流量計(ji)量對石(shi)油化工(gōng)企業起(qi)着至關(guān)重要的(de)作用，一(yi)個生産(chan)裝🏃‍♂️置的(de)運⚽行效(xiao)率和經(jīng)濟收益(yi)與計量(liang)儀表的(de)正确率(lü)有直接(jie)關系，根(gen)據不同(tong)應用場(chang)合選擇(zé)合适的(de)流量儀(yí)表才能(neng)達到效(xiào)果。流量(liang)儀表種(zhǒng)類很多(duō)，在使用(yòng)方面各(ge)有優劣(lie)，并㊙️不是(shi)流量計(jì)精度越(yuè)㊙️高越好(hao)，而是需(xu)要依據(jù)不同工(gong)藝要求(qiú)和計量(liàng)要求進(jin)行合理(lǐ)選型［1］。
  在(zai)化工裝(zhuang)置區，有(you)許多裝(zhuāng)置自産(chǎn)蒸汽，這(zhè)些蒸汽(qì)除💋滿足(zú)自💁用㊙️外(wài)，還要送(song)往系統(tong)管網，但(dàn)是在裝(zhuāng)置開車(chē)或檢修(xiu)時，又需(xū)要外部(bù)管網送(sòng)入蒸汽(qi)作爲能(néng)源，這就(jiu)帶來了(le)同一條(tiao)管道需(xū)要傳💋輸(shū)不同方(fāng)向介質(zhì)的問題(ti)。如果假(jia)定介質(zhi)流出方(fāng)向爲正(zheng)向流，那(nà)麽介質(zhì)流入方(fāng)向就是(shi)反向流(liu)。對于這(zhe)種雙向(xiàng)♉流的工(gong)況，開車(chē)或檢修(xiu)帶來的(de)反向流(liú)發生頻(pin)率很低(dī)，如果設(she)置兩套(tao)流量㊙️檢(jiǎn)測系統(tong)，不僅🏃‍♂️造(zào)成設備(bèi)極大閑(xian)置，還給(gei)安💋裝和(hé)維護帶(dài)來不🌈便(biàn)。如果選(xuǎn)擇能夠(gou)分别測(ce)得正☁️向(xiàng)流量和(hé)🔴反向流(liu)量的計(ji)量儀表(biǎo)，就可以(yi)節約成(chéng)本。常用(yòng)于測量(liang)雙向流(liú)的流量(liang)計包括(kuo)多孔孔(kong)闆流量(liang)計、電磁(ci)流量計(ji)、質量流(liú)量計和(hé)超聲波(bō)流量計(ji)，它們有(yǒu)❓自身最(zui)佳的使(shi)用場合(hé)［2］。多孔孔(kǒng)闆流量(liang)計的工(gōng)作原理(li)和儀表(biao)🔞特點的(de)基礎上(shàng)，結合具(jù)體項目(mù)介紹它(ta)在雙向(xiàng)流工況(kuang)下的選(xuǎn)型❌和安(an)裝。
1多孔(kong)孔闆流(liu)量計的(de)工作原(yuan)理與特(tè)點
  以孔(kong)闆爲代(dai)表的标(biao)準節流(liu)裝置，是(shì)目前工(gong)業應用(yòng)廣泛的(de)流量儀(yí)表，其特(te)點是結(jie)構簡單(dan)、應用技(jì)術成熟(shú)、産品标(biāo)準化。GB/T2624．2-2006《用(yong)安裝在(zai)圓形截(jié)面管道(dao)中的差(chà)壓裝置(zhì)測量滿(mǎn)管流體(tǐ)流量》第(dì)2部分(孔(kong)闆)的5．1．9條(tiáo)“雙向孔(kǒng)闆”指出(chu):不切斜(xié)角，孔闆(pǎn)端面、厚(hou)度和邊(bian)緣🐕符合(he)相應規(guī)定，可用(yòng)于測量(liang)反向流(liu)。多孔孔(kǒng)闆就是(shì)一種雙(shuang)向孔闆(pan)，可以用(yòng)🙇🏻來測量(liàng)雙向流(liú)。當對精(jing)度和量(liàng)程沒有(you)過高要(yào)求🤟時，多(duō)孔孔闆(pan)配差壓(yā)變送器(qì)是測量(liàng)雙向流(liu)蒸汽的(de)最佳選(xuǎn)擇。
  多孔(kǒng)孔闆也(yě)是一種(zhǒng)差壓式(shi)流量儀(yi)表，其工(gōng)作原理(lǐ)✂️同标準(zhǔn)孔🐅闆一(yī)樣，不同(tóng)之處在(zài)于它将(jiāng)多孔整(zhěng)流器和(he)标💰準孔(kǒng)闆集合(he)在一起(qi)❗，實現了(le)整流和(he)節流的(de)一體化(huà)，基本結(jie)構如圖(tu)1所示。圖(tú)1

  當流體(ti)通過多(duō)孔孔闆(pan)時，将被(bei)平衡整(zheng)流，渦街(jie)被最小(xiao)化，形成(cheng)近似理(li)想流體(ti)，通過取(qǔ)壓裝置(zhi)，可以得(de)到節流(liú)元件前(qián)後的壓(ya)差值，根(gēn)據伯努(nǔ)利方程(cheng)計算出(chū)質量流(liu)量和體(tǐ)積流量(liang):

式中
C———流(liú)出系數(shù);
d———節流元(yuan)件開孔(kǒng)直徑，m;
D———管(guan)道内徑(jing)，m;
qm———質量流(liú)量，kg/s;
qV———體積(ji)流量，m3/s;
β———直(zhi)徑比;
Δp———壓(yā)差，Pa;
ε———可膨(peng)脹性系(xi)數;
1———上遊(you)流體密(mì)度，kg/m3。
  多孔(kǒng)孔闆除(chú)了測量(liang)原理同(tong)标準孔(kong)闆一緻(zhì)外，還具(jù)有自身(shēn)特點，這(zhè)也是它(ta)與标準(zhun)孔闆相(xiang)比的優(yōu)勢［3］，具體(ti)特點如(rú)⭕下:
a．測量(liàng)精度高(gāo)。由于多(duo)孔孔闆(pan)在結構(gou)上是對(dui)稱的，能(neng)🔅夠對流(liú)體進行(háng)整流，降(jiàng)低了渦(wō)流、振動(dòng)和信号(hào)噪聲，使(shǐ)得👅節流(liú)元件♈前(qián)後流場(chang)穩定性(xìng)提高;與(yǔ)标準孔(kong)闆相比(bǐ)，多孔孔(kong)闆的線(xian)性度提(tí)高🧑🏾‍🤝‍🧑🏼了5～10倍(bei)。
b．安裝直(zhí)管段短(duǎn)。前後直(zhi)管段要(yao)求長是(shi)标準孔(kong)闆使用(yong)♻️受限的(de)重要原(yuan)因，但多(duo)孔孔闆(pan)前後流(liú)
場穩定(ding)，壓力恢(huī)複快，大(dà)幅降低(dī)了對直(zhí)管段的(de)要求，一(yi)般情況(kuàng)下直管(guǎn)段要求(qiú)爲前2D後(hou)2D，在大管(guan)徑或昂(ang)貴管材(cai)場合使(shǐ)用時可(kě)大幅節(jiē)約成本(běn)。
c．量程比(bǐ)寬。标準(zhun)孔闆的(de)量程比(bi)一般爲(wei)3∶1，直徑比(bǐ)β一般爲(wei)0．20～0．75，當超過(guo)此範圍(wéi)時，标準(zhun)孔闆的(de)精度明(ming)顯下降(jiàng)。但是多(duo)孔孔闆(pan)的🈲量程(chéng)比可以(yi)達到15∶1，選(xuǎn)擇合适(shì)參數時(shi)甚至能(neng)達到30∶1，β的(de)範圍0．25～0．90。
d．永(yǒng)久壓損(sǔn)低。多孔(kong)孔闆流(liu)量計多(duo)孔對稱(cheng)的平衡(heng)設計減(jian)少了渦(wo)流的形(xíng)成和紊(wěn)流摩擦(cā)，降低了(le)動能損(sǔn)失;在産(chǎn)生同樣(yàng)💯壓差的(de)情💁況下(xià)，永久壓(yā)力損失(shī)約爲傳(chuan)統節流(liu)裝置的(de)1/3，節省了(le)相當大(da)的運行(hang)成本［4］。
2多(duo)孔孔闆(pǎn)流量計(ji)測雙向(xiàng)流的選(xuan)型實例(li)
  在一個(gè)年産120萬(wàn)噸精細(xì)化學品(pǐn)項目中(zhōng)，配套建(jiàn)設了由(you)4台⭐480t/h循環(huán)✔️流化床(chuáng)鍋爐和(he)一台20MW蒸(zhēng)汽發電(diàn)機組成(cheng)的熱電(dian)🛀🏻裝置。在(zài)全廠開(kāi)車和㊙️檢(jiǎn)修時，需(xū)要用到(dao)大量的(de)中壓飽(bao)和蒸汽(qi)和低低(dī)壓蒸汽(qì)，這些蒸(zheng)汽是由(yóu)熱電裝(zhuāng)置送出(chu)✌️的。在全(quan)廠⭐生産(chǎn)裝置正(zheng)常運行(háng)時，包括(kuo)煤氣化(hua)裝置、淨(jìng)化裝置(zhì)和油品(pǐn)加工合(hé)成裝置(zhi)會副産(chǎn)大量中(zhong)壓飽和(he)蒸汽和(he)低低壓(yā)蒸汽，這(zhe)些蒸汽(qì)又送回(huí)到熱電(dian)裝置利(li)用。上述(shu)兩種規(guī)格的蒸(zhēng)汽在兩(liǎng)條♊管道(dào)中進行(háng)送出和(hé)返回。爲(wei)節約成(chéng)本，在每(mei)條管道(dao)上設置(zhì)一🚶‍♀️個流(liu)量儀表(biao)來測量(liàng)正向流(liu)量和反(fǎn)向流量(liàng)。選取其(qi)中一個(gè)流量計(ji)⭕FE-02202爲例，先(xiān)将工藝(yì)條件列(lie)出，再進(jìn)行具體(ti)的流量(liàng)儀表選(xuan)型，參數(shu)詳見表(biǎo)1。

  能夠測(ce)量雙向(xiang)流的儀(yi)表有電(diàn)磁流量(liang)計、質量(liang)流量計(ji)、超聲波(bō)流量計(ji)和多孔(kǒng)孔闆流(liú)量計。由(you)于電磁(cí)流量計(jì)不能測(cè)量蒸汽(qì)介✍️質🔆，因(yīn)而首先(xian)被排除(chu);質量流(liu)量計的(de)口徑過(guò)大💜，且其(qí)測量㊙️介(jiè)質溫度(dù)一般不(bu)能超過(guo)180℃，因而也(yě)被排除(chú)🏃‍♂️;超聲波(bō)蒸汽流(liu)👣量計雖(suī)👈然能夠(gòu)滿足測(cè)量要求(qiú)，但價格(gé)較貴。最(zui)❌後，基于(yu)具體的(de)工藝參(cān)數，選用(yòng)多孔孔(kong)闆流量(liang)計測量(liang)雙向流(liu)蒸汽，選(xuan)型參數(shu)詳見表(biǎo)2。

  在選好(hǎo)多孔孔(kǒng)闆後，再(zai)設計兩(liǎng)個差壓(ya)變送器(qì)，分别測(cè)量正♊向(xiang)流量和(he)反向流(liu)量時的(de)壓差值(zhí)，轉換成(chéng)4～20mA信号後(hòu)送到DCS顯(xiǎn)示。另外(wai)，爲了正(zhèng)确測量(liàng)蒸汽的(de)質量流(liú)量，在多(duō)孔孔闆(pǎn)附近設(she)置了一(yī)個鉑熱(re)電阻和(he)壓力變(biàn)送器，将(jiāng)溫度值(zhi)和壓力(lì)值送到(dao)DCS進行溫(wēn)壓補償(cháng)，得到正(zhèng)确的🌈質(zhì)量流量(liang)。
3多孔孔(kǒng)闆流量(liang)計的安(ān)裝
  在進(jìn)行多孔(kong)孔闆流(liú)量計安(an)裝時，首(shou)先保證(zheng)取壓孔(kong)位❄️于管(guan)道上半(bàn)部與管(guǎn)道垂直(zhí)中心線(xian)成0～45°夾角(jiao)(圖2)，以防(fang)止不凝(ning)氣或髒(zāng)污物進(jìn)入導壓(yā)管。在安(an)裝導壓(ya)管時，其(qí)水平段(duan)應有一(yi)定的坡(pō)度，一般(bān)情🆚況下(xià)導壓管(guǎn)的坡度(du)不✌️小于(yu)1∶100，若項目(mù)位于北(běi)方地區(qu)，導壓管(guan)使用時(shi)需要進(jìn)行😘蒸汽(qi)伴熱。兩(liang)個差壓(yā)變送🐪器(qi)在安裝(zhuang)時必須(xu)保證正(zhèng)壓⛷️側和(he)負壓側(cè)的正确(que)。簡單來(lái)講，順着(zhe)‼️流體方(fāng)向🔞，差壓(ya)變送器(qi)的正壓(yā)側位于(yu)多孔孔(kǒng)闆的上(shang)方，負壓(ya)側位于(yú)多孔孔(kǒng)闆的下(xià)方。

  與标(biāo)準孔闆(pan)流量計(ji)相比，多(duō)孔孔闆(pan)流量計(jì)的安裝(zhuang)更簡便(bian):首先，它(ta)在結構(gòu)上是對(dui)稱的，安(ān)裝時不(bu)需要考(kao)慮流量(liàng)計方♌向(xiang);其📐次，它(tā)需要的(de)前後直(zhí)管段更(gèng)少，隻需(xu)保🏃證前(qián)後直管(guǎn)段分别(bié)不小于(yú)2D即可。
4結(jié)束語
  在(zài)化工裝(zhuang)置中，選(xuan)擇合适(shì)的流量(liang)儀表進(jìn)行雙向(xiàng)流量的(de)測量，可(ke)以節約(yuē)成本，爲(wei)企業帶(dai)來巨大(dà)的經濟(ji)效益⛷️。而(er)多孔孔(kong)闆流量(liàng)計就是(shi)一個不(bu)錯的選(xuan)擇，是一(yī)個非👄常(cháng)合适并(bìng)具有🌂推(tui)廣價值(zhí)的節⛷️能(neng)儀表，具(jù)有更廣(guǎng)泛的發(fa)展空間(jian)。

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