tu)7所示。

　　圖6曲(qu)線清晰顯(xian)示了在11月(yue)27日，實現了(le)裝置低壓(ya)蒸汽流量(liang)由進裝⭐置(zhi)輸入方式(shi)徹底轉變(bian)爲出裝置(zhi)輸出方式(shi)的“零🔅”間隔(ge)🏃🏻‍♂️切換;圖7曲(qu)線清晰顯(xian)示了裝置(zhi)由開工初(chu)期，完全引(yin)入系統中(zhong)壓蒸汽，轉(zhuan)變爲裝置(zhi)開工⁉️鍋爐(lu)産汽後出(chu)現富餘部(bu)分中壓蒸(zheng)汽外排系(xi)統管網的(de)情況。

　　同時(shi)，我們以七(qi)天爲一個(ge)計量周期(qi)，統計并繪(hui)制了裝置(zhi)💚在不同時(shi)間段的消(xiao)耗(進裝置(zhi))、外排(出裝(zhuang)置)蒸汽量(liang)的柱狀圖(tu)。如圖8和圖(tu)9所示。

　　從圖(tu)8和圖9柱狀(zhuang)圖我們可(ke)以清楚的(de)看出，在裝(zhuang)置開工⭕初(chu)期，從11月27日(ri)至11月27日期(qi)間，裝置大(da)量引入系(xi)統低壓蒸(zheng)汽和✔️中壓(ya)蒸汽💃，此時(shi)裝置蒸汽(qi)流向全部(bu)爲進📱裝置(zhi)方向。從11月(yue)27日開始，裝(zhuang)置開車趨(qu)于正常，鍋(guo)爐開始産(chan)汽，從系統(tong)管網引入(ru)的中🈚壓蒸(zheng)汽量明顯(xian)減少🐇，并且(qie)有富餘中(zhong)壓蒸汽外(wai)排，裝置已(yi)停止從系(xi)統管🤟網引(yin)入低壓蒸(zheng)汽，轉爲外(wai)排低壓蒸(zheng)汽。
5結束語(yu)
　　采用多參(can)量雙向流(liu)一體化節(jie)流式流量(liang)計與流量(liang)計算轉換(huan)單🐕元構成(cheng)的蒸汽計(ji)量系統，比(bi)較好地解(jie)決了長期(qi)✉️困擾🍓我公(gong)司催化裂(lie)化裝置蒸(zheng)汽雙向計(ji)量難題，在(zai)我公司生(sheng)産裝置雙(shuang)向流蒸汽(qi)計量檢測(ce)中達到了(le)較好的實(shi)際應用效(xiao)果。實現了(le)對進出裝(zhuang)🤞置兩個方(fang)向蒸汽流(liu)量的♋實時(shi)、準确計量(liang)，避免了以(yi)💞前曆次裝(zhuang)置🐉在🌏開停(ting)工期間需(xu)要人工切(qie)換蒸汽計(ji)量流程的(de)困難，也避(bi)免了開停(ting)工期間進(jin)出裝置蒸(zheng)汽🤟無計量(liang)、測量數據(ju)⭐混亂或數(shu)據不真實(shi)🤟所造成的(de)蒸汽平衡(heng)、能耗核算(suan)無依據的(de)突出問題(ti)，徹底解決(jue)😄了以前裝(zhuang)置引入♊系(xi)統管網蒸(zheng)汽消耗量(liang)、自産蒸汽(qi)🈲并網量無(wu)法同步實(shi)時準确計(ji)量的難題(ti)。從我公司(si)近兩年多(duo)來的流量(liang)計運行、計(ji)量檢測數(shu)據情況來(lai)看，目前這(zhe)種雙向流(liu)蒸汽流量(liang)的計量🔞解(jie)決方案可(ke)行，計量系(xi)統運💯行可(ke)靠，計量數(shu)據準确，達(da)到了對裝(zhuang)置自産、自(zi)用蒸汽分(fen)類分項實(shi)時準确🈲測(ce)量的目的(de)，使得公司(si)煉🌏化生産(chan)蒸汽系統(tong)計量數據(ju)🌈檢測率得(de)到了進一(yi)步提高。

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