摘要：在煉油(yóu)化工生産中經常(cháng)出現一條蒸汽管(guǎn)道雙向輸送蒸🤩汽(qì)的情況，本文就實(shi)現重油催化裂化(huà)🚶裝置♈在進✔️、出裝置(zhì)兩個方😍向蒸汽質(zhi)量流量的實時✌️、準(zhǔn)确測量問題🌈，提出(chu)了🎯一種應用多參(can)量雙向流 一體化(huà)節流式流量計 的(de)計量解決方案，并(bìng)具體就一體化雙(shuāng)向孔闆流量計 的(de)工作原理、計量系(xì)統組成、功能特點(dian)、雙向流測量的實(shi)現過程以及實際(jì)應用效果進行了(le)介紹。
0引言
　　許多煉(lian)化生産裝置，如催(cui)化裂化裝置、焦化(huà)裝置、連續重整裝(zhuāng)置等，常利用裝置(zhi)餘熱産出蒸汽，這(zhè)些裝置在正常生(sheng)産期間的自産蒸(zhēng)汽大多被裝置内(nèi)部使用，多餘部分(fèn)再外排輸出至系(xi)統管網，在裝置開(kāi)停工或加工負荷(hé)小，自産蒸汽不足(zú)的情況下，又需🙇‍♀️要(yao)引入系統管網蒸(zhēng)汽作爲動力或熱(re)源。因此，裝置蒸汽(qì)母管與系統管網(wang)之間呈互供狀态(tai)，這就帶來了如何(he)在同一管道中實(shi)現雙向流蒸汽流(liú)量實時⛷️測量的問(wèn)題。蒸汽單管雙向(xiang)互供，客觀上造成(cheng)了計量的困難，也(yě)對生産裝置的能(neng)耗統計核算影響(xiǎng)很大。常規解決辦(ban)法是在同一條管(guan)線上安裝正反兩(liang)🥵套标準孔闆進行(hang)測量，但是往往出(chu)現直管段難于保(bǎo)證，壓力損失也成(cheng)倍增加，造成♈裝置(zhì)能耗額外增加，同(tong)時因工藝流程和(hé)裝置負荷變化，管(guan)📱道中蒸汽流向發(fā)生改變時，難🈲以實(shi)現對任何一個方(fang)向蒸汽🎯流量的實(shí)時、準确測♊量和監(jiān)測，不利于🧑🏽‍🤝‍🧑🏻生産運(yùn)行控💃制和🔴節能降(jiang)耗。随着流量計量(liang)新技術的👌發展，流(liu)量二次表功能逐(zhú)漸完善，使得雙向(xiang)孔闆流量計在測(ce)量蒸汽雙向流量(liang)方面得到了推廣(guǎng)和應用。
1雙向孔闆(pan)流量計工作原理(li)
　　傳統的标準孔闆(pǎn)入口爲直角，出口(kǒu)爲45°倒角，不能測量(liang)反㊙️向流量，如圖1所(suǒ)示。雙向孔闆的入(rù)口和出口結構相(xiang)🐪同，均📞爲直👈角，可分(fèn)别👣測量雙方向流(liu)量，其結構如圖2所(suǒ)示。雙向孔闆流量(liàng)計就是依據在GB/T2624.2設(she)計與加工的不切(qie)♊斜角、兩個⁉️端面、厚(hòu)度和節流孔的兩(liang)個邊㊙️緣符合規定(dìng)要求的孔闆。在GB/T2624.2—2006/ISO5167—2:2003《用(yong)安裝在圓形截面(mian)管道中的差壓裝(zhuāng)置測量滿管流體(tǐ)流量第二部分:孔(kong)闆》中，對雙🔱向孔闆(pǎn)做了詳細的規定(ding)，隻要按照标準設(shè)🍉計制造和安裝，就(jiù)能獲得标準所規(gui)定的準确度🥰。


　　雙向孔(kong)闆測量蒸汽雙向(xiang)流，與标準孔闆流(liú)量計的工🎯作原理(lǐ)是一緻的，主要區(qū)别是節流件形式(shì)和二次表功能不(bú)同🌐，此外還需要增(zēng)加一台差壓變送(sòng)器。測量流量的基(ji)本原理，就是以流(liú)動連續性方程(質(zhi)☀️量守恒定❌律)和伯(bó)努利方程(能🙇🏻量守(shou)恒定律)爲基礎🛀🏻的(de)。當充滿管道的流(liu)體流經管道内的(de)節流件時，流速将(jiang)在節流件處形成(cheng)局部收縮，因而流(liu)速增加，靜壓力降(jiàng)低，于是在節流件(jiàn)前後便産生了靜(jìng)壓力差。流體流量(liàng)愈大，産生的壓差(cha)愈大，這樣可依據(ju)壓差來衡量流量(liàng)的大小。孔闆流量(liàng)計測量流量的基(ji)本公式如下:

　　式中(zhong):qm爲質量流量kg/s;C爲流(liú)出系數，無量綱;ε爲(wei)可膨脹性系數;d爲(wei)節流📞件開孔直徑(jìng)，m;β爲直徑比，(β=d/D);ρ1爲被測(ce)流體密度，kg/m3;Δp爲差壓(ya)💛，Pa。
2一體化雙向孔闆(pǎn)流量計的結構和(he)功能特點
2.1一體化(huà)雙向孔闆結構
　　一(yi)體化雙向孔闆流(liú)量計，采用雙向孔(kong)闆，裝有雙 差壓變(biàn)送器 ，并配套溫度(dù)、 壓力變送器 進行(háng)溫度、壓力補償。YJLB系(xi)列一體化雙向孔(kǒng)闆流量計，是将傳(chuan)統節🈲流裝置和兩(liǎng)台智能差壓變送(sòng)器優化♻️組裝成一(yī)體，采用專用轉👣換(huàn)單元，使其具備溫(wēn)度、壓力、流量數據(jù)高精度寬量程補(bu)償的功🌂能，從而構(gòu)成一種多參量雙(shuāng)向流一體化節流(liú)式新型流量計量(liang)系統。一體化🤟雙向(xiàng)孔闆流量計結構(gòu)如🐆圖3所示。
2.2一體化(huà)雙向孔闆主要功(gong)能和特點
1)可實現(xiàn)雙向流量測量
　　一(yi)體化雙向孔闆流(liú)量計可根據現場(chang)管道中蒸汽🈲流♋量(liang)的實💃🏻際狀況，如流(liu)入端與流出端壓(yā)力的變化，可正向(xiang)、反向雙向測量蒸(zheng)汽流量，使雙流向(xiang)蒸汽流量的計量(liang)更便😘捷、更準确，解(jie)決了之前傳統标(biao)準孔闆流量計隻(zhī)能單向測量蒸汽(qi)流量的問❄️題。
2)測量(liàng)準确度有依據
　　一(yī)體化雙向孔闆流(liú)量計由于采用标(biāo)準節流件，測量準(zhǔn)确度✉️有😘依據;可采(cai)用符合GB/T2624—2006國家标準(zhun)的流量測量節流(liú)裝置專家系統軟(ruǎn)件，設計出雙向孔(kǒng)闆的最佳開孔徑(jing)，以及雙向差壓變(biàn)送器的差👣壓量程(cheng)。
3)流量測量範圍得(dé)到擴展

　　一體化雙向孔(kong)闆流量計采用兩(liang)台智能型差壓變(bian)送器，通過配置流(liú)量計算轉換單元(yuán)或流量計算機可(kě)根據兩個差壓信(xìn)号自動判别其流(liu)向，并且實時🚩完成(chéng)節流件的流出系(xì)數C、流束可膨脹系(xì)數ε計算，在滿足測(cè)量準确度的同時(shi)，使兩⛷️個方向流量(liàng)測量範圍度可達(dá)6∶1或更寬。
4)安裝簡便(biàn)且有防凍功能
　　該(gai)一體化雙向孔闆(pǎn)流量計采用防凍(dong)隔離技術，冬✂️季運(yun)行♉無🧑🏽‍🤝‍🧑🏻需保溫和伴(ban)熱，并且由于沒有(you)了冷凝罐，不存👌在(zai)冷凝水，徹底消除(chú)了傳統蒸汽節流(liu)裝置由于正負側(ce)冷凝水的液位差(chà)所導緻的不可預(yù)知的測量誤差🔴。采(cai)取一體💘化設計安(ān)裝，縮短了一次表(biao)與二次表的引⭐壓(yā)管線長度，差壓變(bian)送器👄導壓管短，使(shǐ)儀表的動态性能(neng)得到提高。儀🏃表整(zhěng)體組裝，安裝簡便(biàn)，消除了儀表現場(chang)安裝帶來的測❤️量(liàng)誤差，去掉了儀表(biao)箱及伴熱管線🥰。同(tóng)時用同一台流量(liàng)計計量兩個方向(xiàng)的流量，不僅可以(yǐ)簡化系統、節省空(kong)間🤩，還節省儀表購(gou)置、安裝、維護費用(yong)。
3一體化雙向孔闆(pan)流量計在重催裝(zhuang)置的應用
3.1裝置蒸(zhēng)汽工藝流程
　　120萬噸(dūn)/年重催裝置界區(qu)，各有一條中壓蒸(zhēng)汽母管和低壓蒸(zheng)汽🛀母管，裝置生産(chǎn)所需的中、低壓蒸(zhēng)汽經由這兩條母(mu)管從系統♻️管網引(yǐn)入。裝置内部有一(yi)台鍋爐産中壓蒸(zhēng)汽，氣壓機使用中(zhong)🈲壓蒸汽作功後，排(pai)出低壓蒸汽🈲，同時(shí)減溫減壓器将✂️中(zhong)壓蒸汽減溫減壓(ya)爲1.0MPa低壓蒸汽供裝(zhuāng)置内部使用。裝置(zhì)正常生産期間富(fù)餘部分中壓蒸汽(qi)、低壓蒸汽也通過(guo)這兩條母管外排(pai)并入蒸汽系統管(guan)網。在裝置開🆚停工(gōng)期間及加工負荷(he)較小鍋爐産汽量(liang)較小情況下，需從(cóng)系統管網引入蒸(zhēng)汽作爲動力🥰能源(yuán)。裝置蒸汽流程圖(tú)🤞如圖4所示。

3.2裝置雙(shuāng)向流蒸汽計量方(fāng)案
　　該裝置中低壓(ya)蒸汽母管中的蒸(zheng)汽流向屬于典型(xing)的雙🈲向流，因此，安(an)裝于裝置兩條蒸(zhēng)汽母管線上的流(liu)量計應能實現雙(shuang)💘向流❤️量測量。應用(yòng)一體化雙向🏃‍♂️孔闆(pǎn)流量計實現重催(cuī)裝置進出裝置兩(liǎng)個方向的計量方(fāng)案及系統組成如(rú)圖5所示。
　　在該蒸汽(qì)計量方案中，計量(liàng)系統主要由YJLB系列(lie)多參量雙向⛷️流🈲一(yī)體化節流式流量(liàng)計(配備有兩台EJA110A-E型(xíng)差♉壓變送器)、FC2000-IAE(G)流量(liàng)計算轉換單元(一(yī)台測量出裝置蒸(zhēng)汽流量🔞，另一台測(ce)量進裝置蒸汽流(liú)量💛)，以及雙支鉑電(diàn)阻測溫元件組成(cheng)🔞。
　　在裝置現場，将多(duō)參量雙向流一體(tǐ)化節流式流量計(ji)焊接在蒸汽管道(dao)上，同時安裝雙支(zhī)鉑電阻。在控制室(shì)💞，FC2000-IAE(G)流量計算轉換單(dan)元采用DIN35标準導軌(gui)安裝方式，可方便(biàn)地實現在DCS、PLC系統😘中(zhong)植入高精度流量(liàng)計算環節。流量計(ji)算轉換單元安裝(zhuāng)在控制室内機櫃(guì)上，可👨‍❤️‍👨循環顯示當(dāng)前瞬時流量📐、累積(jī)流量、介質溫度、介(jiè)質壓力等參數量(liang)，并傳輸補償計算(suan)後的流量信号至(zhì)DCS系統進行瞬時流(liu)量、累積㊙️流量及曆(li)史趨勢顯示，以便(bian)🚶更好地查證雙向(xiàng)計量系統狀态，并(bing)☀️可通過網絡終端(duan)計算機上傳實時(shí)蒸汽計❗量數據。
3.3雙(shuang)向蒸汽流量測量(liang)的實現過程

　　應用(yòng)該計量方案實現(xian)進、出裝置雙向蒸(zheng)汽流量計量的🔴基(ji)本過程爲:一體化(huà)雙向孔闆流量計(ji)爲雙差變結構，兩(liǎng)台HAＲT差壓變💰送器，分(fèn)别測量正、反向蒸(zheng)汽差壓信号，壓力(li)補償信号通過HAＲT協(xié)議從差壓變送器(qi)正壓室讀取，正反(fǎn)兩個方向兩個差(chà)變的信号和雙支(zhī)㊙️鉑電阻信号分别(bié)接入到兩台流量(liàng)計算轉換單元。安(an)裝在控制室機櫃(gui)内的流量計算轉(zhuan)換單元完成對現(xiàn)場差壓、溫度、壓力(lì)數💋據的采集，實時(shi)進行蒸汽流量的(de)溫壓補償運算，循(xun)環顯示當前蒸汽(qi)的瞬時流量、累積(ji)流量、溫度、壓力、熱(re)量等參數，并将補(bu)償運🧑🏽‍🤝‍🧑🏻算後的質量(liàng)流量信号和采集(ji)到的溫度、壓力信(xìn)号👈，通過4～20mA信号或者(zhě)通訊接口😘傳給DCS，進(jìn)行瞬時流量、累積(jī)流量及曆史趨勢(shì)顯示，用于查證雙(shuāng)向計量系統狀态(tai)并上傳實時蒸汽(qi)計量數據。
4應用效(xiào)果
　　本文對該裝置(zhì)在2025年12月15日至12月15日(rì)從開車狀态過渡(du)到正常生産期間(jiān)的蒸汽流量數據(ju)進行了跟蹤觀‼️察(chá)和統計分析。首先(xian)，以24小時日累計流(liu)量數據爲基📱礎，統(tong)計并繪制了進、出(chū)裝置兩個方向1.0MPa蒸(zheng)汽和3.5MPa蒸汽的日累(lèi)計🍉流量折線圖如(ru)圖6和圖7所示。

　　圖6曲(qǔ)線清晰顯示了在(zai)12月15日，實現了裝置(zhì)低壓蒸汽♻️流量由(you)進裝置輸入方式(shi)徹底轉變爲出裝(zhuāng)置輸出方式的“零(líng)”間隔切換;圖7曲線(xiàn)清晰顯示了裝置(zhi)由開❗工初期，完全(quán)引入系統中壓蒸(zheng)汽，轉變爲裝置開(kai)工🛀🏻鍋爐産汽📞後出(chū)現富餘部分中壓(yā)蒸汽外排系統管(guan)網的情況。

　　同時，我(wo)們以七天爲一個(gè)計量周期，統計并(bìng)繪制了裝置在不(bú)同時間段的消耗(hào)(進裝置)、外排(出裝(zhuang)置)蒸汽量⚽的柱狀(zhuàng)圖。如圖🈲8和圖9所示(shì)。

　　從圖8和圖9柱狀圖(tu)我們可以清楚的(de)看出，在裝置開🤞工(gong)初期，從☀️12月15日至12月(yuè)15日期間，裝置大量(liang)引入系統低壓蒸(zhēng)汽和🐇中壓蒸汽，此(cǐ)時裝置蒸汽流向(xiàng)全部爲進💜裝置方(fang)向。從12月15日開始，裝(zhuāng)置開車趨于正常(chang)，鍋爐開始産汽，從(cóng)系統管網引入的(de)中壓蒸汽量明顯(xian)減少，并且有富餘(yu)中壓蒸汽外排，裝(zhuāng)置已停止從系統(tong)管網引入低壓蒸(zhēng)汽，轉爲外排低壓(ya)蒸汽。
5結束語
　　采用(yong)多參量雙向流一(yi)體化節流式流量(liàng)計與流量✍️計算轉(zhuǎn)換🚶單✂️元構成的蒸(zhēng)汽計量系統，比較(jiào)好地解決了長期(qi)困擾我公👄司催化(hua)裂化裝置蒸汽雙(shuāng)向計量難題，在我(wǒ)公司生産🈚裝置雙(shuāng)💰向流蒸🌏汽計量檢(jiǎn)測中達到了較好(hao)的實際應用效果(guo)。實現了對進出裝(zhuang)置兩個方向蒸汽(qi)流量的實時、準确(què)計量，避免了以✔️前(qian)曆次裝置♍在🈲開停(ting)工期間需要人工(gong)切換蒸汽計♍量流(liu)程的困難，也避免(miǎn)了開停工期間進(jìn)出裝置蒸汽無計(jì)量、測量數據⁉️混亂(luàn)或數據不真實所(suo)造成的蒸汽平衡(heng)、能耗核算無👨‍❤️‍👨依據(jù)的突出問題，徹底(di)解決🐆了以前裝置(zhì)引入🌈系統管網蒸(zhēng)汽消耗量、自産蒸(zheng)汽并網量無法同(tóng)步實時準确計量(liang)的難題。從我公司(si)近兩☂️年多來的流(liú)量計運🔆行、計量檢(jian)測數據情況來看(kàn)，目前這♍種雙向流(liú)蒸汽流量的計量(liang)解決方案可行，計(jì)量系統運行可靠(kào)，計量數據準确，達(dá)到了對裝置自産(chǎn)、自用蒸汽分類分(fen)項實時準确🌂測量(liang)的目的，使得公司(sī)煉化生産蒸汽系(xì)統計量數據🌈檢測(ce)率得到了進一步(bu)提高。

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